面向电机行业的智能制造关键技术研究

面向电机行业的智能制造关键技术研究

锁军,陈雯雯

陕西洛克微思科技有限公司

摘要：电机是工业机器装备中重要核心部件之一。特别是高端机床、加工中心、机械人配套过去长期依赖进口，国内经过十多年发展，取得了长足进步。目前除产品本身质量与进口知名品牌产品确实存在一定差距外，重要原因是产品在设计、制造过程存在差距，特别是设计、研发的优势更不明显，随着国家推广数字化设计、绿色制造，作为工业机器装备的重要核心部件，在国内电机制造业推广绿色制造显得越来越多重要。

关键词：电机行业；智能制造；关键技术；智能化

引言

电机市场上的竞争越来越激烈，要保持电机企业在市场上的竞争力，就得满足客户的需求。一方面，是要满足客户对产品质量和数量的需求，这就需要应用智能机器人技术及柔性制造装备来提高电机生产的质量和效率；另一方面，是满足客户对服务的需求，电机是很多电器产品和机械产品的动力源，电机故障会直接影响这些产品的正常运行，在保证电机质量的前提下，也要尽量提高对电机的维修检测技术，做到能够及时提醒客户进行设备更换，满足客户对服务的需求。因此，需要将智能服务应用到电机行业中。

1电机行业的生产发展现状

社会与经济的不断发展促进人们生活水平提高，对电器产品要求越来越高的同时，对电机制造的要求也越来越高，为满足需求，电机企业开始引进先进的设备和工艺，但因资金不足，使得覆盖面积不广。目前，我国的电机制造依旧处于传统制造和先进制造并存的状态，虽已实现自动化，但距离全面智能化还相差甚远，仍旧还属于劳动密集型产业，需要大量人力资源。因此，还存在着很多问题。例如，因尚未实现智能制造，单靠人工操作，效率低的同时质量也无法得到保证。另外，工艺落后，人工操作危险性大。除此之外，我国的电机行业在供求关系上目前基本能够满足需要，但高端电机和中低端电机之间的比例差却十分大，高端电机在市场上处于供不应求状态，而中低端电机却存在过剩现象，归根结底是我国在电机制造方面的技术水平还比较低，因此未来的发展趋势在于随着经济和科技的进一步发展、市场的进一步整合加深，我国在电机制造技术上会有更多的开发和应用，使整体电机制造水平得到提升，从而保证中低端电机产品的性能，使人们对高端电机产品的依赖程度逐渐降低。

2智能制造的关键技术在电机行业中的应用

3.1智能机器人技术

在科技不断发展的过程中，很多工业生产已经将机器人技术应用其中。但初代机器人技术并没有实现智能化，它仅仅只是能够代替人工劳动，实现一些机械化的动作，如上下料、焊接和装配等。这种机器人属于固定式机器人，通过设置固定程序，使它们完成固定动作。固定式机器人技术还存在很大的问题，例如，在生产过程中发生突发事件时，它们并不能根据实际情况进行自我调整，不具备分析功能、判断功能和理解功能。初代机器人技术还包括另一种能够自由移动的机器人，相对固定式机器人来说，在电机生产过程中如发生突发事件时，它能够根据具体情况进行调整和改进，但这种调整和改进主要依靠的却是人力劳动。因此，在使用自由移动机器人时，仍旧需要人力来控制和操作。而智能机器人技术则在初代机器人技术上实现了智能化，它不仅能够利用自身所携带的工业摄像机对电机生产过程进行观察，还能够通过计算机系统将人们发出的指令进行接收，从而根据指令做出相应的动作。另外，智能机器人身上还会携带各种传感器，能够让它对外界的事物进行感知，在感知和接收指令的过程中还能够通过语音系统与人们进行对话。智能化机器人的芯片中会被研发者储存进大量的信息资料，当它利用工业摄像机发现在生产过程中出现的问题时，会立刻通过语音系统反馈出来，并在人们发出指令要求寻找解决措施时，能够快速对知识库中的资料进行分析和判断，最终自动找出最佳方案，并进行自动调整。综上，智能机器人技术具有人们所拥有的各种功能，例如，视觉功能、触觉功能、理解功能、语音功能和听觉功能等。将智能机器人技术应用到电机生产中，不仅能够代替人工劳动提高生产质量和效率，还能够保证生产过程的安全。

3.2建立自动化检验检测平台

针对出厂检验要求测试时间短，准确，装卸简便等特点，采用微机控制自动化出厂检验设备，保证出厂成品百分之百符合技术标准规范。为满足设计验证及型式试验需要，采用微机控制自动化型式检验设备，建立EMC实验室、噪声消声室及ROHS实验室。保证电机产品符合绿色高效、环境保护（无线电干扰、噪声及有害物质限值）要求。电机寿命试验时采用能量回收装置，节约电能50%，市电整流后，单向送到直流小母线上，小母线上并联1个或多个变流装置，控制相应的试验电机进行寿命试验。每个试验电机联轴一个直流发电机作为的负载，用电流控制型Boost电路控制发电机的输出电流（负载转矩）的大小，并将电能升压到小母线上，从而减小从市电消耗的电能。

3.3智能工厂在电机企业中的应用

电机企业在生产过程中会产生很多车间，所有车间组合起来就会形成一个工厂。智能工厂指的不仅是在电机企业生产过程中实现智能化和精益化，同时，还要在产品检测、质量检验和生产物流上也实现智能化和精益化，使这些生产环节能够在工厂内形成闭环式集成。也就是说，智能工厂要使众多车间之间实现信息共享，以便在协同合作的时候能够实现及时、准确的配送。例如，在电机生产过程中，A车间生产的零件是B车间在生产时必不可少的，那么通过信息共享，A车间能够及时准确的了解B车间实际生产情况所需零件时间和数量，从而根据需求将A车间生产的零件及时、准确地配送到B车间。同时，B车间也能够反过来了解A车间的生产情况，以便能够及时调整生产速率，以配合A车间的生产速度，使整个工厂的生产能够有条不紊地进行。而要实现车间之间的信息共享，就需要在工厂内建立生产指挥中心，以便对整个工厂进行指挥和调度。在建立指挥中心的过程中，无缝集成的信息系统是最重要的技术支撑。换句话说，无缝集成信息系统是整个工厂实现智能化的重要前提，而无缝集成信息系统主要包括研发管理系统、生产管理系统、客户管理系统、数字化管理系统和供应链管理系统。

3.4绿色原材料使用

电机绿色制造包含使用的主要材料符合环境保护要求，其使用的主要材料质量特性：整机有害物质含量的限值应符合欧盟RoHS指令2011/65/EU及其修订指令（EU）2015/863的规定。绝缘处理采用符合GB/T1981.6电气绝缘用漆第6部分：环保型水性浸渍漆。铁芯采用符合T/CEEIA261-2017高效率电动机用冷轧无取向电工钢带（片）。

结束语

电机制造涉及数字化设计、绿色制造、产品生命周期评价、绿色供应链管理等，在国内外制造业已形成共识。本文重点介绍了电机数字化设计要点、电机使用环保、无有害物质的主要原材料、制造工艺流程控制、工艺装备及检验检测设备选择、固体、液体废物处理方案。本论文介绍，对于国内电机制造同行具有一定的指导参考价值。

参考文献

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