淺談MARPOSS探針故障排除方法

溫承欽，林文芳

（重慶公共運(yùn)輸職業(yè)學(xué)院，重慶 402247）

集團(tuán)旗下通用發(fā)動(dòng)機(jī)缸體和缸蓋等零部件是由某工廠的機(jī)械加工設(shè)備加工，該機(jī)械加工設(shè)備以日本某品牌臥式加工中心為主，一方面該臥式加工中心具有高速度：采用高速化技術(shù)、大幅度降低了非切削時(shí)間。另一方面該臥式加工中心具有高精度：定位精度達(dá)到 ±0.004mm/全行程，定位精確的錐形結(jié)構(gòu)的交換工作臺(tái)托板重復(fù)定位精度達(dá)5μm/Y軸(實(shí)例)，主軸熱變形補(bǔ)償V2，25，000min-1時(shí)熱變小形小于0.01mm（實(shí)測(cè)），高速切削拐角時(shí)不會(huì)產(chǎn)生塌角。其次該臥式加工中心具有超強(qiáng)的切削能力，達(dá)到7000cm3/min，且具有節(jié)省能耗、工作環(huán)境更加舒適，高功能，可以集中工序進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，能滿足合理化要求的核心機(jī)械等特點(diǎn)。

通過多臺(tái)加工中心的的科學(xué)組合，非常好的實(shí)現(xiàn)缸體及缸蓋的加工生產(chǎn)線柔性化、自動(dòng)化，實(shí)現(xiàn)機(jī)械加工線無人操作化。為此傳統(tǒng)的操作者在加工之前進(jìn)行手動(dòng)找正工件和刀具設(shè)定的動(dòng)作。其測(cè)量精度很大程度上依賴于操作者的經(jīng)驗(yàn)，這種模式不適應(yīng)柔性化自動(dòng)化生產(chǎn)線，同時(shí)降低了生產(chǎn)效率、成本、產(chǎn)品質(zhì)量。改變這種模式使其適應(yīng)缸體和缸蓋加工生產(chǎn)線柔性化、自動(dòng)化，必須采用在線測(cè)量、刀具補(bǔ)償、自動(dòng)對(duì)刀及強(qiáng)制換刀技術(shù)。為此對(duì)這些臥式加工中心匹配了MARPOSS工件自動(dòng)在線測(cè)量系統(tǒng)。其是提高自動(dòng)化加工水平和保證工件加工精度的有效方法之一。特別是新建的二車間（某新車型發(fā)動(dòng)機(jī)缸體和缸蓋生產(chǎn)車間）全部應(yīng)用MARPOSS工件在線測(cè)量產(chǎn)品。其產(chǎn)品使用數(shù)量較大，故障具有代表性，故障解決措施具有較強(qiáng)實(shí)用性。本文就MARPOSS探針進(jìn)切削液或者受潮原因進(jìn)行了分析，對(duì)因?yàn)槊芊庑砸鸬墓收线M(jìn)行了方案設(shè)計(jì)，及措施實(shí)施，使故障得到有效解決，提高了工廠效益。

1 MARPOSS探針構(gòu)造及工作原理

發(fā)動(dòng)機(jī)加工車間的MARPOSS探針，以直線型探針為主，其組成主要有發(fā)射器(WRP)、測(cè)頭(T25/TT25)、加長(zhǎng)桿、測(cè)桿、接收器(WRI)、紅外遙控器等。工作原理是探針測(cè)量桿接觸工件觸發(fā)T25/TT25(微動(dòng)開關(guān))產(chǎn)生變化的信號(hào)，通過發(fā)射器WRP傳送給接收器，接收器再傳送給機(jī)床NC控制器計(jì)算出工件座標(biāo)與尺寸。

2 MARPOSS探針密封性引起失效描述

車間現(xiàn)場(chǎng)MARPOSS探針無線發(fā)射器價(jià)格昂貴，需要定期更換電池。頻繁拆裝可能會(huì)導(dǎo)致密封失效，從而導(dǎo)致發(fā)射器進(jìn)切削液或者受潮失效。另外更換新發(fā)射器時(shí)由于裝配手法的差異，也可能出現(xiàn)密封不嚴(yán)，導(dǎo)致發(fā)射器進(jìn)切削液或者受潮失效。行業(yè)內(nèi)及工廠目前沒有對(duì)儀器或者裝置進(jìn)行有效檢測(cè)，故而MARPOSS探針無線發(fā)射器拆裝后密封性與可靠性較差、故障率較高。MARPOSS公司給出的方案是沉水測(cè)試，但導(dǎo)致發(fā)射器二次傷害的風(fēng)險(xiǎn)較大。

自行分析研究無線式探針發(fā)射器的結(jié)構(gòu)，制定測(cè)試方案，并制作檢測(cè)工具，實(shí)現(xiàn)對(duì)探針密封性的無損檢測(cè)。

