摘 要:介绍了汽车零部件硬度检测方面的新技术和新设备,包括应用于生产现场的快速硬度 计、大型硬度计、专用硬度检测系统及硬度在线自动检测系统等;分析了现场硬度检测与实验室常 规硬度检测的不同之处,指出检测效率是现场硬度检测的关键.实践表明:汽车零部件硬度在线自 动检测系统具有很高的推广价值,可解决许多汽车零部件的硬度在线检测问题,这些系统的推广应 用可提高企业的质量保证水平和产品的市场竞争力,促进企业的技术进步.
关键词:汽车零部件;硬度试验;现场检测;在线检测;曲轴;刹车盘;缸盖
中图分类号:TH８７１;TG１５５．８ 文献标志码:A 文章编号:１００１Ｇ４０１２(２０１８)１０Ｇ０７０５Ｇ０７
一 辆 汽 车 由 许 多 零 部 件 组 装 而 成. 其 中 很 大一部分 金 属 零 部 件 是 以 铸 件、锻 件 或 钢 板、钢 棒为毛坯材料,经过前 期 热 处 理、机 加 工、最 终 热 处理以及精加工等 工 序,最 后 加 工 成 一 个 完 好 的 零件.这些零件的使用环 境 大 多 复 杂 且 恶 劣,包 括大范 围 的 温 度 变 化,强 烈 的 震 动、冲 击、摩 擦 等,零件要在很大的拉 力、压 力、剪 切 力 及 扭 矩 等 受力条件下工作.因此,零 件 的 力 学 性 能 非 常 重 要,力学性能在很大 程 度 上 决 定 了 零 件 的 适 用 性 和预期寿命.
要了解零件的力学性能,通常要检测其抗拉强 度或硬度.检测抗拉强度需要在零件上取样,制成 拉伸试样,然后送到实验室,在拉伸试验机上将试样 拉断,得到零件的抗拉强度.拉伸试验只能在实验 室完成,不能现场完成,且试验费时、效率低,不能立 刻得到试验结果,并且要破坏零件,通常是作为辅助 性手段定期进行.硬度试验是检测零件力学性能的 重要手段.硬度试验可以在生产现场直接检测工件 本体,操作简单,效率高,可以快速测得硬度值,基本 上不破坏工件[１].由于存在上述优点,硬度试验作 为汽车零部件行业检测零件力学性能的主要手段而 被广泛应用.
笔者主要对汽车零部件的硬度现场检测和在线 检测技术及设备进行了概述,以期促进我国硬度检 测技术的发展和工业自动化水平的提高.
１ 汽车行业常用的硬度试验方法
应用于汽车零部件行业的硬度试验方法主要有 布氏、洛氏、里氏硬度试验,相应的试验仪器是布氏、 洛氏、里氏硬度计.其中布氏和洛氏硬度试验是基 本的、规范性的试验方法,里氏硬度试验是一种非规 范、替代性的试验方法,只有在工件较大、取样不便 或要求不高的场合才被部分企业选用.
１．１ 布氏硬度试验
布氏硬度试验方法是将规定尺寸的碳化钨合金 球压头以规定的试验力压入工件表面,保持规定时 间后卸除试验力,利用光学仪器测出压痕直径,经计 算或查表得到布氏硬度值.
布氏硬度试验由于试验力较大,球压头的直径 较大,可以测出一定范围内金属各组成相硬度的平 均值,因此代表性好,精度较高.这种方法特别适于 测试采用铸造、锻造、轧制等工艺生产的钢铁及有色 金属材料.布氏硬度试验还有一个突出的优点,即 布氏硬度值与抗拉强度值之间具有相当好的对应关 系,测出布氏硬度就可以估算出材料的抗拉强度. 布氏硬度试验的缺点是需要用光学仪器测出压痕直 径,比较费时,效率较低;布氏硬度试验的另一个缺 点是压痕较深,对零件表面有一定的损伤,不适于测 试成品零件.
