基于智能制造新模式的电机在线检测装备研制

丁新

摘要：随着社会的快速发展，我国的科技水平得到进一步提升，本文针对电机智能制造新模式下的成品电机在线检测需求，研究了电机在线检测工艺，研制了全自动、智能化和信息化的电机在线检测装备。装备实现了0.75～15kW功率段、220～690V电压范围内的三相异步电机的直流电阻、绝缘、耐压、堵转、空载、噪声、温度的全自动无人检测，测试节拍60s/台。装备的研制和应用提高了电机在线检测数据的一致性、准确性和溯源性，保障了高强度、快速作业下的电机质量，为电机智能制造新模式的推广应用提供了设备支持和技术保障。

关键词：智能制造;在线检测;静态测试;动态测试

引言

随着全球经济与科学技术的发展，制造业全球化也进入了全新阶段，制造业的发展已经由相对集中的区域性集中供应链与产业链向全球化发展，世界工厂的概念已深入到行业核心，制造分工也细化到全球参与模式。此外，5G、人工智能、互联网+等信息与网络技术在制造业的不断深入应用，缩短了全球制造上下游产业链的空间距离及技术差距。

1电机制造现状及发展趋势

1.1.1电机制造现状

随着电机性能和效率的提高，电机制造工艺要求逐步提高。部分电机企业开始引入先进制造设备与工艺，但覆盖面较窄。电机行业普遍处在传统制造与先进制造并存的阶段，仍属于劳动密集型加工模式。图1为目前电机制造企业各车间现状示例，存在问题如下。（1）电加工车间：以手工操作为主，效率低，质量一致性难以保证。（2）冲剪车间：铁心生产从落料至理片均采用手工操作，工艺落后，存在极大安全隐患。（3）金加工车间：具有批量加工、转移的特点，存在物流路线长、周转次数多、工序倒流等缺点。（4）总装车间：物料集中配送，造成人力、物力、时间等的极大浪费;同时安装过程缺少专用设备，效率低，质量一致性差。

1.1.2电机制造发展趋势

电机市场竞争愈加激烈，多数电机厂根据自身市场定位，逐渐转向多品种、小批量、个别规格大批量的发展模式。传统的“人海”制造模式已不能满足电机质量、产量、市场等需求。推进智能制造可在实现电机生产高质量化、高效率化的基础上，兼顾多规格、小批量的柔性化生产模式，帮助企业适应市场环境，满足生产需求。因此由传统制造模式向智能制造转变是电机制造发展的必然趋势。

2智能制造新模式的电机在线检测建议

2.1基于智能制造新模式的在线检测工艺及需求

电机总装主要由电机定子、转子、机座、端盖、轴承及附属配件总装加工工序组成，通过快换夹具工装，进行产品的无缝切换生产，大量采用机器人等柔性化设备，通过使用机器人进行数字化流水装配作业。电机智能制造新模式对电机总装提出了更高的要求：在更少的人工参与的情况下高效率、高质量的完成电机的装配、检测、喷涂、打包等工序。基于智能制造新模式的电机生产线总装工艺流程如图2所示。在线自动检测是产线工艺流程中很重要的一环，既是对前面工艺环节的直接检验，也是对后续电机出厂后质量的直接保证，其自动化、智能化水平直接关系产线的正常运转。基于示范产线建设需求，示范在线检测装备主要用于0.75～15kW功率段、220～690V范围内的三相异步电机的在线检测，测试节拍60s/台。基于电机产线智能制造新模式质量管理需要，在线检测装备需具有数据接口，检测数据需实时交互，通过与质量管理系统联动，保证检测产品的溯源。依据GB/T1032—2012《三相异步电动机试验方法》等标准规定和电机检测工艺需要，电机在线检测装备检测项目包括：冷态绝缘电阻、工频耐电压、绕组直流电阻、堵转电流和堵转损耗的测定，额定电压、额定频率时的空载电流、损耗和噪声、温度的测定。

2.2WMS系统工艺流程设计

（1）预收料区。设置1台取号机，1套门禁系统，1台液晶显示屏，1套外形检测和重量检测装置。收料理货作业：送货单挂号扫码。（2）待检区。设置51个托盘储位，6个不合格储位，15个已检储位，30个待检储位。数个颜色指示灯。检验作业：通过手持终端刷新物料状态，合格，亮绿灯，不合格，亮红灯，待检亮黄灯。（3）立体库区。设置2台60英寸液晶显示屏，2套RFRD阅读器和外形检测装置。1台RGV穿梭车，4台堆垛机，8排横梁式货架。入库作业流程：检验合格后将物料与托盘进行信息绑定。WMS系统自动分配库区指定储位，由RGV与堆垛机完成入库。关键控制点：LED显示此托盘物料检验状态，黄色-待检、绿色-合格、红色-不合格。（4）分拣中心区。设置1套拆叠盘机，1台60英寸液晶显示屏。1条料箱输送暂存线，10组电子标签货架。（5）AGV现场物流区。配置8台AGV，其中3台托盘顶升AGV，3台料盒顶升AGV，2台滚筒AGV。3个充电站。关键控制点：优化最优的物流路径。业务流程：①出库流程。WMS获取出库信息，堆垛机从既定储位取出物料。再由AGV小车搬运至生产工位。②物料檢选流程。接收MES指令，物料通过相关设备输送至拣选工位。③料盒送产线流程。接收MES指令，由AGV搬运至相应产线。④托盘料和回库流程。空托盘物料由AGV从工位送至循环线入库口。通过扫码后系统自动分配储位，由输送线堆垛机完成回库作业。空托盘则由输送线送至叠盘机，空料盒送至接驳中心区暂存。

结语

本文基于智能制造新模式的检测工艺，设计研制了一种电机在线检测装备，具有自动化程度高、信息交互能力强等特点，装备运行稳定、测试数据准确、重复性好、维护简单方便，保障了高强度、快速作业下的电机质量。装备的研制和应用为用户企业进行质量管理提供了设备支持和技术保障，通过技术性降本增效提高了用户制造电机的竞争力。

参考文献

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