倪天寶 郭曉云 郭利民 劉建忠 宋立科

摘 要：氣密檢測(cè)是活塞鑄鐵環(huán)槽加工中裝夾定位面凸點(diǎn)檢測(cè)預(yù)防的有效方式，也是自動(dòng)化生產(chǎn)對(duì)智能控制的迫切需求，文章對(duì)活塞鑄鐵環(huán)槽加工工序下的動(dòng)素梳理分析，依據(jù)氣密檢測(cè)節(jié)點(diǎn)伴隨需求有針對(duì)性的進(jìn)行了氣密性檢測(cè)原理設(shè)計(jì)，為本工序?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化提供理論支持。

關(guān)鍵詞：活塞;鑄鐵環(huán)槽;氣密檢測(cè)

受工況環(huán)境影響，活塞制造中裝夾定位面間夾雜鋁屑形成定位凸點(diǎn)導(dǎo)致活塞裝夾不到位的情況雖已獲得較大改善，但仍無(wú)法完全消除，尤其是隨著自動(dòng)化生產(chǎn)在活塞加工中的實(shí)現(xiàn)，加工過(guò)程實(shí)現(xiàn)了全封閉，定位面清理（切削液沖洗+高壓氣吹）處于全盲狀態(tài)，如何自動(dòng)識(shí)別定位面清潔狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)在裝夾定位面間出現(xiàn)定位凸點(diǎn)時(shí)能及時(shí)報(bào)警停車成為工藝技術(shù)工作者的當(dāng)務(wù)之急。經(jīng)過(guò)多方案論證、研判，我們選擇了氣密檢測(cè)作為活塞自動(dòng)化生產(chǎn)線鑄鐵環(huán)槽加工中定位面凸點(diǎn)檢測(cè)預(yù)警的解決方案。

1 氣密性檢測(cè)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)思路

氣密檢測(cè)主要理論基礎(chǔ)是通過(guò)密閉通道或體系里氣壓異常來(lái)判別密閉通道或體系是不是有氣體外泄及外泄量多少。

文章中所述氣密性檢測(cè)系統(tǒng)為借助壓力感應(yīng)器采集相關(guān)氣路體系內(nèi)氣壓異常與否，并和感應(yīng)器本身設(shè)置氣體壓力值相比較，當(dāng)不小于感應(yīng)器設(shè)定氣體壓力值時(shí)，表示系統(tǒng)封閉效果符合生產(chǎn)要求，加工操作可開啟，感應(yīng)器發(fā)射出允許加工的命令，機(jī)床操控系統(tǒng)收到從感應(yīng)器發(fā)來(lái)的準(zhǔn)許生產(chǎn)的指令后開始切削工件;反之，如比對(duì)結(jié)果為不大于感應(yīng)器設(shè)置氣體壓力值時(shí)，表示系統(tǒng)封閉效果達(dá)不到開機(jī)加工要求，感應(yīng)器發(fā)射出不允許加工的命令，機(jī)床操控系統(tǒng)收到來(lái)自感應(yīng)器的不準(zhǔn)許生產(chǎn)的指令后停止后續(xù)動(dòng)作并發(fā)出警報(bào)信息，工作人員排查密封達(dá)不到要求的原因，銷除故障，一直到檢測(cè)壓力值達(dá)到要求而持續(xù)加工。

2 氣密性檢測(cè)系在加工中的動(dòng)作伴隨分析

對(duì)制造前的準(zhǔn)備環(huán)節(jié)分析和明晰檢測(cè)體系在該準(zhǔn)備環(huán)節(jié)中所處狀態(tài)是設(shè)計(jì)氣密檢測(cè)體系原理的基礎(chǔ)。加工前的準(zhǔn)備環(huán)節(jié)含有防護(hù)門打開、機(jī)械手拿下工件、機(jī)械手轉(zhuǎn)換、機(jī)械手換上新工件、機(jī)械手張開、尾座頂緊活塞、機(jī)械手離開等動(dòng)素，這些動(dòng)素的動(dòng)作次序及氣密檢測(cè)的伴隨狀態(tài)如表1所示。

