氣密檢測在活塞鑄鐵環槽加工中的應用原理設計

倪天寶 郭曉云 郭利民 劉建忠 宋立科

摘 要：氣密檢測是活塞鑄鐵環槽加工中裝夾定位面凸點檢測預防的有效方式，也是自動化生產對智能控制的迫切需求，文章對活塞鑄鐵環槽加工工序下的動素梳理分析，依據氣密檢測節點伴隨需求有針對性的進行了氣密性檢測原理設計，為本工序實現生產自動化提供理論支持。

關鍵詞：活塞;鑄鐵環槽;氣密檢測

受工況環境影響，活塞制造中裝夾定位面間夾雜鋁屑形成定位凸點導致活塞裝夾不到位的情況雖已獲得較大改善，但仍無法完全消除，尤其是隨著自動化生產在活塞加工中的實現，加工過程實現了全封閉，定位面清理（切削液沖洗+高壓氣吹）處于全盲狀態，如何自動識別定位面清潔狀態，實現在裝夾定位面間出現定位凸點時能及時報警停車成為工藝技術工作者的當務之急。經過多方案論證、研判，我們選擇了氣密檢測作為活塞自動化生產線鑄鐵環槽加工中定位面凸點檢測預警的解決方案。

1 氣密性檢測系統方案設計思路

氣密檢測主要理論基礎是通過密閉通道或體系里氣壓異常來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系統為借助壓力感應器采集相關氣路體系內氣壓異常與否，并和感應器本身設置氣體壓力值相比較，當不小于感應器設定氣體壓力值時，表示系統封閉效果符合生產要求，加工操作可開啟，感應器發射出允許加工的命令，機床操控系統收到從感應器發來的準許生產的指令后開始切削工件;反之，如比對結果為不大于感應器設置氣體壓力值時，表示系統封閉效果達不到開機加工要求，感應器發射出不允許加工的命令，機床操控系統收到來自感應器的不準許生產的指令后停止后續動作并發出警報信息，工作人員排查密封達不到要求的原因，銷除故障，一直到檢測壓力值達到要求而持續加工。

2 氣密性檢測系在加工中的動作伴隨分析

對制造前的準備環節分析和明晰檢測體系在該準備環節中所處狀態是設計氣密檢測體系原理的基礎。加工前的準備環節含有防護門打開、機械手拿下工件、機械手轉換、機械手換上新工件、機械手張開、尾座頂緊活塞、機械手離開等動素，這些動素的動作次序及氣密檢測的伴隨狀態如表1所示。

制造前準備環節中，氣密檢測體系一直處于充氣狀態，但并非始終處于檢測工作中，只在機床尾座頂緊活塞之后，氣密檢測體系才執行瞬時的壓力測量，判斷壓力達標后，在當前加工循環之內，氣密檢測體系就停止執行氣密性檢測，僅具備清理止口定位面鋁屑的功能。此功能設計主要為預防在制造過程中壓力值不穩定時觸發檢測體系報警，形成加工過程中止，損壞刀具及產品。系統中的壓力感應器對氣壓變化反應靈敏，生產過程中如氣密檢測系統一直處在氣密測量狀態，此時氣源壓力變化異常，供氣壓力低于壓力感應器設置報警壓力限值，即可觸發機床立即停車，但這時活塞裝夾定位面間并沒有墊屑，此時氣密檢測體系就引發了多余、錯誤的動作。供氣壓力產生異常的時間和原由具有不可預測性，主要由產品線某過程超常規量用氣引起，將低氣壓逐次傳遞到氣密檢測系統內部。

3 氣密性檢測體系設計原理

氣密性檢測體系的設計思路即為實現氣密性測量在加工前的準備環節中對各裝夾動素的指定伴隨，完成檢測系統漏氣與否和清理定位端面。氣密性檢測體系的氣動設計原理如圖1所示。

圖1中1DT和2DT為倆互鎖電磁鐵，當機床裝夾完成后，氣密檢測體系收到來自機床NC系統的動作命令信號，2DT得電1DT失電，氣密檢測體系開始氣密測量，此時壓力感應器測量系統內部封閉壓力值，并將測量壓力值與本身設置壓力值比對，比對結果測量壓力值大時，壓力感應器給機床NC系統發出氣壓合格信息，機床NC系統收到信息后，激發命令使2DT失電1DT得電，氣密檢測體系關閉氣密測量功能，開啟吹氣功能，機床按照設定程序加工工件直至下一循環;比對結果測量壓力值小時，壓力感應器給機床NC系統發出氣壓不合格信息，機床NC系統收到信息后報警并停車，需要人工消除異常并解除報警，機床及檢測體系再次進行以上壓力測量和比對過程直至壓力檢測合格。

氣密檢測系統設計原理圖中各部件功能見表2。

4 結語

鑄鐵環槽加工前相關準備工作的細化動素分析明確了氣密檢測在整個流程環節中各個伴隨節點，是氣密性檢測系統原理設計的理論基礎。氣密性檢測系統是定位面凸點自動檢測預警有效解決辦法， 為自動化生產在活塞加工中的實現提供支持，也對鑄鐵環槽表面質量的提高起到了積極作用，同時也降低了生產成本、減輕了勞動強度。

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