CN110595410A - 拖拉机减速器壳体智能化生产检测与溯源*** - Google Patents

Abstract

本发明涉及拖拉机减速器壳体智能化生产检测与溯源***，通过将拖拉机减速器壳体生产线与智能检测***进行集成、构建了线内独立检测***，实时检测并反馈检测结果给总控台，总控台根据反馈的信号控制调整生产线加工状态及检测状态，并收集合格产品的尺寸参数构件数据库，用于构建壳体产品→测试→误差补偿的完整溯源体系链，实现了生产运行中的全自动检测、自动识别、任务分流、偏离警示和偏离消除后设备的自动工作恢复，以及线内检测***量值准确溯源，有效提高拖拉机减速器壳体的生产效率和质量。

Description

拖拉机减速器壳体智能化生产检测与溯源***

技术领域

本发明涉及拖拉机智能化生产检测领域，具体涉及拖拉机减速器壳体智能化生产检测与溯源***。

背景技术

生产线是人与机械设备的有效组合，最能体现出装备的优势，可以根据不同的情况和要求，进行调整，满足生产需求；在拖拉机减速器壳体的检测中，由于壳体形状结构复杂，加工精度要求较高，但人工检测时，通常使用卡尺等常规量具，进行粗略测量，容易导致人为的判断错误，不仅不能保证加工质量和精度，也浪费了大量的资源。

随着先进智能制造技术的发展，越来越多的智能制造新技术被应用于生产线检测上，因此，需要设计一种适用于拖拉机减速器壳体的智能化生产检测***，以提高加工和检测效率、满足壳体的高精度加工需求。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种拖拉机减速器壳体智能化生产检测与溯源***，将先进智能制造技术集成应用于拖拉机减速器壳体的生产检测，能够增加检测效率、提高加工质量，实现拖拉机减速器壳体生产线检测的自动化、数字化、智能化。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案。

拖拉机减速器壳体智能化生产检测与溯源***，包括集成设计的拖拉机减速器壳体生产线和检测***，所述生产线包括与拖拉机减速器壳体的三道关键加工工序对应的三个加工中心，所述检测***为C/S（Client-Server）架构，包括在线专用检测装置和总控台，检测装置沿生产线依次设置，每道关键加工工序配置一台在线专用检测装置，每台检测装置均与总控台以C/S架构相连，毛坯件在每道加工工序完成后，由运输单元运输至相应的检测装置处，由检测装置对毛坯件的几何特征进行自动识别，对特征的几何尺寸进行自动标定测量，测量数据由检测装置进行分析处理，并将分析结果以误差信号的形式发送给总控台，总控台根据检测装置反馈的误差信号，实时调整加工状态；合格成品的几何尺寸收集并录入总控制台的数据库中，建立成品壳体的几何尺寸数据库，从而根据各检测装置的测量数据与数据库中尺寸的对应关系，建立壳体检测的量值溯源体系链。

进一步地，当检测装置判断产生误差时，总控台根据检测装置反馈的误差信号，实时调整加工状态，根据误差的大小控制加工中心进行重新对刀、换刀工作，并控制运输单元将可利用毛坯件运至加工中心进行重新加工，将不合格毛坯件运输至废品区放置，即任务分流，保证生产的正常运行。

进一步地，检测***还包括警示器，在检测过程中，检测***给出参数尺寸变化趋势和生产线的加工状态，总控台通过接受信号进行一系列指令，保证生产线的正常工作，当加工中出现问题时，由警示器发出警示信号，总控制台发出加工停止信号，在问题解决后，由总控制台发出指令，在停止位置处进行继续加工，完成设备的自动工作恢复。

进一步地，建立壳体检测的量值溯源体系链包括，将合格成品的几何尺寸收集并录入总控制台的数据库中，建立成品壳体的几何尺寸数据库，在测量时，检测装置将测得的几何尺寸与数据库中的特征几何尺寸一一对应，根据两者的对应关系，来确认加工中是否产生误差，并将误差信号反馈给总控台，由总控台实时调整加工状态。

进一步地，检测装置在每道检测结束后，利用收集到的参数数据，通过软件分析模块进行处理、分析，用误差辨识模块对测量结果进行辨识处理，辨识出误差模型所需要的参数，利用数字软件进行拟合，建立误差模型，计算出误差补偿量，来补偿部分测量误差或安装误差。

进一步地，所述三道加工中心分别负责拖拉机减速器壳体以下工序的加工：第一道加工中心负责铣前后端面和左右端面上的凸台、镗内腔隔板孔、钻孔攻丝；第二道加工中心负责铣壳体上下面、镗内腔隔板、凸台、钻孔攻丝；第三道加工中心负责精铣前端面，后端面、镗轴承孔。

