自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)在內(nèi)燃機(jī)裝配線上的應(yīng)用分析

余艷玫

摘要： 自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)屬于新興學(xué)科，在不斷發(fā)展中逐漸引起了人們的重視，也被廣泛應(yīng)用在很多行業(yè)。在內(nèi)燃機(jī)裝配線中應(yīng)用自檢測(cè)技術(shù)，可以幫助測(cè)試參數(shù)。本次研究中主要分析自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)的主要內(nèi)容，以及這一技術(shù)在內(nèi)燃機(jī)裝配線中的應(yīng)用。

Abstract： Automatic detection technology belongs to an emerging discipline， and has gradually attracted people's attention in the continuous development， and has also been widely used in many industries. The application of automatic detection technology in the internal combustion engine assembly line can help to measure parameters. This research mainly analyzes the main content of automatic detection technology， and the application of this technology in the internal combustion engine assembly line.

關(guān)鍵詞： 自動(dòng)檢測(cè)技術(shù);內(nèi)燃機(jī)裝配線;應(yīng)用

Key words： automatic detection technology;internal combustion engine assembly line;application

中圖分類號(hào)：TP274+.5? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-957X（2021）20-0151-02

0?; 引言

自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)是以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)形成的一種新學(xué)科，要求很高，耗時(shí)長(zhǎng)、實(shí)際應(yīng)用難度大。自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)被廣泛應(yīng)用在測(cè)試產(chǎn)品出廠性能，定期維修測(cè)試以及使用當(dāng)中的連續(xù)測(cè)試，還可以用來完成故障定位和檢測(cè)。近些年我國(guó)工業(yè)呈現(xiàn)出持續(xù)發(fā)展的良好勢(shì)頭，內(nèi)燃機(jī)的使用范圍也不斷擴(kuò)大。為了讓內(nèi)燃機(jī)的組裝質(zhì)量得到保障，需要引入自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)。因?yàn)槿绻粦{借著人工檢查，可能會(huì)帶來比較多的誤差率。所以可以通過自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用來幫助收集和處理更多信息。

1? 自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)基本任務(wù)

自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)一般會(huì)應(yīng)用在系統(tǒng)、部件以及設(shè)備等方面的性能測(cè)試和故障診斷，可以在電系統(tǒng)中應(yīng)用，也可以在非電系統(tǒng)中應(yīng)用。在民用以及軍事方面的應(yīng)用范圍都很廣泛。主要還是用來診斷故障和測(cè)試性能[1]。

1.1 測(cè)試性能任務(wù)

包含出廠前性能檢驗(yàn)，設(shè)備維修以及使用中的連續(xù)檢測(cè)。首先，在產(chǎn)品出廠時(shí)或者設(shè)備返修之后出廠都要完成性能測(cè)試。使用自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)，不僅能夠讓產(chǎn)品的檢驗(yàn)質(zhì)量得到提升，也可以幫助檢驗(yàn)人員勞動(dòng)強(qiáng)度的減少，促進(jìn)工作效率提升。因此在質(zhì)量檢驗(yàn)過程中，自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛。其次，維修定期測(cè)試。設(shè)備在使用了較長(zhǎng)的時(shí)間之后，就需要按照相關(guān)技術(shù)要求來完成性能測(cè)試，對(duì)設(shè)備的工作和運(yùn)行情況進(jìn)行檢查。所以應(yīng)用自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)是設(shè)備性能的重要保障。最后，產(chǎn)品使用過程中的連續(xù)測(cè)試應(yīng)用。也被稱作狀態(tài)測(cè)試，系統(tǒng)工作中周期測(cè)量與監(jiān)控產(chǎn)品性能。若監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)果當(dāng)中發(fā)現(xiàn)有警告信號(hào)出現(xiàn)，可以自動(dòng)切換到備份單元當(dāng)中，可以直接將系統(tǒng)運(yùn)行中止，也可以換成備份繼續(xù)工作[2]。

1.2 診斷產(chǎn)品或設(shè)備故障

故障診斷的內(nèi)容具體包含故障的定位與檢測(cè)，也是自動(dòng)檢測(cè)過程當(dāng)中的一個(gè)重要分支。第一，故障檢測(cè)也被稱作故障探測(cè)，目的是為了發(fā)現(xiàn)故障。結(jié)合測(cè)試結(jié)果，再按照特定的邏輯完成推理，判定機(jī)器是否出現(xiàn)故障。第二，完成定位的故障。故障定位也被稱作故障隔離，即在發(fā)現(xiàn)故障之后，找到發(fā)生故障的具體位置。隨著診斷故障目標(biāo)的差異不同，故障定位的等級(jí)也不同。

