何艷芝

（哈爾濱哈飛工業(yè)有限責(zé)任公司研發(fā)中心，黑龍江 哈爾濱 150000）

一前言

隨著國內(nèi)汽車市場競爭日趨激烈，汽車生產(chǎn)商對其配套的所有產(chǎn)品提出了更高的質(zhì)量要求。受某車燈供應(yīng)商委托,我們?yōu)槠湓O(shè)計并研制了一臺型號為CQJ-1的吹氣式氣密機。它是一臺高精度的測試檢驗設(shè)備,可以實現(xiàn)對產(chǎn)品微小泄漏的監(jiān)測，當(dāng)車燈的底座涂膠后與燈殼接合，經(jīng)壓著后，可憑借本機檢驗其密合程度。

該設(shè)備的工作原理是：使用壓縮空氣驅(qū)動上汽缸，從而使上模具下降前進與下模具合模，同時向下模具上的被測漏加工物施加壓力，以使加工物能密合于下模具，然后啟動氣密測漏機檢測加工物是否有泄漏現(xiàn)象，并加以判定。

二控制系統(tǒng)的硬件組成

本機控制系統(tǒng)的核心部分采用的是日本三菱公司生產(chǎn)的PLC，型號為FX1S30MR,外圍的輸入設(shè)備包括按鈕、傳感器；輸出設(shè)備包括指示燈、蜂鳴器、電磁閥；氣密檢漏儀采用長野福田公司Fukuda生產(chǎn)的FL-293L-2G型計測器，它與PLC之間的接口即有輸入又有輸出，獨立小巧的操作盒，為用戶提供了極為靈活的操作模式。

圖一 控制系統(tǒng)的組成

三氣密檢漏儀的使用及工作原理

1氣密檢漏儀的工作原理。Fukuda氣密檢漏儀的基本工作原理同天平一樣，一端是標準"砝碼"-基準參考物，另一端是待稱的"藥"-被測工件。但其測量順序與天平正好相反 ，基準物與被測工件兩邊先同時充入相同壓力的空氣，使"天平"-差壓傳感器兩端平衡。如果被測工件有泄漏，即使是微小泄漏，"天平"也將失去平衡，從而檢測出兩端因泄漏而產(chǎn)生的差壓。氣密檢漏儀將根據(jù)差壓的變化測出工件的具體泄漏量，然后判斷被測工件是否合格，并將這些信息傳送給操作人員。因為基準物和被測工件形狀、大小都相同；且檢測過程中兩端的外部環(huán)境狀態(tài)完全一樣，所以這種測試方法可以消除溫度、震動等環(huán)境因素的影響，得到高精度的測量結(jié)果。

2 氣密檢漏儀的工作過程。在檢漏過程中，操作人員給出啟動信號后，檢漏儀將根據(jù)內(nèi)部設(shè)定的時序依次執(zhí)行下列各個檢測環(huán)節(jié)，然后做出合格/不合格的判斷。

1）備環(huán)節(jié)(T1 RDY)待機狀態(tài),等待下一次檢測開始。

2）延遲環(huán)節(jié)（T2 DLY）啟動檢測后，延遲加壓的時間。

3）充氣環(huán)節(jié)（T3 CHG）測試壓空氣通過電磁閥SV1，SV2和SV3充入基準物和被測物內(nèi)。

4）平衡環(huán)節(jié)（T4 BAL）閥門SV2和SV3關(guān)閉，切斷氣源，等待基準物和被測物內(nèi)空氣趨于穩(wěn)定，并在該環(huán)節(jié)判斷是否存在大泄漏。當(dāng)被測物存在大泄漏時，+NG燈亮，蜂鳴器報警，并直接進入排氣環(huán)節(jié)。如沒有大泄漏，則繼續(xù)進行下一環(huán)節(jié)-檢測環(huán)節(jié)。

5）檢測環(huán)節(jié)（T5 DET）通常在該環(huán)節(jié)中做出有無微小泄漏的判斷。檢測環(huán)節(jié)開始時差壓信號自動回零，并開始檢測泄漏引起的差壓變化。

