張勇 劉蘭和

摘 要：汽車(chē)空調(diào)壓縮機(jī)活塞是汽車(chē)空調(diào)系統(tǒng)中的核心部件，活塞表面涂覆的漆膜能夠減小活塞與缸筒內(nèi)壁的摩擦，對(duì)其在汽缸內(nèi)持續(xù)的可靠運(yùn)行起到了關(guān)鍵作用;所以對(duì)于活塞零件漆膜的厚度就需要進(jìn)行控制和檢測(cè)。本文介紹了漆膜厚度檢測(cè)的原理和方法，并采用了全自動(dòng)化檢測(cè)的方式對(duì)批量生產(chǎn)的活塞進(jìn)行逐一檢測(cè)，大大提升了檢測(cè)效率，降低生產(chǎn)成本。

關(guān)鍵詞：活塞漆膜;自動(dòng)化檢測(cè);電渦流測(cè)量

引言

活塞漆膜涂覆是汽車(chē)空調(diào)壓縮機(jī)活塞生產(chǎn)中的一道重要工序，漆膜涂層厚度是漆膜涂層質(zhì)量控制的重要參數(shù)，對(duì)涂裝質(zhì)量有著極大的影響。若漆膜厚度未達(dá)到規(guī)定要求，則會(huì)影響活塞的耐磨性，使得活塞的使用壽命降低，壓縮機(jī)產(chǎn)品的整體質(zhì)量下降。因此，漆膜厚度檢測(cè)一直是涂裝漆膜表面處理工序中重要的質(zhì)控手段之一，研究漆膜厚度檢測(cè)甚至是自動(dòng)化檢測(cè)具有很強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。

1 漆膜厚度檢測(cè)方法

漆膜涂層厚度的測(cè)量方法主要有楔切法、光截法、電解法、厚度差法、稱(chēng)重法、X 射線(xiàn)熒光法、β 射線(xiàn)反向散射法、電容法、磁性測(cè)量法及渦流測(cè)量法等[1-4]。其中渦流測(cè)量法經(jīng)過(guò)多年的研究發(fā)展已成為成熟的測(cè)厚技術(shù)，采用渦流測(cè)量法的渦流測(cè)厚儀測(cè)量分辨率可達(dá) 0.1 μm，精度可達(dá)到 1%。渦流測(cè)厚儀適用范圍廣、量程寬、操作簡(jiǎn)便、價(jià)格低廉，并且為無(wú)損檢測(cè)，因此在工業(yè)和科研中得到了最廣泛的使用。采用無(wú)損方法檢測(cè)厚度既不破壞涂層也不破壞基材，檢測(cè)速度快，能使大量的檢測(cè)工作更經(jīng)濟(jì)的進(jìn)行。更重要的是，無(wú)損檢測(cè)厚度的方法能夠應(yīng)用于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行質(zhì)量控制[5]。

2 電渦流測(cè)量原理及測(cè)厚儀

定值的高頻電流線(xiàn)圈接近金屬時(shí)，金屬表面會(huì)發(fā)生渦電流，此渦電流會(huì)根據(jù)接近金屬表面的距離發(fā)生變化，使線(xiàn)圈兩端的電壓發(fā)生變化，將此電壓變化值通過(guò)電流值讀取后即可換算成涂鍍層的厚度值。此種方法通常用于測(cè)量非磁金屬上絕緣層厚度。汽車(chē)空調(diào)壓縮機(jī)上鋁制活塞的漆膜厚度通常采用這種由電渦流測(cè)量原理制成的測(cè)厚儀進(jìn)行測(cè)量。

漆膜測(cè)厚儀一般包括測(cè)頭，機(jī)體、輸出裝置等。一些漆膜測(cè)厚儀具備存儲(chǔ)和計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)接口，可將檢測(cè)數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)中，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總整理。以日本的KETT品牌漆膜厚度儀為例，介紹測(cè)厚儀的技術(shù)參數(shù)。

3 活塞漆膜厚度自動(dòng)化檢測(cè)

由于漆膜厚度檢測(cè)是空調(diào)壓縮機(jī)活塞生產(chǎn)過(guò)程中的一個(gè)必要工序，執(zhí)行每件必檢，所以在大批量生產(chǎn)活動(dòng)中需要能夠采用自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備進(jìn)行線(xiàn)上檢測(cè)，以免去人工檢測(cè)的大量工作負(fù)擔(dān)。以實(shí)際量產(chǎn)的活塞為例，介紹活塞生產(chǎn)線(xiàn)上膜厚自動(dòng)檢測(cè)的實(shí)現(xiàn)過(guò)程。