制造前準(zhǔn)備環(huán)節(jié)中，氣密檢測(cè)體系一直處于充氣狀態(tài)，但并非始終處于檢測(cè)工作中，只在機(jī)床尾座頂緊活塞之后，氣密檢測(cè)體系才執(zhí)行瞬時(shí)的壓力測(cè)量，判斷壓力達(dá)標(biāo)后，在當(dāng)前加工循環(huán)之內(nèi)，氣密檢測(cè)體系就停止執(zhí)行氣密性檢測(cè)，僅具備清理止口定位面鋁屑的功能。此功能設(shè)計(jì)主要為預(yù)防在制造過(guò)程中壓力值不穩(wěn)定時(shí)觸發(fā)檢測(cè)體系報(bào)警，形成加工過(guò)程中止，損壞刀具及產(chǎn)品。系統(tǒng)中的壓力感應(yīng)器對(duì)氣壓變化反應(yīng)靈敏，生產(chǎn)過(guò)程中如氣密檢測(cè)系統(tǒng)一直處在氣密測(cè)量狀態(tài)，此時(shí)氣源壓力變化異常，供氣壓力低于壓力感應(yīng)器設(shè)置報(bào)警壓力限值，即可觸發(fā)機(jī)床立即停車，但這時(shí)活塞裝夾定位面間并沒(méi)有墊屑，此時(shí)氣密檢測(cè)體系就引發(fā)了多余、錯(cuò)誤的動(dòng)作。供氣壓力產(chǎn)生異常的時(shí)間和原由具有不可預(yù)測(cè)性，主要由產(chǎn)品線某過(guò)程超常規(guī)量用氣引起，將低氣壓逐次傳遞到氣密檢測(cè)系統(tǒng)內(nèi)部。

3 氣密性檢測(cè)體系設(shè)計(jì)原理

氣密性檢測(cè)體系的設(shè)計(jì)思路即為實(shí)現(xiàn)氣密性測(cè)量在加工前的準(zhǔn)備環(huán)節(jié)中對(duì)各裝夾動(dòng)素的指定伴隨，完成檢測(cè)系統(tǒng)漏氣與否和清理定位端面。氣密性檢測(cè)體系的氣動(dòng)設(shè)計(jì)原理如圖1所示。

圖1中1DT和2DT為倆互鎖電磁鐵，當(dāng)機(jī)床裝夾完成后，氣密檢測(cè)體系收到來(lái)自機(jī)床NC系統(tǒng)的動(dòng)作命令信號(hào)，2DT得電1DT失電，氣密檢測(cè)體系開始?xì)饷軠y(cè)量，此時(shí)壓力感應(yīng)器測(cè)量系統(tǒng)內(nèi)部封閉壓力值，并將測(cè)量壓力值與本身設(shè)置壓力值比對(duì)，比對(duì)結(jié)果測(cè)量壓力值大時(shí)，壓力感應(yīng)器給機(jī)床NC系統(tǒng)發(fā)出氣壓合格信息，機(jī)床NC系統(tǒng)收到信息后，激發(fā)命令使2DT失電1DT得電，氣密檢測(cè)體系關(guān)閉氣密測(cè)量功能，開啟吹氣功能，機(jī)床按照設(shè)定程序加工工件直至下一循環(huán);比對(duì)結(jié)果測(cè)量壓力值小時(shí)，壓力感應(yīng)器給機(jī)床NC系統(tǒng)發(fā)出氣壓不合格信息，機(jī)床NC系統(tǒng)收到信息后報(bào)警并停車，需要人工消除異常并解除報(bào)警，機(jī)床及檢測(cè)體系再次進(jìn)行以上壓力測(cè)量和比對(duì)過(guò)程直至壓力檢測(cè)合格。

氣密檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理圖中各部件功能見(jiàn)表2。

4 結(jié)語(yǔ)

鑄鐵環(huán)槽加工前相關(guān)準(zhǔn)備工作的細(xì)化動(dòng)素分析明確了氣密檢測(cè)在整個(gè)流程環(huán)節(jié)中各個(gè)伴隨節(jié)點(diǎn)，是氣密性檢測(cè)系統(tǒng)原理設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)。氣密性檢測(cè)系統(tǒng)是定位面凸點(diǎn)自動(dòng)檢測(cè)預(yù)警有效解決辦法， 為自動(dòng)化生產(chǎn)在活塞加工中的實(shí)現(xiàn)提供支持，也對(duì)鑄鐵環(huán)槽表面質(zhì)量的提高起到了積極作用，同時(shí)也降低了生產(chǎn)成本、減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度。

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