在汽车零部件行业,布氏硬度计的应用非常广 泛,包括铝合金轮毂、刹车鼓、刹车盘、发动机缸体、 缸盖、连杆、曲轴、活塞等铸锻件的热处理毛坯以及 经调质热处理的钢材都要检测其布氏硬度.
布氏硬度试验国家标准有:GB/T２３１．１－２０１８ «金属材料 布氏硬度试验 第１部分:试验方法»和 GB/T２３１．２－２０１２ «金属材料 布氏硬度试验 第２ 部分:硬度计的检验与校准».目前后一项标准正在 重新修定中.
１．２ 洛氏硬度试验
洛氏硬度试验方法是将金刚石圆锥压头或碳化 钨合金球压头先后以规定的初试验力和总试验力压 入工件表面,保持较短时间后卸除部分试验力,保持 初试验力,测出前后初试验力时压痕的深度差值,用 这个深度差值来确定零件的洛氏硬度.
洛氏硬度试验的优点是不需要使用光学仪器, 测试后直接得到洛氏硬度值,操作简单、省时、效率 高.洛氏硬度试验的另一个优点是:试验力较小,压 痕较浅,对零件表面几乎无损伤,不影响零件的使用,可以直接检测成品或半成品零件,也可以通过最 后一道精加工工序将压痕除掉.由于采用了金刚石 圆锥压头,洛氏硬度试验与布氏硬度试验相比,可以 测试更硬的材料.由于压痕较浅,可以测试渗碳、高 频淬火等表面热处理零件.
在汽车零部件行业,洛氏硬度试验的应用也非 常广泛,主要用于测试成品或接近成品的零件,包括 高强螺栓、轴类、轴承零件、模具及其他接近成品的 零件.
洛氏硬度试验国家标准有:GB/T２３０．１－２０１８ «金属材料 洛氏硬度试验 第１部分:试验方法»和 GB/T２３０．２－２０１２«金属材料 洛氏硬度试验 第２ 部分:硬度计的检验与校准».目前后一项标准正在 重新修定中.
１．３ 里氏硬度试验
里氏硬度试验的原理是将一个硬质合金球压 头,以一定速度冲击到工件表面,测出球压头反弹速 度与冲击速度之比,再乘上一个系数就是里氏硬度 值.这是一种动态的、弹跳式的试验方法,影响试验 结果的因素比较多,其测试精度和重复性都不够好, 这种试验还要求工件的体积足够大,表面要打磨得 足够光滑.里氏硬度计的优点是仪器小巧、操作方 便、效率高、方便现场检测和大型零件检测.
所有汽车金属零部件在其产品标准、设计图纸 或订货合同中都是要求检测布氏硬度或洛氏硬度. 因此检测里氏硬度之后,要将里氏硬度值换算成布 氏或洛氏硬度值.由于里氏硬度的试验原理与布氏 及洛氏硬度的完全不同,硬度值之间并没有确切的 一一对应关系,因此换算之后会带来较大误差.所 以通过检测里氏硬度后换算成布氏或洛氏硬度的检 验结果,在大品牌原始设备制造商(OEM)合同及国 际贸易中通常是不被认可的.里氏硬度试验一般用 于检测常规的布氏、洛氏硬度计不便检测的大型、异 形零件,还用于对硬度指标要求不高的场合,一些向 配件市场供货的中小型企业,较多地采用这种硬度 试验方法.
里氏硬 度 试 验 国 家 标 准 有:GB/T１７９３４．１－ ２０１４«金属材 料 里 氏 硬 度 试 验 第 １ 部 分:试 验 方 法»和 GB/T１７９３４．２－２０１２«金属材料 里氏硬度试 验 第２部分:硬度计的检验与校准».
１．４ 测深法布氏硬度试验
测深法布氏硬度试验方法的原理是:在规定条 件下,使用经校准的仪器对碳化钨合金球压头施加试验力,使其压入材料表面,测量压痕深度,利用校 准过的压痕深度Ｇ硬度曲线得到布氏硬度值.