1）活塞零件：活塞零件為兩端圓柱形，中間由鞍座相連，外形類(lèi)似一個(gè)啞鈴，檢測(cè)時(shí)，在兩端圓柱面上各取3個(gè)測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，每一側(cè)的3個(gè)測(cè)量點(diǎn)在圓周方向上呈120°布置，總計(jì)6個(gè)測(cè)量點(diǎn)，6個(gè)測(cè)量點(diǎn)須全部合格才可判定此件合格。為便于生產(chǎn)，被測(cè)零件實(shí)為2個(gè)活塞，在膜厚檢測(cè)工序完成后，在下一工序?qū)⒘慵闹虚g鞍座位置切割成為兩個(gè)零件。

2）設(shè)備總體描述：采用雙軸X-Y機(jī)器人配合氣動(dòng)滑臺(tái)和氣動(dòng)手爪上料，采用單軸機(jī)器人配合氣動(dòng)滑臺(tái)和氣動(dòng)夾緊缸來(lái)搬運(yùn)和夾緊物料，用KETT膜厚檢測(cè)儀來(lái)做膜厚的檢測(cè);用氣動(dòng)打標(biāo)機(jī)給物料打標(biāo)，作為工件是否完成檢測(cè)的標(biāo)記。配合下料滑臺(tái)、上料滑臺(tái)等，實(shí)現(xiàn)對(duì)活塞檢測(cè)和打標(biāo)的自動(dòng)連線(xiàn)。設(shè)備可通過(guò)更換定位件、夾緊件等來(lái)實(shí)現(xiàn)多品種的產(chǎn)品生產(chǎn)。設(shè)備具有占地面積小，集成度高，便于組線(xiàn)的特點(diǎn)，如圖1所示。

3）設(shè)備工作描述：設(shè)備工藝流程分為托盤(pán)上料—吹風(fēng)干燥—膜厚檢測(cè)—工件打標(biāo)—下料回托盤(pán)這幾個(gè)部分。人工上料至多層抽屜上下料臺(tái)，氣動(dòng)滑臺(tái)推拉抽屜機(jī)構(gòu)移動(dòng)至上下料臺(tái)，將抽屜從料臺(tái)抽出，每層抽屜裝滿(mǎn)后由伺服舉升滑臺(tái)升降至抽屜工作高度。X-Y兩軸兩爪機(jī)器人從抽屜中抓兩個(gè)料至吹風(fēng)干燥料臺(tái)進(jìn)行吹風(fēng)干燥，以去除上一工序附著在工件上的少量切削液;隨后抓取下料臺(tái)的工件回托盤(pán)，正向移載單元的兩只手爪同時(shí)從檢測(cè)線(xiàn)和打標(biāo)線(xiàn)下料移至打標(biāo)線(xiàn)和氣動(dòng)下料臺(tái)上料后復(fù)位，X-Y兩軸兩爪機(jī)器人同時(shí)抓取吹風(fēng)干燥料臺(tái)兩個(gè)工件至檢測(cè)單元工位A和上料滑臺(tái)工位A，單軸機(jī)器人檢測(cè)單元和單軸機(jī)器人打標(biāo)單元同時(shí)夾緊工件，各自移至檢測(cè)工位B和打標(biāo)工位B進(jìn)行檢測(cè)和打標(biāo)，上料滑臺(tái)將工件由上料位A移動(dòng)至上料位B，反向移載單元三只手爪同時(shí)抓取上料滑臺(tái)B、檢測(cè)單元工位C、打標(biāo)單元工位C的工件移至檢測(cè)單元工位C、打標(biāo)單元工位C及下料滑臺(tái)工位B，上料滑臺(tái)由上料位B復(fù)位回到上料位A，隨后檢測(cè)單元、打標(biāo)單元、下料滑臺(tái)分別將工件移動(dòng)至檢測(cè)工位B檢測(cè)、打標(biāo)工位B打標(biāo)，下料工位A下料，X-Y機(jī)器人抓取下料滑臺(tái)工位A的工件回抽屜原上料位。此為一個(gè)工作循環(huán)。

結(jié)束語(yǔ)：

隨著工件表面涂鍍層對(duì)于工件性能的影響作用越來(lái)越大，工件漆膜質(zhì)量的要求也越來(lái)越高，采用自動(dòng)化方式對(duì)工件漆膜厚度進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)過(guò)程的一致性好，同時(shí)對(duì)于汽車(chē)行業(yè)等大批量生產(chǎn)的工件可以有效提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。隨著檢測(cè)技術(shù)的不斷發(fā)展，自動(dòng)化漆膜檢測(cè)可以在漆膜質(zhì)量控制中發(fā)揮越來(lái)越大的作用。

參考文獻(xiàn)：

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