1.3 自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)分類

分類依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)不同，得到的分類結(jié)果自然也有很大的差異。比如以信號(hào)形式不同，可以將自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)分為模擬和數(shù)據(jù)兩種檢測(cè)方式;按照被測(cè)試系統(tǒng)與測(cè)量系統(tǒng)之間的關(guān)系不同，可以分為主動(dòng)與被動(dòng)檢測(cè)方式。另外還有脫機(jī)檢測(cè)和聯(lián)機(jī)檢測(cè)等方法。

聯(lián)機(jī)檢測(cè)，也可以被稱作在線檢測(cè)，即在開始測(cè)試之后，系統(tǒng)正常工作不中斷。而脫機(jī)檢測(cè)，即離線檢測(cè)。完成測(cè)試過程中要讓原本正常運(yùn)行的系統(tǒng)中斷工作。

2? 內(nèi)燃機(jī)裝配主要內(nèi)容

2.1 內(nèi)燃機(jī)裝配重要性

內(nèi)燃機(jī)設(shè)備在實(shí)際生產(chǎn)當(dāng)中，最后一步就是內(nèi)燃機(jī)的裝備。要按照科學(xué)的規(guī)范以及技術(shù)方面的要求，把所有的零件組裝和加工，形成整個(gè)機(jī)械設(shè)備。內(nèi)燃機(jī)裝配當(dāng)中自然也包含了比較多且復(fù)雜的組裝步驟。在組裝工作當(dāng)中，內(nèi)燃機(jī)的安裝會(huì)影響到燃?xì)廨啓C(jī)的壽命和內(nèi)部質(zhì)量。按照科學(xué)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)中規(guī)定，內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)需要承受更高的溫度，這也會(huì)讓內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)加熱的時(shí)間縮短，從而促進(jìn)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)部件當(dāng)中的熱負(fù)荷。制造過程最后的環(huán)節(jié)，負(fù)載的分配情況也會(huì)決定了內(nèi)燃機(jī)的經(jīng)濟(jì)性和運(yùn)行特點(diǎn)，若誤差比較大，運(yùn)行與經(jīng)濟(jì)性都會(huì)受到有害影響[3]。當(dāng)今社會(huì)當(dāng)中，人們對(duì)于內(nèi)燃機(jī)的質(zhì)量要求越來越高，人們對(duì)內(nèi)燃機(jī)的組裝情況也更加重視，希望其在我國(guó)工業(yè)發(fā)展當(dāng)中起到更重要的作用。

2.2 組裝內(nèi)燃機(jī)的主要方法

組裝內(nèi)燃機(jī)的零件是比較復(fù)雜的過程，在組裝內(nèi)燃機(jī)的過程當(dāng)中，引用不同的組裝公式，能夠讓內(nèi)燃機(jī)的平穩(wěn)組裝目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)。這也需要對(duì)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)中包含的部件和驅(qū)動(dòng)組件性能進(jìn)行挖掘，讓內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的形狀也變得更加標(biāo)準(zhǔn)。裝配內(nèi)燃機(jī)的方法特點(diǎn)主要有：

