发动机连杆毛坯自动检测线的应用与改进

文/刘远扬·白城中一精锻股份有限公司

白城中中集一科精研锻、开股份发、有生限产公、司销是售国精内密锻锻造行件业为一体的技术密集型、知识密集型企业。自1993 年建厂以来，主要生产轻型小轿车发动机连杆毛坯等精密锻件，最初采用德国锻造生产工艺，以人工方式完成涡流检测到包装的工艺流程。近年来，随着公司生产规模日益扩大，客户对产品质量要求不断提高，高质量大批量生产成为必然要求。我司在2015 年自主研发建立了4 条自动检测线后，于2017年再次增加3 条连杆毛坯自动检测线的同时，对检测线应用也做了相应的改进。本文从“人工检测线与自动检测线工艺流程对比”“自动涡流检测、称重过程介绍”“自动检测线与人工检测线对比”及“自动检测线的改进与优势”几方面做介绍。

人工检测线与自动检测线工艺流程对比

图1 所示为人工检测线工艺流程图，图2 所示为2015 年自动检测线工艺流程图。通过对比可发现自动检测线和人工检测线主要有以下区别：

图1 人工检测线工艺流程图

图2 2015 年自动检测线工艺流程图

⑴自动检测线增加了产品识别检测和毛坯厚度检测两个检测项目，在挠度检测之前和涂油之后各增加一个产品识别检测，在挠度检测工序增加厚度检测项目；

⑵自动检测线调整了检测顺序，将挠度检测提到涡流检测之前，将重量检测提到探伤之前，而人工检测线这两个检测项目是在外观检测工序完成；

⑶自动检测线在挠度检测、重量检测、磁化、防锈油喷淋、防锈油吹干几个工序实现自动化设备代替人工操作。

自动涡流检测、称重过程介绍

图3 涡流检测仪

图4 自动称重仪

的作用下产生机械变形时，其电阻值相应的发生变化)，性能稳定，温度影响很小，精度高，寿命长。

检测过程如下：

⑴工件进入进料输送轨道，工件与工件有一定间隔，由光电感应PLC 控制输送带启停，进入气缸定位工位，输送带停止，进行横向位置校正，然后由伺服输送电机驱动输送带前进，工件进入涡流检测工位，由定位挡板挡住，输送带停止，气缸动作，进行横向定位，确保工件在此工位位置的一致性，然后触发涡流检测主机检测；

⑵涡流检测完成后，前挡板松开，工件前进，进入剔除工位的同时定位挡板落下，不合格件横向剔除，进入不合格品箱，若为合格工件，挡板抬起，工件进入称重进料输送带，之后进入动态重量检测输送带，再进入称重分选剔除输送带，横向剔除气缸动作，实现超重、欠重件剔除，进入不合格品箱，合格件流入下序。

自动检测线与人工检测线对比

⑴增加产品识别装置，避免混件现象发生。在自动检测线入口和涂油机出口处，各增加了一台照相机，排除人为因素影响，通过识别产品标识和特征形状，来区分产品的类型；人工检测线要靠人眼来识别，有些产品外形十分接近，只能通过产品标识区分，人眼容易疲劳，造成误判，出现混件现象。

⑵自动弯曲厚度检测代替人工检，排除漏检风险。自动检测线增加了弯曲厚度检测设备(图5)，对连杆大头厚度进行100%检测，自动剔除厚度不合格件，可防止以下两个问题的发生：①厚度不足件流入客户，模锻后毛坯尺寸偏薄没有热压量或热压时能量过大，都将导致毛坯厚度不足，会导致客户工件加工余量不足；②锤前未热压件流入客户，热压工序在切边工序之后，风冷工序之前，人工摆件进行热压，有可能漏压，导致厚度过大件流入客户。

图5 弯曲厚度检测设备

⑶自动称重仪代替人工摆件电子称称重。自动检测线采用自动称重仪，检测精度由原来的0.5g 提高到现在的0.1g，不满足工艺要求重量的工件会被自动分选出来，防止人工漏检情况发生。

⑷提升生产效率，降低劳动强度。自动检测线探伤工序磁化工位实现自动上料、自动磁化，每次可磁化4 件，而人工线人工上料磁化设备(图6)每次只能磁化1 件。自动线机器人上料磁化设备(图7)保证磁化效果，提高生产效率，降低操作者劳动强度。