进一步地，每一道关键工序后，由检测装置对该道工序中加工的面、孔、凸台或隔板进行参数测量，测量参数主要包括孔径、孔深、壳体长度、平行度、垂直度以及端面跳动。

进一步地，检测***还包括与总控台连接的对外通讯单元和显示单元，所述对外通讯单元包括USB 通讯模块、RS422串口通讯模块、无线通讯模块和地理信息定位模块。

本发明的有益效果：本发明提出了一种拖拉机减速器壳体智能化生产检测与溯源***，基于拖拉机减速器壳体加工工艺流程、生产线各加工单元功能，进行了线内关键工序检测环节的策略设计，集成了加工装备与在线检测***、构建了线内独立检测***，实现了生产运行中的全自动检测、自动识别、任务分流、偏离警示和偏离消除后设备的自动工作恢复，以及线内检测***量值准确溯源。

本发明通过集成智能制造先进技术，实现拖拉机减速器的生产线的智能化自动检测，不仅能够节省人力物力，减轻可能由于人工操作不当而造成的损失，还能够提高生产效率，提高产品的质量，实现生产线检测的全自动化，数字化，智能化，促进减速器壳体生产效率和质量稳定性的大幅提升，有益于拖拉机减速器壳体智能制造技术的发展。

附图说明

图1是本发明的工艺流程示意图

图2是本发明全自动检测过程示意图

图3是拖拉机减速器壳体的三维立体示意图；

图4是拖拉机减速器壳体另一角度的三维立体示意图。

附图标记：1第一道加工中心，2第一道加工中心，3第一道加工中心，4第一道检测装置，5第二道检测装置，6第三道检测装置，7运输单元，8前端面，9右侧面，10轴承孔，11上面，12后端面，13左侧面。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细的说明。

本发明提供了一种拖拉机减速器壳体智能化生产检测与溯源***，如图1和2所示，包括集成设计的拖拉机减速器壳体生产线和检测***，所述生产线包括与拖拉机减速器壳体的三道关键加工工序对应的三个加工中心：第一道加工中心1、第二道加工中心2、第三道加工中心3，所述检测***为C/S（Client-Server，即客户机-服务器，C/S结构通常采取两层结构，服务器负责数据的管理，客户机负责完成与用户的交互任务）架构，包括在线专用检测装置和总控台，检测装置沿生产线依次设置，每道关键加工工序配置一台在线专用检测装置，分别为第一道检测装置4、第二道检测装置5和第三道检测装置6，每台检测装置均与总控台以C/S架构相连，毛坯件在每道加工工序完成后，由运输单元7运输至相应的检测装置处，由检测装置对毛坯件的几何特征进行自动识别，对特征的几何尺寸进行自动标定测量，测量数据由检测装置进行分析处理，并将分析结果以误差信号的形式发送给总控台，总控台根据检测装置反馈的误差信号，实时调整加工状态；合格成品的几何尺寸收集并录入总控制台的数据库中，建立成品壳体的几何尺寸数据库，从而根据各检测装置的测量数据与数据库中尺寸的对应关系，建立壳体检测的完整量值溯源体系链。

本发明的拖拉机减速器壳体智能化生产检测与溯源***，实现了拖拉机减速器壳体生产运行中的全自动检测、自动识别、任务分流、偏离警示和偏离消除后设备的自动工作恢复，以及线内检测***量值准确溯源。

总控台具有多项功能，用于保证整个智能化生产线的正常运行，其中包括：完成毛坯材料加工的指令，如上料、运输、对刀、换刀、下料等；接受检测***的反馈信号，并根据反馈结果做出相关决断，如接受警示信号，停止加工以保护生产线，或，接受误差信号，调整加工状态；数据收集，将合格成品的几何尺寸数据收集在总控制台的数据库，建立完整溯源体系。

自动识别及自动标定功能是指，在检测装置处，通过检测装置的测头上的传感器，对本道工序上加工后的壳体的几何特征进行自动识别，并利用检测装置的测量仪对壳体的几何尺寸进行自动标定，检测装置对标定的几何尺寸进行采集，并根据测得的尺寸判断是否要产生误差信号。

检测装置通过测头和测量仪对壳体的几何尺寸进行测量，将测量结果在检测***内的软件模块进行分析处理，并将检测结果以误差信号的形式发送给总控台，由总控台进行信号处理，根据误差信号的位置，总控台控制加工中心进行加工状态调整，当产生误差时，总控台根据检测装置反馈的误差信号，实时调整加工状态，根据误差的大小控制加工中心进行重新对刀、换刀等工作，并控制运输单元7将可利用毛坯件运至加工中心进行重新加工，将不合格毛坯件运输至废品区放置，即任务分流，保证生产的正常运行。