测深法布氏硬度计可以通过测量压痕深度快速 测得金属材料的布氏硬度,无需像常规布氏硬度计那 样需要利用光学仪器测量压痕直径.这种仪器主要 用于在生产现场对批量生产的工件进行快速的合格 检验.仪器内部存有标准的压痕深度Ｇ硬度曲线,该 曲线是根据标准硬度块制作的.当被测材料发生变 化时,测量值可能会发生超差,因此仪器在使用前应 针对被测材料进行校准.校准方法是:取两件或多件 硬度可以涵盖被测工件硬度范围的工件本体或用实 际工件制作的试块,在常规布氏硬度计上测出布氏硬 度,再对仪器的压痕深度Ｇ硬度曲线进行校准.
测深法布氏硬度计压痕深度的测量一般采用高 精度位移传感器,所测量的压痕深度可以是从试样 表面开始测量的总深度,也可以是从初试验力时压 头位置开始测量的深度差值.
测深法布氏硬度计的测量精度略低于常规布氏 硬度计的,标准规定的测量精度为≤３％,但其检测 效率远高于常规布氏硬度计的.不同厂家生产的不 同型号的测深法布氏硬度计,只要按照上述校准方 法进行了校准,其检测结果就具有可比性,就可以保 证相应的检测精度.
测深法布氏硬度试验方法国家标准为:GB/T ２４５２３－２００９«金属材料 快速压痕(布氏)硬度试验 方法».
２ 汽车零部件硬度的实验室检测、现场检测 与在线检测
早期的硬度检测以实验室检测为主,现场检测 为辅,对实验室仪器的主要要求是准确,检测效率不 重要.
随着汽车行业的技术进步和市场竞争的加剧, 人们愈来愈重视汽车零部件的现场检测,希望快速 得到硬度检测结果,从而及时调整制造工艺,保证批 量生产的零件质量稳定.由于现场检测的零件数量 较大,常常需要安排多人、多台仪器完成硬度检测; 另外现场硬度检测的目的是要判定产品硬度是否在 规定范围之内,因此现场硬度检测的准确度可以适 当放宽,关键是要快,即要快速判定零件硬度是否 合格.
国内的汽车整车及零部件行业是在各工业领域 中自动化程度最高的.鉴于汽车行业越来越激烈的 市场竞争,主机厂对零部件的产品质量要求越来越高,而单件产品的利润却越来越低.只有实现自动 化生产,减员增效,实现更高的产量、更稳定的产品 质量和更低的人员成本,才能在竞争中立于不败之 地.正因为如此,“智能制造”“减员增效”“机器换 人”等理念在汽车零部件行业深入人心,在新上项目 中大量采用全自动化生产线,数字化工厂层出不穷. 生产过程,装配过程,以及磁粉探伤、超声波探伤等 检测过程都可以实现自动化,但是硬度检测过程的 自动化还远远没有实现.为了保证硬度这一关键质 量指标得到可靠控制,非常需要在生产过程中对产 品硬度进行在线的自动检测,但是由于一直以来国 内硬度检测技术的相对落后,硬度计生产企业的制 造技术还停留在台式机阶段.因此,汽车零部件产 品的硬度在线检测尚处于起步阶段.
３ 现场检测用快速硬度计
由于目前国内硬度检测技术水平的限制,硬度 在线自动检测技术还不够成熟,在汽车零部件行业, 多数产品的硬度检测都是在线下进行现场检测.在 一些大型企业,常�？梢钥吹缴导淅锓胖昧艘� 排硬度计,这需要很多人员同时进行硬度检测.
以前进行硬度检测使用的都是传统台式硬度 计,效率较低,特别是布氏硬度检测,还需要人工用 读数显微镜测量出压痕直径,经过查表才能得到布 氏硬度值,效率很低.