6）排氣環(huán)節(jié)（T6 EXH）進入排氣環(huán)節(jié)的瞬間，輸出合格/不合格判定信號，顯示泄漏量或壓差，同時將檢漏儀內(nèi)部以及被測物和基準物內(nèi)的空氣排放到大氣中。

7）檢測結(jié)果輸出 -NG判定標準：基準物的泄漏量判定值。 +NG判定標準：被測物的泄漏量判定值。 OK判定標準：當(dāng)實際泄漏值均小于-NG與+NG設(shè)定值時，輸出為合格。

四 系統(tǒng)軟件的開發(fā)

本系統(tǒng)采用可編程序控制器FX1S30MR為控制核心，選用GX DEVELOPER作為PLC的編程開發(fā)環(huán)境，利用梯形圖編程語言，實現(xiàn)系統(tǒng)較為復(fù)雜的邏輯控制。如在自動非手動方式下，撥動微動啟動開關(guān)，氣缸向下運行，當(dāng)接近開關(guān)檢測氣缸處于下限位置時，啟動氣密機運行，作出相應(yīng)的判定。如果產(chǎn)品合格，蜂鳴器鳴笛一聲，然后，氣缸上升，回到初始位置，即上限位接近開關(guān)檢測位置；如果產(chǎn)品不合格，復(fù)位燈亮且閃爍，蜂鳴器響，直到按下復(fù)位按鈕取消，這時，氣缸上升，回到初始位置；工作中，出現(xiàn)異常或按下急停蘑茹頭按鈕，蜂鳴器報警，所有動作停止，拔出急停按鈕，按下復(fù)位按鈕，這時，氣缸上升，回到初始位置。在手動非自動方式下，按寸動前進或寸動后退，方能生效。

五 PLC控制的優(yōu)勢

一般常規(guī)系統(tǒng)的控制方法主要有：繼電器控制、微機控制或PLC控制，如果采用繼電器控制線路復(fù)雜、體積大、故障率高、維護困難;如果采用微機控制，系統(tǒng)開發(fā)周期長,實現(xiàn)起來難度大,而且系統(tǒng)可靠不高,容易發(fā)生故障；PLC自問世以來,以其高可靠的特點在工業(yè)自動化領(lǐng)域獲得廣泛的應(yīng)用。使用PLC作為控制系統(tǒng)，不僅可以實現(xiàn)比較復(fù)雜的邏輯控制，控制系統(tǒng)的布線簡化，而且系統(tǒng)自動化程度及可靠性卻大大提高。調(diào)試時，硬件接線改動少，只需修改PLC的程序，即可滿足用戶不同的控制要求，增加了系統(tǒng)的靈活性。同時PLC用戶程序可以加密，保護廠方的知識產(chǎn)權(quán)和防止用戶擅自對程序進行修改而造成故障。

近年來，隨著超大規(guī)模集成電路技術(shù)和通信技術(shù)的進步,PLC的性能價格比逐年提高,使用PLC控制取代前兩種方案,是一種投資小、見效快、可靠性高的好方法。

結(jié)束語

本系統(tǒng)采用PLC作為氣密機設(shè)備的控制核心，來控制檢驗車燈產(chǎn)品氣密度的工藝過程,不僅實現(xiàn)了復(fù)雜的邏輯控制過程,而且簡化了硬件電路的設(shè)計,提高了系統(tǒng)的可靠性,降低了系統(tǒng)的故障率，減少了運行維護費用。并且針對于產(chǎn)品的氣密度檢驗這一測量過程，采用Fuk－ uda的氣密檢漏儀，該產(chǎn)品利用天平原理，同時具有快速充氣功能，高精度的傳感器以及傳感器保護回路，能夠在短時間內(nèi)檢測出工件的微小泄漏，做到了對產(chǎn)品質(zhì)量的嚴格把關(guān)。具有廣泛的推廣和實用價值。

1.FL293系列氣密機技術(shù)資料及使用說明書

2.三菱電機(FX系列)可編程序控制使用手冊

3.三菱電機(FX系列)可編程序控制編程手冊

4.GX Geveloper用戶操作手冊