為了提高汽車燃料利用率,汽車必須輕巧,但性能強大也同等重要。為同時實現(xiàn)這兩個方面的目標,現(xiàn)代的汽車面板大多采用金屬表層和結構性粘膠底層結合而成,這兩層需要通過感應粘接在一起。
然而,實現(xiàn)這一工藝并非易事,粘合劑要正常工作,其溫度一定要恰到精準。為確保粘合劑高效發(fā)揮作用,菲亞特汽車(FIAT)開始使用FLIR熱像儀為整個工藝過程提供自動反饋。
汽車粘接工藝需溫控
汽車外飾的靈活性需要嚴格按照安全要求來控制,以最大限度確保駕駛員和行人的安全。目前,汽車行業(yè)為達到這些要求而優(yōu)先選擇的方式是:將輕型金屬表面與化學成分精密粘接,使引擎蓋邊緣充滿剛度,同時保持其中心的彈性。此方式有助于在保持汽車結構堅固性的同時維持汽車外飾構件的靈活性,發(fā)生事故時,可避免對行人造成傷害。
將這兩種構件結合起來的工藝稱為粘接。粘接塑料和金屬時,粘合劑的溫度必須在 150-180℃之內?,F(xiàn)代的汽車制造商采用一種名為電磁感應的方法來獲取所需溫度。使用電磁鐵時,導電物體(本例中為金屬層)就會產生所謂的“渦電流”。金屬的電阻導致熱量產生。
金屬部件在幾秒鐘內從室溫加熱到180℃
數(shù)秒內加熱到180℃
構件的金屬層通過傳導被加熱,數(shù)秒內溫度就能達到所需要求。金屬表面的熱量可使結構性粘合劑達到預聚合溫度,從粘態(tài)變?yōu)楣虘B(tài),從而在工藝過程中與金屬層粘接。完成這道工藝所需時間會隨著所用粘合劑類型和所需粘接處數(shù)量的變化而有所不同。一般情況下,從開始到結束所需時間約40-45秒。
然而,正如所有其他工藝一樣,錯誤總是在所難免。如果因為某種原因,一個或多個粘合處的溫度不在粘合劑正常工作所需的溫度范圍之內,例如太高或者太低,最后的構件就會出現(xiàn)問題。
這張熱像圖中的每一個綠色方塊代表一個測量點,在本例中為19,用戶可以根據(jù)需要定義任意多個測量點。
計算機可將19個或更多位置的溫度讀數(shù)與預先確定的參數(shù)進行比較。若探測到溫度值過高或過低,系統(tǒng)就會報警。Ricca稱,用戶可以輕松添加更多的測溫點,他說:“這是一項很重要的功能,因為該系統(tǒng)設計靈活,能夠進行調整,以便用于將來更多的車型?!?
Ricca解釋道,每一款新車型在粘接接頭數(shù)量方面總是多于舊車型,“這使得可靠且具有成本效益的質量檢查在保持高質量和高生產率方面成為一項更加重要的因素。利用菲力爾紅外熱像儀自動檢查質量使這一目標成為可能?!?
FLIR A系列檢測精準可靠
FIAT正在尋找一種方法,以確保生產過程全面展開時粘合性能夠發(fā)揮良好效果??偛吭O在意大利的Inprotec公司采用的方法是:使用FLIR A615熱像儀進行質量測試。
Inprotec公司于1992年在米蘭成立,成立之初主要致力于工業(yè)安全應用高科技設備的經(jīng)銷。不久,公司專業(yè)人員意識到熱成像技術的發(fā)展?jié)摿Γ谑窃摴颈愠蔀镕LIR產品的官方經(jīng)銷商。如今Inprotec集團不僅在意大利米蘭設有辦事處,而且在羅馬、西西里、甚至是阿爾及利亞都有辦事處。
可靠、精確的FLIR A615熱像儀可檢測到細微至0.05℃的溫差,產生的熱圖像的分辨率為640 × 480像素。感應加熱過程若沒有達到所需溫度則會自動報警,以警告操作人員。溫度達不到要求時,粘接就會失敗,該構件將作為不合格產品被丟棄。
Inprotec熱成像部門的銷售總監(jiān)Robert Ricca對FLIR A615熱像儀的質量非常滿意,“菲力爾熱像儀所提供的熱數(shù)據(jù)正是我們這類應用所需要的?!?
FLIR A615被安裝在距離被測部件4米處,以便在部件裝卸期間實現(xiàn)自動機械臂搬運。
Inprotec公司利用FLIR軟件開發(fā)包,使用FLIR A615設計出了感應過程熱量采集的界面。熱數(shù)據(jù)存儲在服務器上,可對汽車引擎蓋生產質量進行追蹤。公司技術人員將熱像儀嵌在具有保護作用的硬外殼內,并安裝了一臺電風扇,防止煙霧模糊熱像儀的鏡片。熱像儀距離所測構件4米,在裝載和卸載過程中方便機器人手臂自動處理。通過用戶友好的觸屏用戶界面,工廠員工可簡單迅速地進行操作。
傳輸便捷,客戶滿意