淺談MARPOSS探針故障排除方法

溫承欽，林文芳

（重慶公共運輸職業學院，重慶 402247）

集團旗下通用發動機缸體和缸蓋等零部件是由某工廠的機械加工設備加工，該機械加工設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、大幅度降低了非切削時間。另一方面該臥式加工中心具有高精度：定位精度達到 ±0.004mm/全行程，定位精確的錐形結構的交換工作臺托板重復定位精度達5μm/Y軸(實例)，主軸熱變形補償V2，25，000min-1時熱變小形小于0.01mm（實測），高速切削拐角時不會產生塌角。其次該臥式加工中心具有超強的切削能力，達到7000cm3/min，且具有節省能耗、工作環境更加舒適，高功能，可以集中工序進行長時間的自動運轉，能滿足合理化要求的核心機械等特點。

通過多臺加工中心的的科學組合，非常好的實現缸體及缸蓋的加工生產線柔性化、自動化，實現機械加工線無人操作化。為此傳統的操作者在加工之前進行手動找正工件和刀具設定的動作。其測量精度很大程度上依賴于操作者的經驗，這種模式不適應柔性化自動化生產線，同時降低了生產效率、成本、產品質量。改變這種模式使其適應缸體和缸蓋加工生產線柔性化、自動化，必須采用在線測量、刀具補償、自動對刀及強制換刀技術。為此對這些臥式加工中心匹配了MARPOSS工件自動在線測量系統。其是提高自動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（某新車型發動機缸體和缸蓋生產車間）全部應用MARPOSS工件在線測量產品。其產品使用數量較大，故障具有代表性，故障解決措施具有較強實用性。本文就MARPOSS探針進切削液或者受潮原因進行了分析，對因為密封性引起的故障進行了方案設計，及措施實施，使故障得到有效解決，提高了工廠效益。

1 MARPOSS探針構造及工作原理

發動機加工車間的MARPOSS探針，以直線型探針為主，其組成主要有發射器(WRP)、測頭(T25/TT25)、加長桿、測桿、接收器(WRI)、紅外遙控器等。工作原理是探針測量桿接觸工件觸發T25/TT25(微動開關)產生變化的信號，通過發射器WRP傳送給接收器，接收器再傳送給機床NC控制器計算出工件座標與尺寸。

2 MARPOSS探針密封性引起失效描述

車間現場MARPOSS探針無線發射器價格昂貴，需要定期更換電池。頻繁拆裝可能會導致密封失效，從而導致發射器進切削液或者受潮失效。另外更換新發射器時由于裝配手法的差異，也可能出現密封不嚴，導致發射器進切削液或者受潮失效。行業內及工廠目前沒有對儀器或者裝置進行有效檢測，故而MARPOSS探針無線發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試，但導致發射器二次傷害的風險較大。

自行分析研究無線式探針發射器的結構，制定測試方案，并制作檢測工具，實現對探針密封性的無損檢測。

3 MARPOSS探針密封性檢測設計

根據無線式探針發射器的結構，制定測試方案，并制作檢測臺架，實現對探針密封性的無損檢測。（1）更換無線式探針發射器后進行檢測，防止因為安裝手法及維修人員技能因素出現密封失效引起無線式探針發射器進切削液或者受潮損壞。（2）定期對無線測頭或探針實施檢測，防止由于頻繁拆裝電池導致密封失效引起無線式探針發射器進切削液或者受潮損壞。（3）無線式發射器損壞時進行氣密性檢測，便于分析發射器損壞的根本原因。

3.1 密封性測試原理

無線式探針發射器的密封性測試采用相對壓降法檢測密封性。檢測原理是充氣階段充入一定壓力的空氣，測漏階段利用壓力傳感器監控空氣壓力的變化，并與參考壓力值進行比較，評估發射器的密封性。其基本檢測氣路如圖1。

圖1 基本檢測氣路

3.2 無線測頭測試接口

（1）無線測頭電路板室（老式），如圖2、3。

老式無線測頭電路板室的密封測試口位于無線發射器后端，使用平頭螺栓進行密封，將平頭螺栓擰開后，可以接入氣路對電路板室進行密封性檢測。

圖2 無線測頭電路板室（老式）

圖3 無線測頭電路板室（老式）

（2）無線測頭電池室，如圖4、5。

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

圖4 無線測頭電池室

圖5 無線測頭電池室

（3）無線測頭電路板室（新式），如圖6。

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

3.3 測試接口圖紙繪制

經過對測試口進行測繪，測試轉接口圖紙如圖7～9，并進行加工制作。

3.4 密封性測試過程

整個密封性測試過程分為3個過程：充氣，測試，排氣。使用3個電磁閥控制（充氣閥，測試閥，排氣閥），控制時序如圖10所示。

3.5 壓力傳感器選型

在整個測試氣路中，氣路的密封性調試是整個平臺搭建的重點和難點。除此之外的關鍵部件是壓力傳感器。根據目前車間的泄漏測試工藝，初步設定測試壓力為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試，性能比較穩定。

3.6 測試臺架的基本功能

具備自動和手動2種功能。自動模式下，自動以設定時間進行充氣、檢測和排氣，檢測結果以綠色和紅色指示燈輸出。手動模式下，可以手動分別實現充氣、檢測和排氣過程，便于發生泄漏時漏點的定位。進氣接口使用快插，與生產線氣槍接口兼容。各不同檢測對象均使用相同口徑快插進行轉接，確保方便和兼容性。能夠正確判斷發射器密封性狀態。

圖6 無線測頭電路板室（新式）

圖7 探針檢測轉接口

圖8 測頭中心檢測轉接口

圖9 測頭后端面轉接口

圖10 控制時序

圖11 壓力傳感器

4 結語

通過對工廠內的MARPOSS探針組成原理進行研究，尤其是MARPOSS探針無線發射器價格昂貴，需要定期更換電池。頻繁拆裝會導致密封失效，從而導致發射器進切削液或者受潮失效。在行業沒有可靠進行氣密性檢測方案情況下，結合工廠實踐及自身水平采取相應措施，設計制作一套用于探針氣密性檢測裝置，有效的識別出探頭密封性狀態，使故障得到有效控制，工廠內幾百套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。