基于智能制造的高压胶管压装生产线设计

引言：

高压胶管是重要工业配件之一，广泛应用于汽车，航空航天和石油化工。传统高压胶管压装生产线普遍存在着效率低下，精度控制困难和自动化程度低等问题，很难适应现代工业高效，高精度和高可靠性要求。所以以智能制造为基础的高压胶管压装生产线的设计具有重要意义。本论文将对高压胶管压装生产线基本功能及应用场景进行论述，提出相关智能制造设计策略，目的在于为高压胶管制造业智能化升级发展提供理论支持及实践指导。

1. 高压胶管压装生产线的基本功能与应用场景

高压胶管压装生产线是为了实现金属接头和胶管之间的准确联接，保证高压工况时产品密封性和可靠性。该类生产线在液压机械，工程车辆，航空装备以及工业自动化中应用广泛，其胶管耐压性能，连接精度以及装配效率都有很高的要求。现代高压胶管压装生产线在担负传统机械压装功能的同时，也逐步走向智能化和柔性化，满足多规格多批次的生产要求[1]。该生产线采用自动送料，在线检测及质量追溯等技术，可减少人工干预及操作风险，确保产品的稳定性及一致性，同时促进生产效率，为有关行业高压流体传输提供了可靠解决方案。

2. 基于智能制造的高压胶管压装生产线设计策略

2.1 构建柔性化压装单元，实现多规格胶管自动切换

实际生产过程中高压胶管规格，长度及接头类型等存在显着差异，常规固定式压装设备很难适应多样化的需求。所以构造柔性化压装单元就成了改善生产适应性的一项重要战略。柔性化压装单元采用模块化结构设计实现了压装模具及夹具的快速替换，并支持胶管直径及壁厚不等情况下的自动转换。同时通过伺服电机与数控系统相配合，可根据产品规格对压装力及位移参数进行调节，保证了压装过程中的准确性和一致性。本设计在减少切换时间和增强设备利用率的同时，也能减少人为操作错误和调试成本。在多规格胶管混线的生产环境中，柔性单元能够实现批量切换，且不会对产能造成影响，确保了生产的连续性与稳定性。另外，经过柔性化设计及信息化控制相结合，能够实现胶管规格的自动识别及压装参数的自适应调节，进一步提高了生产线应对复杂订单时的响应速度及柔性生产能力。

2.2 建立高精度传感与数据采集系统，提升实时监控能力

高压胶管的压装生产对于力学参数，位置精度和温度都比较敏感。为达到精确控制的目的，必须构建高精度的传感和数据采集系统。系统采用压力传感器，位移传感器及力矩传感器对压装过程进行实时数据采集，保证了各胶管压装力及位移满足设计要求。与高速数据采集模块相结合，可以实现毫秒级的数据采集与处理，从而为设备控制及生产决策实时提供依据。同时将传感数据连接到生产管理系统中，可以实现对压装过程中的异常情况进行检测，趋势分析及预警。通过数据可视化界面可以使操作人员迅速掌握生产状态并对工艺参数进行适时的调整。在长时间的操作下，通过数据积累也可以对压装工艺模型进行优化，从而提高设备的可靠性以及产品的一致性[2]。高精度数据采集既支持了生产监控又为后续智能优化、质量追溯等提供了依据，使得生产线能够在保证生产的前提下显著提高产品安全稳定。

2.3 推行设备互联与信息化集成，优化生产流程协同

高压胶管压装生产过程中涉及送料，裁切，压装和检测等诸多工艺环节，各环节数据相互独立，信息孤岛问题突出，制约了生产协同效率。引入设备互联和信息化集成可以突破这一障碍，把不同的设备，控制系统和监控平台连接成一个统一的网络，进行实时的数据共享和互动。通过工业以太网或者无线工业通信协议可以使压装机，传感器以及监控系统组成一个高度可靠的数据链路对生产状态，工艺参数以及异常信息等进行统一管理。信息化平台中的生产计划，物料调度以及设备负载等都可以进行动态的优化，从而使得产线对各种规格的胶管进行加工或者对订单的变更做出更高的反应。同时设备互联提供了数据驱动生产优化的依据，可以通过对历史运行数据分析确定瓶颈环节，调整设备负荷，优化压装顺序等措施提高产线的整体效率。复杂运行条件下的信息化集成也支持远程监控、跨部门协作等功能，降低了对现场的依赖性，加快了管理决策的速度。这一战略在增强生产流程可控性的同时，也为后续智能化压装体系打下数据基础与技术支撑。

2.4 引入智能控制与机器视觉，实现精度控制与在线检测

在高压胶管生产线上，压装精度与产品质量是核心指标。介绍了一种智能控制系统，该系统可以采用伺服驱动，闭环控制以及多传感器融合等技术实现压装力，位移和速度等参数的准确调整，从而使得每一根胶管都能满足设计所需要的压装状态。智能控制可实现不同胶管规格间参数的快速转换，避免了人为调节造成误差波动。同时结合机器视觉技术可以在线检测接头端面，胶管长度和压装痕迹。高分辨工业相机及图像处理算法能够实时辨识压装异常，缺陷及尺寸偏差等信息并反馈给控制系统自动校正。这种闭环模式在减轻人工检验负担的同时也显著提高检测速度与一致性。利用视觉系统累积的检测数据可以形成质量数据库供生产优化、工艺改进等使用 [3]。在实践中，将智能控制与视觉检测相结合，可以实现压装过程到质量追溯完整闭环控制，使得生产线既能保证质量高效率，又能保持稳定且可量化产品质量标准。该技术整合在提高工艺精度的同时，还加强生产线在复杂订单及高标准质量需求下的适应能力。

2.5 构建智能化安全与质量管理体系，实现全流程追溯

在高压胶管制造过程中，安全和质量管理至关重要。该智能化体系从传感监控，数据分析，工艺管理等方面对整个过程进行风险控制。对各压装单元运行数据，设备状态及产品参数等进行实时收集与记录，从而形成可溯源生产档案。异常情况触发预警机制使操作人员及时介入，降低了潜在的安全隐患。数据追溯既涵盖了单件产品又能对批次生产过程进行追溯，对质量事故的分析及责任的确定提供了可靠的依据。同时该系统可与维护管理及工艺优化模块进行联动以实现设备的预防性维护及工艺参数的改善。构建智能化管理体系，保证生产线高效运行的前提下，减少安全风险和保证产品质量的稳定性，从而为企业构建标准化，数字化和可持续生产管理模式提供技术保证。

结束语

智能制造给高压胶管压装生产线改造升级带来新机遇。通过搭建柔性化压装单元，建立高精度传感和数据采集系统，实施设备互联和信息化集成，引入智能控制和机器视觉，建设智能化安全和质量管理体系，能够显著提高生产线自动化，智能化程度，强化生产效率及产品质量。

参考文献：

[1] 寇攀虎 , 何雯雯 , 刘勇 , 林芳 , 冯晓洲 , 张剑 . 增塑剂对高压胶管配方胶料性能的影响 [J]. 特种橡胶制品 ,2023,44(03):51-54.

[2] 刘宝 , 伊丹 , 吴雁泽 . 高压胶管防崩脱技术研究及应用探讨 [J]. 中国战略新兴产业 ,2022,(18):161-163.

[3] 侯中寅 . 高压胶管防崩脱技术研究及应用 [J]. 技术与市场 ,2021,28(10):71-73.