图6 人工上料磁化设备

图7 机器人上料磁化设备

⑸实现喷淋涂油并吹干，提高涂油质量。自动检测线的防腐采用喷淋式涂油机，涂油后进行吹干，保证涂油均匀，油残留少，降低操作者劳动强度。人工线在浸油槽中涂油，连杆杆部存油多，转运箱箱底积油，污染客户现场的现象偶有发生。

⑹实现工件周转不落地，降低磕碰伤风险。人工检测线工序间采用叉车周转，自动检测线工序间流转通过传送带，工件周转不落地。自动检测线降低了操作者的劳动强度，同时也降低了锻件中转过程的磕碰伤风险。

⑺保证装箱数量准确。自动检测线在蠕动输送线(图8)控制系统里可以设置装箱数量，在工件满足设置数量时，蜂鸣器会报警提示。人工线在装箱工作台(图9)人工计数，有时会有多件或少件的风险。

图8 双导轨蠕动输送线

图9 人工装箱工作台

自动检测线的改进与优势

图10 所示为2017 年自动检测线设备组成图。图11 所示为2017 年自动检测线工艺流程图，与图2 所示2015 年自动检测线相比主要有以下不同。

图10 自动检测线设备组成图

图11 2017 年自动检测线工艺流程图

⑴减少了一道产品识别工序。2015 年自动检测线使用两台30 万像素相机，满足10m/min 的生产节拍流动检测需求，该相机本身像素较低，功能单一，连杆毛坯特征点处若有油污或者其他杂物易判定为不合格，出现误判现象。2017年自动检测线使用200 万像素相机进行产品识别，可以实现40m/min 的生产节拍流动检测，自身功能强大全面，可以准确识别工件的特征点，屏蔽外界干扰，达到稳定检测的效果。为此，保留一个产品识别工序可满足检测需求，减少产线使用空间，降低设备成本。

⑵蠕动输送线由双蠕动导轨改进为存放工件有效长度2 米的单条蠕动导轨。2015 年建双导轨蠕动输送线见图8，导轨存放工件有效长度1.6 米，存放数量少，变换导轨横向工作位置时故障率高，停机时间长，维修费用高。2017 年建单条导轨蠕动输送线见图12，解决了2015 年蠕动输送线存在的问题，降低了整线故障率。

图12 单导轨蠕动输送线

⑶2015 年涂油机见图13，产出工件表面防锈油多，虽满足防腐要求，但防锈油用量大，污染转运箱，有时污染客户现场。主要原因是涂油输送链较短，吹工件表面油的时间短，吹干效果不理想。2017 年涂油机见图14，总长度增加2 米，涂油机增加油烟油雾净化器。涂油链加长2 米，保证工件有效防腐，没有多余油残留。涂油机入口和出口为防止油烟油雾溢出，飘落到设备和地面上，污染现场环境，在涂油机入口和出口设收集罩，通过管道与油烟油雾净化器连接，收集溢出的油烟油雾，经净化后，沉降的油滴流回油箱再利用，既节约油料又保证了现场环境。

图13 2015 年涂油机

图14 2017 年涂油机

综上所述，自动检测线具备以下优势：

⑴关键工位由设备代替人工检测，降低漏检风险；

⑵增加产品识别装置，改进相机功能，避免混件发生；

⑶提高检测精度，更好地保证质量；

⑷提升生产效率，降低劳动强度；

⑸实现喷淋涂油并吹干，保证涂油均匀，没有多余油残留；

⑹实现产品全线周转不落地，降低磕碰伤风险；

⑺保证装箱数量准确；

⑻自动检测线探伤、装箱工序各设有一组计数装置，生产总数、每箱总数分别计数，数据可单独清零；

⑼外观检测、磁粉探伤工位预留返修工件上线接口，便于返工件检测；

⑽工件输送线具有防堵塞报警、停车功能，前段停车，后段正常工作；

⑾涂油机防溢出油雾的净化回收，传送带流转工件代替柴油叉车周转，改善了现场工作环境，保证员工健康。

结束语

未来，国内制造业将保持自动化高水平发展趋势，基于客户对连杆的机械性能、外观、关键尺寸越来越高的要求，加快具有多种检测功能的自动检测线应用，是现代企业实现高速、连续大批量生产的必然结果。随着公司市场份额的不断扩大，会向市场提供更加优质的发动机连杆精锻件产品，推进自动检测线的改进与应用进程，不仅会使企业获得更高生产效率，更是企业保持持续高质量发展的前提和途径。