覃京翎，王莉莉，陳柳藝，覃 鵬，鄭志明，曾慶文

（1.柳州城市職業(yè)學(xué)院，廣西 柳州545036；2.柳州五菱汽車工業(yè)有限公司，廣西 柳州 545007）

氣動技術(shù)中檢測氣體泄漏的常用方法有氣泡法、涂抹法、化學(xué)示蹤氣體檢漏法、壓力變化法、流量法。傳統(tǒng)的后橋總成試漏工位采用涂抹肥皂水進(jìn)行氣密性試漏，該方法不嚴(yán)謹(jǐn)不科學(xué)，質(zhì)量得不到保證。目前比較通行的氣密性檢測方法是差壓法氣密性檢測[1]。在采用氣密性檢測儀的基礎(chǔ)上，輔以自動控制系統(tǒng)構(gòu)成的檢測站，能夠?qū)崿F(xiàn)在生產(chǎn)線上對后橋油管氣密性進(jìn)行智能檢測。該檢測站自動化程度高，能夠提高檢測的準(zhǔn)確性，降低檢測成本，可以實時顯示并記錄檢測數(shù)據(jù)，確保供應(yīng)產(chǎn)品的質(zhì)量。

1 差壓原理分析

差壓法是一種利用氣體流量公式，通過測量容器內(nèi)壓力的變化來計算泄漏量的檢測方法。測試時，在基準(zhǔn)物與被測工件兩邊先同時充入相同壓力的空氣，使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，差壓傳感器兩端也會失去平衡，從而檢測出兩端因泄漏而產(chǎn)生的差壓[2]。

2 COSMO檢測儀

COSMO檢測儀裝載了高感度、高耐壓的差壓傳感器和不受熱影響的氣動閥，在每次測試中自動檢查氣動閥的動作和傳感器的感度。并以功能和安全性俱佳的自檢功能組成了基本回路，通過使用標(biāo)準(zhǔn)品誤差修正預(yù)設(shè)值功能，或者降低誤差模式功能，提高了測試能力并縮短了測試時間。具備適應(yīng)多種工件的測試、直接顯示泄漏量，以及便于維護(hù)管理的校正口等先進(jìn)功能。儀器采用的是向被測物（工件）內(nèi)充入空氣，通過其高靈敏度差壓傳感器（DPS）測出因泄漏導(dǎo)致的內(nèi)部壓力變化，從而檢測是否有泄漏的測試方式。

3 后橋油管正壓氣密性檢測站的總體設(shè)計

3.1 技術(shù)要求

后橋油管密封性能在裝配線上檢測只進(jìn)行正壓檢測，若檢測不合格再下線進(jìn)行人工負(fù)壓檢測。

檢測方法：封堵通氣孔后，從后橋油管的加油螺母處通入干凈清潔的壓縮空氣，通過儀器測試整個后橋油管的密封性。

檢測壓力：通過COSMO儀器充氣加壓至絕對壓力400 Pa以上（通過調(diào)壓閥調(diào)整，要求氣壓穩(wěn)定），傳感器檢測范圍為-100 kPa～+600 kPa.

檢測參數(shù)：從油管口充氣至絕對壓力400 Pa，保壓12～20 s，壓力升高不大于15 Pa.

內(nèi)漏檢測波動范圍：≤5 Pa.

零件檢測泄漏值：壓力升高在±15 Pa以內(nèi)。

3.2 功能結(jié)構(gòu)設(shè)計

后橋油管正壓氣密性檢測站動作順序如圖1所示，包括：

（1）員工放置工件，組裝油管和后橋總成；

（2）使用快速夾頭裝夾后橋總成油管；

（3）按下啟動按鈕，自動檢測；

（4）檢測完成，取下快速夾頭，員工取下工件。

圖1 后橋油管正壓氣密性檢測站動作順序

后橋油管氣密性檢測站主要包括以下結(jié)構(gòu)：手動快速夾頭、COSMO檢測儀、操作面板、觸摸顯示屏、氣罐及電路板放置箱等，如圖2所示。設(shè)備為雙工位結(jié)構(gòu)，每個工位單獨檢測互不干涉、影響。每個工位由以下組成：壓差檢測儀器、檢測管路、正壓檢測系統(tǒng)和精密調(diào)整壓力閥、控制按扭、上下限數(shù)顯壓力表等。兩工位共用同一個機(jī)架、PLC控制系統(tǒng)。配有兩臺正壓COSMO檢測儀器，設(shè)備的兩個工位可以同時對兩個產(chǎn)品進(jìn)行檢測，每個工位為獨立的檢測工裝，兩個工位可以共用一套電氣控制。