检测***还包括警示器，在检测过程中，检测***给出参数尺寸变化趋势和生产线的加工状态，总控台通过接受信号进行一系列指令，保证生产线的正常工作，当加工中出现问题时，由警示器发出警示信号，总控制台发出加工停止信号，在问题解决后，由总控台发出指令，在停止位置处进行继续加工，完成设备的自动工作恢复，即偏离警示和偏离消除后设备的自动工作恢复。

量值精确溯源，是指在测量时，测得的几何尺寸与录入数据库中的特征几何尺寸一一对应，根据两者的对应关系，来确认加工中是否产生误差。建立壳体检测的完整量值溯源体系链的过程为，将合格成品的几何尺寸收集并录入总控制台的数据库中，建立成品壳体的几何尺寸数据库，在测量时，检测装置将测得的几何尺寸与数据库中的特征几何尺寸一一对应，根据两者的对应关系，来确认加工中是否产生误差，并将误差信号反馈给总控台，由总控台实时调整加工状态，由此建立已加工壳体产品→测试→误差补偿的完整溯源体系链。

检测***还包括与总控台连接的对外通讯单元和显示单元，所述对外通讯单元包括USB 通讯模块、RS422串口通讯模块、无线通讯模块和地理信息定位模块，所述显示单元用于信息显示。

检测***还包括设置在所述检测装置进口的位置判断传感器，测量时作出检测判断传感器为压力传感器、MIC（麦克风接口）元件或流量传感器等。

实施例

如图3-4，为本发明所述的拖拉机减速器壳体的立体示意图，图中分别指出了其前端面8、后端面12、右侧面9、左侧面13以及上面11和轴承孔10所在，其加工过程的工序大致分为以下三步，即本文所述的三道关键加工工序：

（1）铣前后端面和左右端面上的凸台、镗内腔隔板孔、钻孔攻丝等；

（2）铣壳体上下面、镗内腔隔板凸台、钻孔攻丝等；

（3）精铣前端面，后端面、镗轴承孔等。

总控台通过检测收集合格成品的各几何尺寸，并录入总控台的数据库中，如表1所示，通过建立成品壳体的几何尺寸数据库，从而确立在检测过程中毛坯的几何尺寸的范围，在各检测装置位置的测量值与数据库中的尺寸一一对应，使得每一次检测都有数据依据。

表1 产品检测参数表

图2中显示的三道加工中心分别负责拖拉机减速器壳体上述三个工序的加工，在壳体关键工序加工完成后，通过运输单元将所壳体毛坯件运输到检测装置处，利用检测***上的测头进行全自动检测，通过测头上的传感器对毛坯的几何特征进行自动识别，并根据识别的几何特征进行几何尺寸的自动标定，对特征和几何尺寸进行自动识别和自动标定，测量参数主要有孔径，壳体长度，各面平行度，垂直度，测量仪器可以为气动仪器，深度测量需要电感仪作为位置基准，检测装置将本道工序加工后的测量结果与表1中的尺寸进行对比，通过两个几何尺寸数值的对比，能够判断加工过程中是否有误差产生，当有误差产生时，发出误差信号反馈给总控台，即大环信息反馈，总控台根据误差信号实时调整加工状态，如控制加工中心进行重新对刀、换刀等工作，以保证加工的合格率，在本道工序加工完成后，运输单元将可再利用毛坯运输到加工中心进行重新加工。

当检测尺寸不合格或尺寸误差在警示区，检测***的报警器，会产生报警信号，总控台会发出调整信息，对生产线的加工进行新一步的调整。当警示结束后，完成自动工作恢复；当不合格产品运至不良品区待重新决策时，总控台发出指令，检测线上的工作进行暂停，并记录中断位置；当运输单元运输结束，离开不良品区回到检测线上后，通过总控台发出信号，运输单元回到中断位置，恢复自动工作，保持生产检测的顺利进行。

检测装置在每道检测结束后，利用收集到的参数数据，通过软件分析模块进行处理、分析，用误差辨识模块对上述测量结果进行辨识处理，辨识出误差模型所需要的参数，利用数字软件进行拟合，建立误差模型，计算出误差补偿量，来补偿部分误差（如测量误差和安装误差等）；误差补偿过程包括：根据计算出的误差补偿量，由总控台控制检测装置调整测头和测量仪器安装位置进行改变，补偿安装误差；测量误差则是通过更换更高精度的测量仪器，补偿测量误差，通过误差补偿，可以提高加工效率，保证加工过程中的精确检测，减少因测量精度和安装位置引起的问题。

根据上述过程，构建壳体产品→测试→误差补偿的完整溯源体系链，建立参数检测溯源体系，突出检测，校准环节，根据各位置检测装置的测量数据与成品参数数据的对应关系，构建检测参数溯源体系。