3 MARPOSS探針密封性檢測(cè)設(shè)計(jì)

根據(jù)無線式探針發(fā)射器的結(jié)構(gòu)，制定測(cè)試方案，并制作檢測(cè)臺(tái)架，實(shí)現(xiàn)對(duì)探針密封性的無損檢測(cè)。（1）更換無線式探針發(fā)射器后進(jìn)行檢測(cè)，防止因?yàn)榘惭b手法及維修人員技能因素出現(xiàn)密封失效引起無線式探針發(fā)射器進(jìn)切削液或者受潮損壞。（2）定期對(duì)無線測(cè)頭或探針實(shí)施檢測(cè)，防止由于頻繁拆裝電池導(dǎo)致密封失效引起無線式探針發(fā)射器進(jìn)切削液或者受潮損壞。（3）無線式發(fā)射器損壞時(shí)進(jìn)行氣密性檢測(cè)，便于分析發(fā)射器損壞的根本原因。

3.1 密封性測(cè)試原理

無線式探針發(fā)射器的密封性測(cè)試采用相對(duì)壓降法檢測(cè)密封性。檢測(cè)原理是充氣階段充入一定壓力的空氣，測(cè)漏階段利用壓力傳感器監(jiān)控空氣壓力的變化，并與參考?jí)毫χ颠M(jìn)行比較，評(píng)估發(fā)射器的密封性。其基本檢測(cè)氣路如圖1。

圖1 基本檢測(cè)氣路

3.2 無線測(cè)頭測(cè)試接口

（1）無線測(cè)頭電路板室（老式），如圖2、3。

老式無線測(cè)頭電路板室的密封測(cè)試口位于無線發(fā)射器后端，使用平頭螺栓進(jìn)行密封，將平頭螺栓擰開后，可以接入氣路對(duì)電路板室進(jìn)行密封性檢測(cè)。

圖2 無線測(cè)頭電路板室（老式）

圖3 無線測(cè)頭電路板室（老式）

（2）無線測(cè)頭電池室，如圖4、5。

無線測(cè)頭電池室的密封測(cè)試口位于電路板室和電池室之間，使用平頭螺栓進(jìn)行密封，將平頭螺栓擰開后，可以接入氣路對(duì)電路板室及電池室整體進(jìn)行密封性檢測(cè)。

圖4 無線測(cè)頭電池室

圖5 無線測(cè)頭電池室

（3）無線測(cè)頭電路板室（新式），如圖6。

新式無線測(cè)頭電路板室的密封測(cè)試口位于無線發(fā)射器后端面上，使用平頭螺栓進(jìn)行密封，將平頭螺栓擰開后，可以接入氣路對(duì)電路板室進(jìn)行密封性檢測(cè)。

3.3 測(cè)試接口圖紙繪制

經(jīng)過對(duì)測(cè)試口進(jìn)行測(cè)繪，測(cè)試轉(zhuǎn)接口圖紙如圖7～9，并進(jìn)行加工制作。

3.4 密封性測(cè)試過程

整個(gè)密封性測(cè)試過程分為3個(gè)過程：充氣，測(cè)試，排氣。使用3個(gè)電磁閥控制（充氣閥，測(cè)試閥，排氣閥），控制時(shí)序如圖10所示。

3.5 壓力傳感器選型

在整個(gè)測(cè)試氣路中，氣路的密封性調(diào)試是整個(gè)平臺(tái)搭建的重點(diǎn)和難點(diǎn)。除此之外的關(guān)鍵部件是壓力傳感器。根據(jù)目前車間的泄漏測(cè)試工藝，初步設(shè)定測(cè)試壓力為1BAR，壓力傳感器選擇IFM PN5006型，如圖11，該傳感器也用于變速箱通透性測(cè)試，性能比較穩(wěn)定。

3.6 測(cè)試臺(tái)架的基本功能

具備自動(dòng)和手動(dòng)2種功能。自動(dòng)模式下，自動(dòng)以設(shè)定時(shí)間進(jìn)行充氣、檢測(cè)和排氣，檢測(cè)結(jié)果以綠色和紅色指示燈輸出。手動(dòng)模式下，可以手動(dòng)分別實(shí)現(xiàn)充氣、檢測(cè)和排氣過程，便于發(fā)生泄漏時(shí)漏點(diǎn)的定位。進(jìn)氣接口使用快插，與生產(chǎn)線氣槍接口兼容。各不同檢測(cè)對(duì)象均使用相同口徑快插進(jìn)行轉(zhuǎn)接，確保方便和兼容性。能夠正確判斷發(fā)射器密封性狀態(tài)。

圖6 無線測(cè)頭電路板室（新式）

圖7 探針檢測(cè)轉(zhuǎn)接口

圖8 測(cè)頭中心檢測(cè)轉(zhuǎn)接口

圖9 測(cè)頭后端面轉(zhuǎn)接口

圖10 控制時(shí)序

圖11 壓力傳感器

4 結(jié)語

通過對(duì)工廠內(nèi)的MARPOSS探針組成原理進(jìn)行研究，尤其是MARPOSS探針無線發(fā)射器價(jià)格昂貴，需要定期更換電池。頻繁拆裝會(huì)導(dǎo)致密封失效，從而導(dǎo)致發(fā)射器進(jìn)切削液或者受潮失效。在行業(yè)沒有可靠進(jìn)行氣密性檢測(cè)方案情況下，結(jié)合工廠實(shí)踐及自身水平采取相應(yīng)措施，設(shè)計(jì)制作一套用于探針氣密性檢測(cè)裝置，有效的識(shí)別出探頭密封性狀態(tài)，使故障得到有效控制，工廠內(nèi)幾百套MARPOSS探頭因密封性引起的故障，由過去的26次/年下降為1次/年。有效解決了故障。