近年来,国内外生产了一些用于在生产现场进 行零部件硬度合格检验的快速硬度计,这些快速硬 度计在保证良好的检测精度及可靠性的前提下,大 大提高了检测效率,受到了用户的普遍欢迎[２Ｇ４].以 下介绍几种适于在工厂现场使用的快速硬度计.
３．１ 拉杆式快速布洛硬度计
这是一种由瑞士生产的,主要应用于工厂车间 的快速硬度计,如图１所示.这种硬度计环境适应 性很强,测试精度不受工厂现场震动、温差、灰尘等恶劣环境的影响.
仪器采用洛氏或快速布氏硬度试验原理,采用 拉动加力杆的方式施加试验力,可以快速测出工件 的洛氏硬度或布氏硬度. 仪器操作时,将工件放到测试台上,只要一拉加 力杆,立刻就可测出工件的洛氏硬度或布氏硬度, ４~８s即可完成测试.仪器可以输入工件硬度合格 范围的上下限值,测试完之后仪器自动判定硬度是 否合格,超差报警.仪器操作非常简单,任何人都可 以操作,无需培训.仪器软件还具有数据存储、统 计、公差设定、曲面修正、标尺选择、标尺转换、数据 输出等功能.这种仪器特别适于对大批量工件进行 快速的逐件检测,一人可以完成传统硬度计２~３人 的检测工作量.
仪器采 用 的 洛 氏 硬 度 测 试 原 理 符 合 ASTM E１８－２０１７e１«金属材料洛氏硬度的标准试验方法» 和ISO６５０８．２:２０１５«金属材料 洛氏硬度试验 第２ 部分:硬度计的检验和校准»要求.采用的快速布氏 硬度试验原理是:在压出压痕的同时,通过测量压痕 深度立刻计算并显示出布氏硬度,不需要再使用光 学仪器测量压痕直径,检测效率大大提高,特别适于 批量零件的合格检验.仪器符合美国标准 ASTM E１０３－２０１７«金属材料快速压痕硬度试验的规范» 和中国标准 GB/T２４５２３－２００９要求. 这种仪器有美国某公司、意大利某公司、瑞士某 公司等几个品牌可以选择,国产的同类产品也即将 上市.
３．２ 悬臂式自动快速布洛硬度计
国 产 的 悬 臂 式 自 动 快 速 布 洛 硬 度 计 如 图 ２ 所示.
仪器工作原理与前述拉杆式快速布洛硬度计的 完全相同.仪器同样适用于工厂现场,测试精度不 受恶劣环境的影响.
除了具有与前述仪器相同的软件功能外,该仪 器还实现了硬度检测的全自动化.只需按下测试 键,仪器就会自动完成全部测试程序,包括测头接近 工件、夹紧工件、加力、保持、卸力、释放工件等.测 试过程连续完成,完全排除了人为因素对测试过程 及结果的影响.无需刻意抛光工件表面,无需读取 压痕直径,工件的弹性变形及放置不稳都不会影响 测试精度.
仪器的测量头是浮动的,可自动上下移动,无需 人工调整测量头高度.仪器不再采用测量台丝杠升 降结构,不再需要人工调整测量台的高度.宽大的 测量平台,适于包括大型、异型工件等各种零件的快 速安放,T 型槽结构便于安装异型工件的支撑夹具.
仪 器 试 验 力 范 围 是 ９８~２ ４５０ N (１０~ ２５０kgf),具有洛氏、常规布氏及快速布氏硬度检测 三种功能,仪器非常适于在生产现场对批量工件进 行快速的合格检验.
３．３ 悬臂式自动快速布氏硬度计
国 产 的 悬 臂 式 自 动 快 速 布 氏 硬 度 计 如 图 ３ 所示.
仪器原理和功能与前述仪器相同或相近.不同 之处在于:仪器形体更大,测试范围更宽,采用的最 大试验力是２９４００N (３０００kgf);没有洛氏硬度测 试功能. 仪 器 的 试 验 力 范 围 为 １８３７．５~２９４００ N (１８７．５~３０００kgf),采用２．５,５,１０mm 球压头.测 试工件的最大高度为４００mm,喉深为２４０mm.
