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    汽車組件熱壓在線紅外熱像儀監測系統

    2019/10/16 13:49:47

    一、系統概述

        在當今的汽車零部件制造行業,高強度鋼以其具有的高減重潛力、高碰撞吸收能、高疲勞強度、高成型性及低平面各向異性等優勢,已經成為汽車工業輕量化的主要材料。

        21世紀的汽車行業以降低燃料消耗、減少CO2和廢氣排放成為社會的主要需求,為適應這種發展趨勢,鋼鐵業已開發出許多種類的高強度鋼板來幫助減輕汽車重量,同時提高汽車的安全性。

        與此同時,針對高強度鋼冷成型中的裂紋和形狀凍結性不良等問題的檢測方法就顯得格外重要,熱成型工藝的特點是在板料上存在一個不斷變化的溫度場,而在眾多檢測溫度分布情況的設備中,紅外熱像儀無非是有效的一種檢測設備。

        在線紅外熱像儀監測系統能準確反映整個溫度場的溫度分布情況,并且可以直觀地成像顯示。在線紅外熱像儀,更能實時自動監測溫度的分布情況,并且反映到系統上,在汽車熱成型零件的檢測領域發揮了重要作用。


    二、系統需求分析
        1  系統設置里,預先設置好不同型號的沖壓件所在熱圖譜中的對應的測溫區域。
        2  系統利用安裝在固定支架上的在線紅外熱像,在沖壓成型機開啟前,對某種型號的沖壓件原料拍攝一張紅外熱圖像,并采集對應測溫區域的溫度值,判斷是否報警。沖壓成型機壓制后,對成品拍攝一張紅外熱圖像,并采集對應測溫區域的溫度值,判斷是否報警。關于拍攝時機的問題,需采集沖壓成型機開閉的信號,接入到系統后,由系統自動控制。
        3  由于每次沖壓件的樣式不同,所對應的測溫區域也不同,需根據沖壓件的型號來動態調用對應的測溫區域,所以需動態識別自動化控制系統中的沖壓件型號數據。
        4  具備現場報警和短信報警功能。在對紅外圖像進行抓拍并進行區域溫度分析時,如發現異常,在監控室給出語音報警,并發送短信息到相關人員手機上。


    三、系統組成

        1 系統由安裝在沖壓現場的帶防護外殼的在線紅外熱像儀、電源及傳輸控制箱、工業以太網交換機、監控室的工控機等組成。系統結構圖如下圖:

                           圖1

      2 在線紅外熱像儀

      系統采用技術水平在紅外行業成熟的紅外熱像儀制造商FLIR公司生產的A系列紅外熱像儀。該設備外觀如圖2:

                  

                             圖2

    主要技術規格如下:

    項目

    內容

    技術指標

    結構

    紅外鏡頭、探測器、控制器一體化設計;紅外圖像/數碼CCD圖像輸出

    圖像性能

    紅外圖像

    紅外視場角/最小焦距

    25°×18.8°/ 0.3m(可根據用戶要求訂制)

    空間分辨率

    1.36mrad

    溫度分辨率

    小于0.05℃在30℃時

    數碼變焦

    探測器類型

    非制冷焦平面

    分辨率

    320×240

    圖像刷新頻率

    30Hz

    焦距調節方式

    自動/電動/遙控(軟件實現遠程控制)

    視頻記錄

    有,軟件實現(紅外熱圖)

    照片記錄

    有,軟件實現(紅外熱圖)

    圖像存儲

    文件格式-紅外圖

    jpg格式,帶14bit溫度數據,可根據需求轉換其它格式

    環境參數

    工作環境溫度

    -20~+50

    儲存環境溫度

    -40~+70

    濕度

    ≤95%

    接口

    100M RJ-45以太網接口(一線通)

    包含全部溫度數據的紅外視頻圖像實時下載,對遠端機器進行操作控制

    視頻輸出

    模擬:PAL/NTSC(制式需預設,RCA/BNC接口)

    數字:網絡(RJ45)

    監控主機

    監控主機采用一臺或多臺工控機。一般配置如下:

    Window XP或Win7(32位) 版本操作系統,2GHz 以上雙核 CPU, 2G 以上內存,2T以上硬盤。

    2 系統軟件

    系統軟件分為紅外應用軟件、數據庫軟件、短信發送軟件模塊等三大部分。紅外應用軟件采用Visual Studio 2008工具開發,數據庫系統采用SQL Server,整套軟件即可以部署在一臺物理工控機上,也可以采用C/S模式分布部署在不同的物理機上。


    系統功能
    1.系統設置功能
    1).沖壓件型號等的設置
    系統在運行前,會進行一些初始參數的設置。重要的就是各種沖壓件的名稱、應用品牌、型號、報警閥值等等。
    2).測溫區域的設置
    針對不同的沖壓件,我們關心的溫度場不一樣,因此測溫區域也不同。必須為每一型號的沖壓件進行測溫區域的設置,如下圖:

    3).報警短信設置
    在系統中,我們可以設置報警短信所需的相關內容,如員工的工號,姓名,手機號,部門等等。例如,下圖是在變電站紅外應用系統中的短信平臺的設置。

    2.拍攝紅外圖譜
    當系統和原有的沖壓機自動控制系統中的開閉信號對接后,在沖壓機啟停時,系統會自動抓拍兩個時刻的紅外熱圖,同時調用設置的測溫區域,顯示實時溫度。如下圖:

    左邊的熱圖是沖壓前抓拍的紅外熱圖,右邊的熱圖是沖壓后抓拍的紅外熱圖。兩者可以進行比對,抓拍后熱圖會存儲到系統的后臺數據庫。
    3.動態識別沖壓件類型功能
    系統會根據沖壓件型號的不同,在數據庫中查找與之匹配的設置好的沖壓件類型,并根據該類型調用預置好的測溫區域,分析不同器件的實時溫度并給出是否報警,并命名相應的紅外熱圖。方便后期的統計查詢等。
    4.報警功能
    當測溫區域中的實時溫度和預設的報警溫度不一致時,系統在監控室給出現場語音報警,并發送短消息到相關人員的手機上。實現沖壓生產過程的高度自動化。
    5.查詢功能
    系統能根據沖壓的時間、器件的名稱、器件的型號、器件應用到的品牌等眾多查詢條件,查找出對應的器件沖壓前后紅外圖譜,為后續的產品質量檢測分析提供有力的依據。


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