一種汽車板鋅鍍層特性的智能檢測方法

(寶鋼日鐵汽車板有限公司, 上海 200941)

隨著“工業4.0”和“中國制造2025”的深入開展，國內外智能化實驗室的建設和智能化設備的研制正在蓬勃進行中。伴隨智能化技術在各行業的全面推廣，鋼鐵廠智能化機組和實驗室將改變傳統的生產模式，把操作人員從惡劣的工作環境、重復的作業操作和流水性作業模式中解放出來。筆者針對鋼鐵廠鍍鋅成品機組生產的汽車板鋅鍍層的特性檢測提出了一種智能檢測方法，以提升檢測效率、減少質量事故和安全事故[1-5]。

1 汽車板鋅鍍層特性檢測現狀

目前大多數鋼鐵廠對鍍鋅成品機組生產的汽車板鋅鍍層特性的檢測一般按照工藝要求進行,即先將切割的大樣板人工搬運至進行大樣板再加工和鋅鍍層特性檢測的實驗室，再使用剪板機將大樣板加工成用于鋅鍍層特性檢測的試樣，最后進行鋅鍍層特性檢測。

在進行大樣板再加工的過程中，需人工在各試樣上標識基本信息。通常使用圓片沖床機沖出圓片狀試樣，再送至實驗室進行鋅鍍層質量、合金含量及鋅鍍層厚度等檢測。同時使用剪板機剪出用于鋅鍍層附著力檢測的試樣，經一定角度的沖壓彎曲變形后，再將變形部位壓平，然后對其表面進行反射率檢測，得到相應的鋅鍍層特性結果并上傳到系統中。此外，在進行鋅鍍層表面粗糙度檢測時，需先用粗糙度標塊對檢測設備進行標定。對于汽車零件制造用鋼，需模擬汽車零件的沖壓過程來進行表面缺陷檢測，即將試樣進行沖壓，然后取出邊打磨邊進行檢測。

上述檢測過程均為人工操作，操作人員不僅存在安全風險，其操作水平也會直接影響檢測結果。這種檢測方法存在工作效率低及失誤概率高、安全性差等問題。

2 一種汽車板鋅鍍層特性智能檢測方法

汽車板鋅鍍層特性智能檢測方法可以通過鍍鋅成品機組出口取樣、試樣加工和試樣輸送的自動化和檢測過程、系統監控等環節的自動化來綜合實施。以下以某生產汽車板的鍍鋅成品機組為例介紹一種汽車板鋅鍍層特性智能檢測方法。

2.1 試樣制備

在鍍鋅成品機組出口取樣車旁配置一臺搬運機器人，將大樣板從取樣車抓取至大樣板放置平臺，再通過運輸平臺送至自動切割設備處。待加工的大樣板需要進行規格和基本信息的核對，采用測厚儀等設備對大樣板進行信息核對。為使待加工的大樣板和檢測用的試樣保持實物與信息的一致，采用自動貼標識機或自動刻碼標識機在大樣板和試樣上增加信息標識。

在自動切割設備旁新增一臺抓取機器人，可將加工后的試樣取出，通過運輸鏈送到鋅鍍層特性檢測設備的待檢測工位上。廢料則通過機械抓手抓取入廢料筐并定時由車輛移出實驗室。

2.2 汽車板鋅鍍層特性智能檢測

實現汽車板鋅鍍層特性智能檢測，需要連通各檢測設備與檢測信息系統的通訊接口，從而自動顯示各汽車板鋅鍍層特性檢測項目、試樣數量和檢測要求等。根據檢測要求，可先選擇性對試樣進行自動清潔和涂油，再進行鋅鍍層特性檢測，如附著性檢測和粗糙度檢測等。再通過視覺自動識別系統，與系統里預先設定的等級要求進行自動比對后，進行等級判斷并上傳至對應的生產檢測過程系統。其中視覺自動識別系統的試樣照片、等級判斷結果、噴印代碼、檢測數據等、要進行保存和上傳，作為原始記錄以備后期查用。

2.3 檢測信息系統化

智能化系統具有生產檢測過程系統化、智能大數據屏幕顯示、虛實結合數字化和手機應用同步等全方位支持功能。

生產檢測過程系統化包括試樣接收管理、大樣板尺寸檢測、大樣板裁剪、處理試樣委托指令下發、試樣輸送、試樣交接、試樣登記、試樣加工、試樣檢測、檢測數據審核、備樣管理、廢樣管理等功能。通過試樣管理、質量管理、規范管理、備樣管理，跟蹤、監控和整理各類檢測結果，以保證檢測數據的可靠性，并與檢測、生產控制和數據收集等系統保持實時通訊，以確保數據發布和存儲的及時性。

根據場地條件增設高清攝像頭和大數據屏幕顯示，實時顯示生產檢測過程關鍵點畫面且能進行畫面放大和切換，從而實現對檢測過程的遠程監控和報警。

增加虛實結合的數字化功能，將現實環境以數字化形式準確呈現，實現現實環境和虛擬環境的無縫連接，以模擬、仿真、分析現實環境中發生的問題。

借助網絡平臺開發手機應用功能，方便核心人員和監控人員實時掌握檢測數據和檢測設備的狀態。

2.4 配套保障

在安全環保方面，機器人活動區域外圍加裝安全圍欄并配備手動操作設備，使操作人員可以在安全圍欄外操作。自動切割機、自動氣送運輸管道和自動導引運輸車(AGV)等設備配置降噪功能，噪聲控制在70 dB以下，以滿足室內安全作業要求。

在節能環保方面，自動化設備配備有在運行過程中需要的電源、光源、氣源和激光源等，以及生產中產生的廢氣、粉塵等配套除塵回收裝置。

在試樣運輸方面，尺寸合適的廢樣收集筐和分類放置的檢測備樣均通過軌道自動運輸出試驗區域。

在設備運行方面，當主流水線因故障停下時，機組出口處大樣板會自動被取下進行標識并通過機器臂放置在緩存平臺上。原來的人工操作設備可放置在附近區域備用，汽車板鋅鍍層的關鍵檢測項目需同時具備手動和自動操作功能，并由設備商安排點檢維護人員以保證設備正常運行。

在安裝調試方面，需在離線單體設備調試到位后，再進行各設備間的在線聯合調試。安裝調試前，需根據在線機組生產計劃制定安裝調試計劃、時間節點和應急措施，以避免影響正常生產檢測工作。

3 結束語

鋼鐵廠汽車板鍍鋅成品機組出口的運輸、加工、檢測過程，在保留原有功能的基礎上，通過合理布局，適當增配機器人、計算機視覺自動識別系統、刻碼系統、掃碼系統等自動化設備，使生產線上大樣板抓取、大樣板尺寸檢測、試樣加工及標識、試樣自

動檢測、試樣自動判斷及結果自動上傳等環節全自動化，實現了汽車板鋅鍍層特性的智能檢測。

該汽車板鍍鋅層特性智能檢測方法不僅可節約檢測時間、提高檢測效率，還能消除由檢測人員技能不足、責任心不強、操作和判斷失誤等引起的標簽誤貼、結果誤判、數據誤輸及檢測誤差等問題，提高檢測質量，提升實驗室的智能化水平。