圖2 后橋油管氣密性檢測站結(jié)構(gòu)示意圖

3.3 電氣方案設(shè)計

后橋油管氣密性檢測站采用COSMO儀器和氣罐組合對零件充氣檢測，再使用用兩臺LS-1863X型COSMO檢測儀器通過與NI數(shù)據(jù)采集卡、臺達(dá)PLC之間的端口通訊，以及和工控一體機(jī)的RS485端口連接，可對產(chǎn)品的實時檢測數(shù)據(jù)在工控一體機(jī)上動態(tài)顯示記錄下來（如圖3所示）。

圖3 電氣控制連接圖

后橋油管氣密性檢測站主控核心是PLC和COSMO檢測儀器，通過COSMO檢測儀器的模擬量輸出端口與NI數(shù)據(jù)采集卡、臺達(dá)PLC之間的端口通訊，構(gòu)成一個實時顯示檢測系統(tǒng)，實現(xiàn)系統(tǒng)的多功能一體化。工作站選用中達(dá)電通DVP14SSR2型PLC，3塊8點的I/O擴(kuò)展模塊。PLC與觸摸屏間采用RS485通訊，與COSMO檢測儀器的模擬量輸出端口連接的通訊機(jī)制。

3.4 觸摸屏檢測顯示系統(tǒng)

設(shè)備觸摸屏的檢測顯示畫面采用自主開發(fā)的LABVIEW軟件編程畫面，如圖4所示，主要有以下顯示功能：

數(shù)據(jù)實時顯示畫面：兩個工位，每個工位分別以時間曲線做為橫坐標(biāo)，壓力數(shù)值做為縱坐標(biāo)顯示出顯示曲線；PLC輸出檢測開始信號，檢測中，合格信號和不合格信號、中止信號和結(jié)束信號顯示在下方；當(dāng)開始信號輸入時繪制曲線，繪制完成后，保存曲線畫面。

數(shù)據(jù)回放查詢畫面：查詢，能夠根據(jù)時間查詢出每天生產(chǎn)數(shù)量，合格數(shù)，不合格數(shù)。能點擊出某一時間的檢測曲線出來（可以根據(jù)記錄的值重新繪制出曲線，也可以以圖片形式保存），能將數(shù)據(jù)以excel導(dǎo)出。

參數(shù)設(shè)置畫面：兩個傳感器增益倍數(shù)（0.1～10）和零點（歸零）調(diào)整功能，原始值和校正后的值都能實時顯示。

能與臺達(dá)PLC通過RS-485通訊，讀取控制PLC的I/O點狀態(tài)。

圖4 檢測自動畫面

3.5 設(shè)計結(jié)果

通過設(shè)計，最終得到的后橋油管氣密性檢測站如圖5所示。該檢測站能夠在后橋生產(chǎn)線上對后橋油管氣密性進(jìn)行實時檢測，操作方便快捷，滿足生產(chǎn)節(jié)拍要求。檢測數(shù)據(jù)能夠存儲與查詢，為產(chǎn)品后續(xù)質(zhì)量檢驗以及工藝優(yōu)化提供數(shù)據(jù)支持。

圖5 后橋油管氣密性檢測站

4 結(jié)束語

在設(shè)計后橋油管氣密性檢測站過程中，需要明確差壓檢測的原理和檢測功能要求，合理設(shè)計機(jī)械結(jié)構(gòu)及電氣控制系統(tǒng)，并利用LABVIEW軟件設(shè)計觸摸屏檢測顯示系統(tǒng)。使用自主研發(fā)的程序控制COSMO檢測儀監(jiān)控產(chǎn)品泄漏值，確保供應(yīng)產(chǎn)品的質(zhì)量。這些技術(shù)的成功應(yīng)用為類似裝配線的研發(fā)提供技術(shù)借鑒。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉衛(wèi)平，王明泉.差壓法檢測壓力氣體泄漏的研究[J].機(jī)械工程與自動化，2010，2（1）：133-135.

[2]李黨育，胡延毅，黨曉軍.差壓法氣密性檢測工藝參數(shù)的確定[J].液壓氣動與密封，2014（07）：64-69.