３．４ 摇臂式大型布氏、洛氏硬度计
国产的摇臂式大型布氏、洛氏硬度计如图４所 示.这是一种大型、半自动化的硬度计,有布氏硬度 计和洛氏 硬 度 计 两 种 类 型,可 安 装 在 热 处 理 车 间 使用.
仪器由底台、立柱、摇臂、垂直升降装置、硬度测 量头、压痕测量头、显示器、测量台、电控箱等组成.
其中:摇臂可以摆动１８０°,便于上下料;垂直升降装 置和测量 头 可 沿 摇 臂 水 平 滑 动,距 立 柱 最 大 距 离 ６００mm;测量头垂直移动距离可达到６００ mm,距 测量台的最大高度９００~１５００mm.测量头内有激 光十字定位装置,瞄准测量点后,按下测试键,仪器 可自动完成测量头接近工件、压紧工件、压出压痕、 释放工件、抬高测量头等全部测试程序.对于洛氏 硬度计,测试后直接显示洛氏硬度值;对于布氏硬度 计,一个压痕自动测量装置的测量头挂在立柱上,可 用于测量布氏硬度压痕直径,从而直接读出布氏硬 度值.
仪器可用于检测轿壳、大型轮毂及刹车鼓、大型 发动机缸体及缸盖、大型或特大型汽车模具等.
４ 汽车零部件检测专用硬度计
某些汽车零部件形状特殊,测试要求特殊,不适 合用普通硬度计进行检测,这样就产生了对专用硬 度检测装置的需求.如下几种专用硬度检测装置已 经形成产品,并且取得了良好的使用效果.
４．１ 刹车盘硬度自动检测系统
山东某刹车盘生产厂需要一台刹车盘硬度自动 检测系统,其设计要求包括:自动识别刹车盘型号; 自动识别加强筋,硬度测试点要在加强筋的正上方; 自动识别盘面的空间位置;在盘面上自动铣削多个 测试面,铣削深度可设定,最大铣削深度２ mm;自 动收集 铣 屑;每 个 测 试 面 上 自 动 测 试 多 点;采 用 ２９４００N (３０００kgf)试验力、１０mm 球压头测试布 氏硬度;自动测量压痕直径,自动显示硬度值;完成 一个刹车盘的测试之后,统计输出一份检验报告;一 个刹车盘的检测时间≤１０min(铣削４个面,铣削深 度２mm,共测试１２点).
某中国公司生产的刹车盘硬度自动检测系统如 图５所示.
刹车盘硬度自动检测系统的组成包括:一个测 试装置、一个吸屑装置和一个控制柜.测试装置包 含测量台和门式框架,测量台上有一个可以旋转并 沿水平方向移动的工件夹具.门式框架上安装有工 件识别装置、铣削装置、吸屑头、硬度测试装置和压 痕测量装置,这些装置都可以沿垂直方向移动.
系统的工作过程如下:①检测人员将刹车盘铸 件安放到夹具上并夹紧;②按下测试键;③夹具水平 移动到工件识别装置下方并旋转;④工件识别装置 上的视觉传感器自动识别工件型号、工件表面位置 和加强筋分布;⑤工件移动并旋转,铣削装置在盘面 上铣出若干个测试面,铣削过程中吸屑装置将铁屑 吸走;⑥工件移动并旋转,硬度测试装置在铣削面上 压出一系列布氏硬度压痕,每个压痕都位于加强筋 的正上方;⑦工件移动并旋转,压痕测量装置测出每 个压痕的直径并显示出布氏硬度值;⑧工件回到初 始位置;⑨显示器显示出检验报告;⑩检测人员打开 夹具,取下工件,一次测试完成.