第一，在完全交換裝配方法當(dāng)中需要遵循等價(jià)原則。機(jī)器當(dāng)中不同部分之間所形成的差異是比較一致的，基于完全互換產(chǎn)生。組裝環(huán)節(jié)中，之所以不用對(duì)零件進(jìn)行調(diào)整，主要是因?yàn)橥獠抗ぷ鞯挠绊懀獙?duì)所有的原始零件進(jìn)行完全地更換，這樣才能為機(jī)器的正常運(yùn)作提供保障。第二，在給定套件下，能夠讓內(nèi)燃機(jī)的組裝精度得到不斷提升，但是不需要增加新的零件負(fù)荷與成本。以經(jīng)濟(jì)適用原則來選擇裝配方法，幫助選擇更合適的內(nèi)燃機(jī)和組件，獲取更大的經(jīng)濟(jì)效益，也讓內(nèi)部的整合水平得到促進(jìn)與改善。第三，內(nèi)燃機(jī)組裝當(dāng)中，置換方法也十分常用。此種方法能夠讓內(nèi)燃機(jī)組裝的難度不斷降低。也可以通過手工修理或者機(jī)械加工的方式，讓內(nèi)燃機(jī)零件的公差得到提升。環(huán)的尺寸形成途徑可以是對(duì)尺寸鏈進(jìn)行修改和修理。通過此種方法不僅可以讓組裝工作和發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)要求相符合，同時(shí)也能夠讓密封環(huán)的要求得到全面滿足。第四，組件大小的調(diào)整通過自定義或者組件的重新放置實(shí)現(xiàn)。在零件缺陷情況下，對(duì)零件進(jìn)行調(diào)整，確保組裝整機(jī)工作能夠達(dá)到必要要求，也讓內(nèi)燃機(jī)的水平以及質(zhì)量得到全面提高。第五，實(shí)際組裝過程無法讓替換組裝方法得到全面執(zhí)行。只需要對(duì)零件進(jìn)行調(diào)整，大多數(shù)的零件都能夠保持原始狀態(tài)，這樣可以為工人的組裝工作提供幫助。此種安裝方法在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中的使用范圍比較廣泛，也能讓裝配環(huán)的通用性得到不斷提升[4]。不需要對(duì)大多數(shù)零件進(jìn)行調(diào)整，在讓工作復(fù)雜性降低的同時(shí)，使裝配工作效率得到明顯提升。

3? 用自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)檢測(cè)氣缸頂部和曲軸連桿頸距離

3.1 測(cè)量?jī)烧呔嚯x的意義分析

對(duì)于曲軸連桿頸與氣缸頂部之間的距離檢測(cè)，只能夠在配置有曲軸發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的情況下完成。檢查曲軸與軸承箱間的間隙速度控制在每分鐘10次，還要以這種速度來完成旋轉(zhuǎn)。采用此種方式所得到的測(cè)量結(jié)果，和具體工況結(jié)果也更加吻合，而且得到的結(jié)果還是動(dòng)態(tài)檢測(cè)得到的。測(cè)量數(shù)據(jù)能夠直接通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)顯示出來，還能把得到的這些數(shù)據(jù)傳輸?shù)较乱粋€(gè)階段[5]。結(jié)合得到的數(shù)據(jù)，裝配流程時(shí)要選擇對(duì)應(yīng)的活塞連桿總成，大幅度提升內(nèi)燃機(jī)質(zhì)量。

3.2 檢測(cè)原理及實(shí)施方法

等到曲軸與氣缸都順利到達(dá)了試驗(yàn)臺(tái)之后，在砂輪、電機(jī)以及轉(zhuǎn)臂等自動(dòng)橫向定位氣缸。該裝置和曲軸端部的加工連接板之間會(huì)形成直接接觸關(guān)系。曲軸旋轉(zhuǎn)的速度是每分鐘10轉(zhuǎn)，同時(shí)也要按照感應(yīng)位移傳輸裝置，將傳感器的探頭直接發(fā)送到氣缸當(dāng)中。曲軸開始旋轉(zhuǎn)之后，軸頸外部表面和傳感器頭相互接觸。探針在進(jìn)入到氣缸孔之后，在不斷接觸當(dāng)中，傳感器頭和計(jì)算機(jī)能夠完成曲軸軸徑外表面采樣。測(cè)量后再計(jì)算機(jī)中錄入得到的各項(xiàng)數(shù)據(jù)。按照計(jì)算機(jī)計(jì)算得到的字段路徑，計(jì)算缸體頂部到曲軸連接桿頸之間的距離。所以滑動(dòng)臺(tái)的定位精度與測(cè)量精度之間的關(guān)系并不明確。

在得到測(cè)量數(shù)據(jù)后，把數(shù)據(jù)傳輸?shù)?5m下一站，工作人員在接收到數(shù)據(jù)之后，選擇合適連接桿以及活塞，實(shí)現(xiàn)零件組裝。