本发明的在线检测***，具有自动检测，自动识别，自动标定，偏离警示和任务分流功能；通过每道工序专用的检测***，在壳体关键工序加工完成后，通过运输部分将所生产的壳体运输到检测***，利用检测***的传感器测头进行检测，并将检测结果以误差信号的形式反馈给总控台，总控台根据检测***反馈的信号，实时调整加工状态，实现了信息反馈和实时监测，实现拖拉机减速器壳体生产线检测的“自动化，数字化，智能化”，促进减速器壳体生产效率和质量稳定性的大幅提升。

上述的实施例只是本发明的较佳实施例，并不是对本发明技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本发明专利的权利保护范围内。

Claims (8)

1.拖拉机减速器壳体智能化生产检测与溯源***，包括集成设计的拖拉机减速器壳体生产线和检测***，所述生产线包括与拖拉机减速器壳体的三道关键加工工序对应的三个加工中心，其特征在于，所述检测***为C/S（Client-Server）架构，包括在线专用检测装置和总控台，检测装置沿生产线依次设置，每道关键加工工序配置一台在线专用检测装置，每台检测装置均与总控台以C/S架构相连，毛坯件在每道加工工序完成后，由运输单元运输至相应的检测装置处，由检测装置对毛坯件的几何特征进行自动识别，对特征的几何尺寸进行自动标定测量，测量数据由检测装置进行分析处理，并将分析结果以误差信号的形式发送给总控台，总控台根据检测装置反馈的误差信号，实时调整加工状态；合格成品的几何尺寸收集并录入总控制台的数据库中，建立成品壳体的几何尺寸数据库，从而根据各检测装置的测量数据与数据库中尺寸的对应关系，建立壳体检测的量值溯源体系链。

2.如权利要求1所述的拖拉机减速器壳体智能化生产检测与溯源***，其特征在于，当检测装置判断产生误差时，总控台根据检测装置反馈的误差信号，实时调整加工状态，根据误差的大小控制加工中心进行重新对刀、换刀工作，并控制运输单元将可利用毛坯件运至加工中心进行重新加工，将不合格毛坯件运输至废品区放置，即任务分流，保证生产的正常运行。

3.如权利要求1所述的拖拉机减速器壳体智能化生产检测与溯源***，其特征在于，检测***还包括警示器，在检测过程中，检测***给出参数尺寸变化趋势和生产线的加工状态，总控台通过接受信号进行一系列指令，保证生产线的正常工作，当加工中出现问题时，由警示器发出警示信号，总控制台发出加工停止信号，在问题解决后，由总控制台发出指令，在停止位置处进行继续加工，完成设备的自动工作恢复。

4.如权利要求1所述的拖拉机减速器壳体智能化生产检测与溯源***，其特征在于，建立壳体检测的量值溯源体系链包括，将合格成品的几何尺寸收集并录入总控制台的数据库中，建立成品壳体的几何尺寸数据库，在测量时，检测装置将测得的几何尺寸与数据库中的特征几何尺寸一一对应，根据两者的对应关系，来确认加工中是否产生误差，并将误差信号反馈给总控台，由总控台实时调整加工状态。

5.如权利要求1所述的拖拉机减速器壳体智能化生产检测与溯源***，其特征在于，检测装置在每道检测结束后，利用收集到的参数数据，通过软件分析模块进行处理、分析，用误差辨识模块对测量结果进行辨识处理，辨识出误差模型所需要的参数，利用数字软件进行拟合，建立误差模型，计算出误差补偿量，来补偿部分测量误差或安装误差。

6.如权利要求1所述的拖拉机减速器壳体智能化生产检测与溯源***，其特征在于，所述三道加工中心分别负责拖拉机减速器壳体以下工序的加工：第一道加工中心负责铣前后端面和左右端面上的凸台、镗内腔隔板孔、钻孔攻丝；第二道加工中心负责铣壳体上下面、镗内腔隔板、凸台、钻孔攻丝；第三道加工中心负责精铣前端面，后端面、镗轴承孔。

7.如权利要求1所述的拖拉机减速器壳体智能化生产检测与溯源***，其特征在于，每一道关键工序后，由检测装置对该道工序中加工的面、孔、凸台或隔板进行参数测量，测量参数主要包括孔径、孔深、壳体长度、平行度、垂直度以及端面跳动。

8.如权利要求1所述的拖拉机减速器壳体智能化生产检测与溯源***，其特征在于，检测***还包括与总控台连接的对外通讯单元和显示单元，所述对外通讯单元包括USB 通讯模块、RS422串口通讯模块、无线通讯模块和地理信息定位模块。