检测系统的主要工作参数包括测试点数、测试 点分布、铣削深度、合格范围等都可以预先设定.系 统铣削４个测试面(铣削深度２mm)、测试１２点硬 度的总时间≤１０min. 这套检测系统集工件识别、测试面铣削、铁屑收 集、压出压痕、测量压痕、输出检验报告等多种功能 于一体,并且具有高精度、高效率的特点,除人工上、 下料外,全部测试程序自动完成,输出的检验报告可 存储、可打印、亦可用 U 盘输出. 这套刹车盘硬度自动检测系统于２０１７年６月 在山东某 刹 车 盘 厂 开 始 使 用,截 至 目 前 使 用 效 果 良好.
这套刹车盘硬度自动检测系统是一个创新,目 前国内外还没有同类产品.如果将这套系统安装在 生产线上,配上机器人上、下料装置,就可实现刹车 盘硬度的在线自动检测.如果这一自动化硬度在线检测系统投入运行,将会使刹车盘生产企业的质量 管理工作进一步提升.
４．２ 汽车曲轴硬度计
曲轴是汽车发动机里的关键部件,硬度是曲轴 的关键性技术指标.无论是锻造曲轴、铸造曲轴,还 是调质钢曲轴,其产品标准中都对曲轴的表面硬度 作出了严格规定.
曲轴的特殊形状使其硬度检测较为困难,曲轴 轴颈硬度无法使用普通硬度计进行检测.以前国内 没有生产专用的曲轴硬度计.曲轴生产厂通常的做 法是切取试样,在台式硬度计上进行检测,或者使用 不规范的里氏硬度计进行检测.第一种方法检测效 率很低;第二种方法检测精度不高,可靠性差,其检 测结果往往不被用户认可.
国外生产了几种专用的曲轴硬度计.意大利某 公司生产的曲轴硬度计如图６所示.
这种曲轴硬度计是由普通洛氏硬度计改装而成 的.硬度计被安装在一个可以沿x 轴和y 轴滑动 的平台上,硬度测量头做成细杆状,支承座做成V 型 片状.工作台面上还有一个测量台,待测曲轴安装 在测量台上.测试时,拉动硬度计,使其沿平面移 动,使硬度测量头对准一个轴颈,按下测试键,仪器 会自动完成硬度测试,并在显示屏上显示出硬度值.
这种曲轴硬度计可方便地检测曲轴硬度,且测 试结果准确,检测效率高,目前国内的一些高端曲轴 生产厂有在使用该硬度计. 国内生产的曲轴洛氏硬度计如图７所示. 仪器由测量台、门式框架、浮置式洛氏硬度计、 曲轴安装支架等部分组成.其中硬度计悬挂在门框 上,可以沿导轨左右移动,还可以被拉起,与门架表 面呈一定角度.硬度计上的一个小气缸可以平衡掉 硬度计的重量,使仪器操作非常轻便.
硬度测试时,将曲轴安装在支架上,将硬度计拉 起,使硬度计测量头部位挂在待测轴颈上,按下测试键,仪器可自动完成一个轴颈的检测,并在显示器上 显示出硬度值.移动硬度计可以完成其他轴颈的硬 度检测.
仪器操作简便,测试结果准确,检测效率高,测 试精度符合 GB/T２３１．２－２０１２规定,检验报告可 用 U 盘输出.
４．３ 汽车发动机缸盖硬度自动检测系统
该检测系统目前尚处于设计阶段,用户是某缸 盖生产厂家.
用户的设计要求如下:被测件是４缸发动机铝 合金缸盖铸造毛坯,要求两面检测,每面检测点的数 量和位置分布可设定;当每面检测３点时,检验节拍 为１８０s/件;测试精度要求符合 GB/T２３１．２的规 定;除人工上、下料外,测试程序全部自动化;系统还 应具有合格判定、统计输出、提供检验报告等功能. 汽车发动机缸盖硬度自动检测系统结构如图８ 所示.系统 由 硬 度 测 试 主 机、吸 屑 装 置 和 控 制 柜 组成.
