洗衣机的自动化质量控制

洗衣机的自动化质量控制

1.MUSA测试站同时处理三台洗衣机

2.LDV指向洗衣机洗涤桶（中央）

3.好的（上面）和坏的（下面）洗衣机的速度-时间信号

全自动噪声和振动测试站保障优质洗衣机

由于与世界上最大的制造公司在45多年的密切合作，Loccioni集团在实验室和生产线实施自动化质量控制和测试系统方面发挥了主导作用。MUSA（隔音区测量单元）是一种用于洗衣机的交钥匙、完全自动匹配的测试解决方案，集成了通常在研发实验室进行的噪音和振动测试。

对成品进行完整（100%）测试是确保高质量标准的适当方法，因为对随机选择的样本进行统计测试无法保证整个生产运行的质量。众所周知，振动测试能够区分好产品和坏产品，因此振动信号的分析可以用于家用电器的质量控制。激光多普勒测振仪（LDV）技术广泛用于在线或近线质量控制，其中非接触测量是必不可少的。

MUSA——系统

本文提出了一种用于洗衣机在线监测的工业解决方案，其中LDV和麦克风的使用允许对产品进行客观的振声质量检查，从而检测特定的机械缺陷。该系统主要包括一个隔音柜，可将外部噪声降低约35dB，包含三个同时运行的站点（图1）：

• 3个IVS工业振动传感器（每个站一个），在相对于电机轴线的径向方向上指向洗衣机的桶（图2）

• 3个麦克风（每个站一个），位于洗衣机后部，面向电机。

当三台洗衣机到达隔音柜时，它们停在每个站前，柜门关闭。每台洗衣机都被驱动到旋转阶段，来自LDV和麦克风的信号在运行和稳定状态下都被同时获取（图3）。

4. 根据LDV计算的洗衣机转速

5. 良好洗衣机在运转过程中的速度信号STFT

6.良好洗衣机在稳态阶段的速度信号FFT

该系统的核心是信号处理软件，该软件：

• 直接根据LDV信号计算机器的RPM（图4）

• 消除速度信号的噪声（此处未详细描述）

• 在时频域中分析瞬态期间的LDV和麦克风信号（STFT，图5）

• 在频域中分析稳态期间的LDV和麦克风信号（图6）

某些特征在预备阶段和稳态阶段都进行了计算。将选定的特性与固定阈值进行比较，以确定机器的状态，并且这些值与被测机器的特定型号有关。特别地，提取特定频带中的能量的总和并将其与特定缺陷相关联，例如与电动机相关的缺陷。如图7（左）所示，频谱中的主频峰值与洗衣机的转速有关。事实上，它大约为20Hz，这对应于盛水桶的速度（1200RPM）。故障机器显示的附加频率约为280 Hz和560 Hz（图7，右侧）。可以很容易地证明，这些频率与电机（基波和二阶谐波）有关。众所周知，电动机的RPM与洗衣机RPM之间的比率是13.5。因此如下：RPM电机=13.5 x 1200=16200，或270 Hz。

7.好的（左）和坏的（右）洗衣机的速度-时间信号的功率谱

8. 振动测试系统前面板

结果

该软件是用LabVIEW编程语言开发的。使用LDV，MUSA系统能够检测以下缺陷：

• 滑轮未拧紧或损坏

• 未缠绕配重

• 皮带有缺陷（脏污、损坏或皮带轮位置不正确）

• 轴承有缺陷

• 将滚筒连接到机柜的弹簧有缺陷/缺失

• 滚筒不平衡

• 电机有缺陷

麦克风主要允许操作员识别那些产生噪音但不足以对机器产生振动影响的缺陷，例如接地线接触滑轮、桶内缺少材料（如螺钉）等。

结论

所描述的解决方案展示了由适当的传感器、数据采集系统和模式识别算法组成的所开发的数据分析系统如何成功应用于生产线上洗衣机的机械缺陷诊断。提取了特定的特征，以便用对产品质量的客观评估来代替人工检查测试的主观性。特别地，激光多普勒振动仪可以用于检测洗衣机中的绝大多数机械缺陷。