3.3 測(cè)試裝置中的問題分析

在實(shí)際開展檢測(cè)當(dāng)中，發(fā)現(xiàn)軸徑端點(diǎn)和曲軸之間測(cè)量得到的距離值為93.5mm。曲軸每分鐘轉(zhuǎn)動(dòng)的速度控制在每分鐘10轉(zhuǎn)時(shí)，在0.5ms之內(nèi)，外點(diǎn)移動(dòng)的速度是1.29m，測(cè)量的誤差值為2m。為了提高結(jié)果的準(zhǔn)確性，需要測(cè)量10次，共測(cè)量10次的平均值。數(shù)據(jù)的選擇要控制在0.5ms以內(nèi)，還要考慮到試驗(yàn)系統(tǒng)所具有的動(dòng)態(tài)性特點(diǎn)。動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的獲取，需要發(fā)揮公里計(jì)數(shù)器、傳感頭、計(jì)算機(jī)以及A/D轉(zhuǎn)換器和公里計(jì)數(shù)器多方面的設(shè)備才能夠?qū)崿F(xiàn)。在具體測(cè)量時(shí)，可以把測(cè)量頭、傳感器系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)化，讓其成為一個(gè)質(zhì)量進(jìn)給系統(tǒng)。得到其固有頻率：開展系列實(shí)驗(yàn)和計(jì)算，能夠得到探針質(zhì)量與彈簧的常數(shù)，分別使用m和k表示。彈簧系數(shù)在確定當(dāng)中，可以以彈簧壓力為基礎(chǔ)，把探頭粘在曲軸的軸徑表面上，確保彈性。另外，探針形狀對(duì)于動(dòng)態(tài)響應(yīng)特點(diǎn)的改變也會(huì)起到一定的改善作用。在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)就要充分考慮到這兩個(gè)方面的因素。同時(shí)，為了讓最終得到的測(cè)試結(jié)果更加精準(zhǔn)。要采用特殊的校準(zhǔn)設(shè)備和刻度盤完成系統(tǒng)測(cè)試。測(cè)量中選擇的校準(zhǔn)設(shè)備如果比較特殊，還能夠?qū)?shí)際的氣缸孔進(jìn)行模擬，用來對(duì)合格距離中值進(jìn)行測(cè)試。刻度盤與傳感器如果同時(shí)產(chǎn)生位移情況后，還要借助計(jì)算機(jī)對(duì)輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行識(shí)別，同時(shí)比較測(cè)量值，校準(zhǔn)整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)。

3.4 測(cè)量結(jié)果的分析與應(yīng)用

使用的測(cè)試儀使用的是康明斯B系列內(nèi)燃機(jī)，自動(dòng)在線檢查。氣缸頂部和內(nèi)燃機(jī)連桿間的距離確定為320mm左右。內(nèi)燃機(jī)的尺寸可以劃分為三個(gè)不同組別，分別是A組的范圍介于230mm到600mm之間，B組數(shù)據(jù)在230mm到41mm之間，C組的尺寸是從320mm到416mm。至于內(nèi)燃機(jī)設(shè)備最終的顏色是怎樣的，這與開展實(shí)驗(yàn)所得到的結(jié)果關(guān)系密切。機(jī)械會(huì)自動(dòng)為缸體標(biāo)記出相應(yīng)的顏色，比如A組的顏色為紅色，B組的顏色為黃色，C組的顏色為綠色。結(jié)合得到的測(cè)量結(jié)果，工人再選擇連桿總成，促進(jìn)內(nèi)燃機(jī)整體質(zhì)量水平的提升。如果得出測(cè)試結(jié)果的確是介于內(nèi)燃機(jī)的尺寸范圍當(dāng)中，探測(cè)器將會(huì)提示聲音和光方面的警示。

4? 結(jié)束語(yǔ)

研究中先闡述了自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)、內(nèi)燃機(jī)裝配技術(shù)的基本內(nèi)容，又研究了自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)在內(nèi)燃機(jī)裝配中的具體應(yīng)用過程。還通過開展檢測(cè)試驗(yàn)的方式來驗(yàn)證自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)越性。

參考文獻(xiàn)：

[1]王昕，沈行良，李鵬鵬，等.基于機(jī)器識(shí)別的電氣接線自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)研究[J].制造業(yè)自動(dòng)化，2020，42（11）：52-55.

[2]劉麗平，谷麗娟，康嗣博，等.淺談內(nèi)燃機(jī)柔性自動(dòng)化裝配線的信息管理系統(tǒng)[C]//中國(guó)內(nèi)燃機(jī)學(xué)會(huì).中國(guó)內(nèi)燃機(jī)學(xué)會(huì)，2016.

[3]王俊強(qiáng).檢測(cè)技術(shù)在機(jī)械自動(dòng)化制造系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2020（11）：176-177.

[4]姚勤華，干艾林.一種汽車零部件裝配線測(cè)試的自動(dòng)接插件檢測(cè)方法，CN111545472A[P].2020.

[5]劉虹霆.檢測(cè)技術(shù)在自動(dòng)化機(jī)械制造系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].科學(xué)與財(cái)富，2020（004）：343.