硬度测试主机由测量台和门架组成.测量台上 安装有工件夹具、工件移动驱动装置和工件翻转装 置.其中翻转装置由升降装置、１８０°翻转装置和液 压站组成.门架上安装有工件识别装置、打磨装置、 硬度测试装置.其中打磨装置由打磨头和升降驱动装置组成.硬度测试装置由硬度测量头、压痕测量 头、显示器、升降驱动装置等组成.
系统主要工作过程如下:①检测人员将工件放 到工件夹具上;②按下测试键,系统自动完成全部测 试工作,包括夹紧工件,识别工件,打磨工件,收集磨 屑,压出压痕,测量压痕直径,显示硬度测试值,其他 点测试,翻转,重复前述动作,完成全部测试,合格判 定,统计输出测试结果,释放工件等;③完成测试后, 操作人员取下工件.
这套硬度检测系统除人工上、下料外,全部测试 程序自动完成,测试结果准确,检测效率高,可以完 全排除人为因素造成的错检、漏检,如果配上机器人 上、下料装置,就可安装在生产线上,实现缸盖硬度 的在线自动检测. 本系统目前只是一个设计方案,但已通过用户 评审,预计后期将形成产品.
５ 硬度在线自动检测系统
目前,汽车零部件硬度在线检验技术已经取得 了突破性进展[５Ｇ６].由中国某公司设计制造的国内 汽车零部件行业第一套硬度在线自动检测系统已经 开始应用.还有一些针对不同产品的项目正在实 施,一些设计方案正在推进中.
为广东某铸锻公司设计制造的一套汽车刹车鼓 硬度在线自动检测系统如图９所示.
测试工件是大型载重汽车刹车鼓,材料 HT２５０ 灰铸铁,直径范围 ３００~５００ mm,高度范围 ３００~ ５００mm,同批工件高度偏差≤２mm,硬度合格范围 １９５~２１０HBW.
用 户 的 设 计 要 求 如 下:采 用 ２９ ４００ N (３０００kgf)试验力、１０ mm 球压头检测布氏硬度, 测试精度符合 GB/T２３１．２－２０１２的规定;实现全 自动检测,无人工干预;为避免工件变形,夹具应直接支撑测试面的下方;可自动识别工件型号及表面 位置;打磨深度０~２ mm,可设定;磨屑自动收集; 带合格 判 定 功 能;不 合 格 件 声 光 报 警;检 测 节 拍 ≤２００s/件;每天检测结束后输出统计报表.
系统由底台、台车、门架、硬度测量头、压痕测量 头、打磨装置、吸屑装置、工件识别装置、运动驱动装 置、控制柜等组成.
系统工作过程如下:①桁架机器手将工件运来, 放到台车 中 央 的 夹 具 上;② 夹 具 动 作,撑 紧 工 件; ③工件移动到识别装置下方,识别工件型号及表面 位置;④工件移动到打磨装置下方,在工件表面打磨 出一个测试面,吸屑装置将磨屑吸走;⑤工件移动到 硬度测量头下方,压出一个布氏硬度压痕;⑥工件移 动到压痕测量装置下方,测量压痕直径,显示器显示 出硬度值;⑦工件移动到上、下料位置,夹具释放工 件;⑧桁架机器手取走工件,放回到传送带上,一次 测试结束.
系统主要装置的工作细节如图１０所示.
本检测系统是自主创新产品,首次在刹车鼓上 实现了硬度在线自动检测,国内外尚无先例.系统 还具有如下特点:①测试结果准确可靠,测试精度符 合 GB/T２３１．２－２０１２的规定,测试值可溯源到国 家基准;②检测效率高,无人工岗,实现了“减员增 效”“机器换人”;③可远程通信,向信息中心传送数 据,接受远程控制;④可按日、批或型号统计测试结 果,输出检验报告,检验报告可随货提供给客户.
文章来源——材料与测试网