锻造铝合金车轮单件全流程质量追溯系统关键技术研究

发布时间：2020-08-15 22:40

【摘要】：随着国家节能与新能源汽车产业政策的推进实施,汽车及其零部件的轻量化是当下汽车行业的潮流,整车厂对轻量化零部件的需求急剧增加,其中对轻量化铝合金车轮的需求更为突出,大量的铝合金车轮生产线在建或拟建,但受限于技术和投资等限制,无法建立起全流程的质量追溯系统,难以满足整车厂对零部件厂越来越严格的质量要求。本文结合“中国制造2025”国家政策,推进信息化、网络化、智能化在铝车轮生产线中的深入发展,建立完善产品的质量追溯系统,旨在提高铝车轮生产企业的产品追溯能力,增强当前供应链环境下的产品质量管理水平,研究铝车轮生产线追溯系统的关键技术,打通整条铝车轮生产线的追溯流程,解决传统铝车轮生产线可追溯程度低的问题,实现铝车轮产品单件、全流程生产追溯的目标。本文以锻造铝合金车轮生产线为背景,以ISO/TS 16949质量管理体系为设计依据,研究追溯系统的追溯模式和追溯流程,并建立了追溯系统数据库的结构模型,实现高效、准确的产品追溯能力。针对锻旋热成形生产区域追溯难的问题,研究基于现场总线控制系统的虚拟码追溯技术,并结合铝车轮热成形的工艺流程设计模块化追溯程序。分析了Data Matrix的纠错能力与工件的表面标识内容。研究光纤激光打标机的各个加工参数对表面标识质量的影响,通过单变量试验对激光标识的工艺参数进行验证,确定出高标识质量并符合生产线节拍的激光加工参数。分析了各个工位的工件表面标识图像特点,针对铝车轮锻坯二维码识别具有大视野、背景复杂的特点,提出一种基于高通滤波、边缘提取和Hough变换先进行二维码定位,后通过局部直方图均衡化、图像二值化提高二维码图像对比度的高识别率方法,并对工件的表面标识二维码图像进行了仿真分析和数据提取。最后对铝车轮生产线的在线打标、读码的机构进行设计,满足在线打标、在线读码的技术要求,并通过以上研究将采集的数据由OPC接口存储至质量数据库。
【学位授予单位】：机械科学研究总院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TG316
【图文】：

流程图,锻造铝合金,车轮,成形

图 1-1 锻造铝合金车轮成形流程图为了解决上述难题，针对锻造铝合金车轮的成形工艺流程，结合影响铝车轮质量的关键因素，锻造铝合金车轮单件全流程质量追溯系统研究旨在为企业提面、高效、准确的产品质量数据，其意义在于：（1）产品质量数据的自动采集锻造铝合金车轮单件全流程质量追溯系统的研究主要解决传统质量数据采式存在的以下问题：1）多工艺参数以锻造车间为例，铝车轮的加工工艺参数包括工件的出炉温度、预锻温度、打击力、终锻温度、终锻打击力、旋压温度、旋压机主轴转速、进给比、固溶、固溶温度、时效时长等工艺参数，数据类型复杂并且数据量很大。2）多道次的加工与检测流程

支撑体系,质量追溯

图 2-2 网络支撑体系2.3 铝车轮质量追溯系统平台2.3.1 质量追溯系统的设计依据ISO/TS 16949 质量管理体系是根据汽车行业的特点指定出来的，是针对汽车及其相关零部件的质量管理体系。ADQP（产品质量策划）是 16949 标准的一种策划产品质量的方法，其包含了计划、产品设计、过程设计、制造过程确认、反馈和纠正五个过程[30]。使得企业在执行产品开发、采购、制造、产品检验和最终销售时有一定的标准和规范，并在汽车全供应链中强制执行。铝车轮制造业作为一种离散制造业，从原材料至最终成品的物流过程长，在流转过程中的大量在制品数量难以统计。同时，铝车轮生产线还有多入口、多出口、多工序的特点，使得物料在制造过程中存在多级 BOM 清单、线边库建设复杂的问题。因此质量追溯系统在设计时应遵循产品出现质量问题时，可以实现产品可召回、原因可查清、责任可追究的目标。

缺陷产品,方式

库将供方提供的相关数据融合到自身的数据库当中，使得整个供应链产品数据为整体性和一致性。通过该追溯模式，当供应链中的主体一旦发现产品存在质题时，可以准确、及时的分析判断产品出现质量问题的原因并快速定位该产品问题的环节。通过对追溯到的相关信息，可以及时的对有质量问题的产品进行召避免造成更大损失。2.3.3 追溯系统的流程产品的追溯流程分为正向追踪（track）和逆向追溯（trace）。将工件表面标术引入铝合金车轮制造业，在一定程度上解决了产品全生命周期的追踪与追溯不足的问题。当发现产品存在质量问题时，首先进行逆向追溯，通过扫描铝车面标识二维码，获得产品的唯一码（ID），通过唯一码在质量追溯数据库中各个的工艺参数、设备参数和检测数据，逐级的进行质量问题分析，从而定位出现问题的环节。然后通过正向的追踪，对该环节的同批次产品进行追踪，定位产流向，如毛坯线边库、物流辊道上的在制品、成品库和已售出产品的整车厂商追溯的流程如图 2-4 所示。

【参考文献】