夾具式檢具的故障與維修

羅元鵬 劉贊(上汽通用五菱汽車股份有限公司青島分公司， 山東 青島 266000)

隨著汽車行業(yè)的蓬勃發(fā)展，汽車企業(yè)也越來越重視產(chǎn)品質(zhì)量，汽車發(fā)動機制造更是層層把關(guān)，發(fā)動機零部件的制造質(zhì)量往往通過進(jìn)行特定的檢具進(jìn)行檢驗通過后方可使用。結(jié)合實際生產(chǎn)的成本及測量時間的需求，使得夾具式檢具就有了其存在的必要。由于都是單獨設(shè)計的專用檢具，并非成熟的批量制造產(chǎn)品，難免會出現(xiàn)各種各樣的問題，本文匯總了一些常見的故障、故障分析及故障排除的維修經(jīng)驗，給更多的技術(shù)人員提供參考。

1 夾具式檢具的常見故障

本文將以曲軸線OP10的綜合夾具式檢具為例進(jìn)行闡述，該臺檢具為氣缸驅(qū)動、電子測量的綜合夾具式檢具。它包含了功能性檢具、氣動檢具、電子檢具的特征。同樣的，它也存在上述三種檢具的故障表現(xiàn)，由于其組合復(fù)雜性，同一故障表現(xiàn)可能是不同的單一原因或是由多種單一原因組合造成的。

(1)測量夾持機構(gòu)不能夾緊工件或夾緊工件后不能松開 原因一：夾持氣缸或其它機械傳遞機構(gòu)卡死造成的。可通過加大氣壓、往氣缸運動方向施加相同方向的外力、清潔、潤滑氣缸及機械傳遞機構(gòu)等措施來解除該故障。

具式檢具的B12測量夾持裝置單邊的傳動線路示意圖，夾緊是通過a氣缸來進(jìn)行驅(qū)動最終達(dá)到夾緊的目的。而松開時a氣缸不充氣b氣缸與c氣缸充氣使夾緊裝置松開。機械卡死主要發(fā)生在E氣缸處，該處潤滑不好、掉入雜物(如鐵屑)、以及熱膨脹等都可能會使氣缸卡死，使夾持機構(gòu)不能夾緊工件或夾緊工件后不能松開。氣缸卡死造成的夾緊故障一般在車間溫度較高時(夏季出現(xiàn)的頻率比冬季出現(xiàn)的頻率高)或季節(jié)交替(當(dāng)車間溫差較大時也比平時出現(xiàn)故障的頻率高)時出現(xiàn)的概率較高。此外，當(dāng)夾具式檢具長時間不使用時也可能會出現(xiàn)卡死的情況，主要是夾持氣缸或其它機械傳遞機構(gòu)上的潤滑油揮發(fā)后使?jié)櫥Ч档驮斐煽ㄋ馈?/p>

原因二：工件感應(yīng)傳感器位置出現(xiàn)偏移或工件感應(yīng)傳感器損壞，使連慣動作沒有指令而不能進(jìn)行下一步動作。如是工件感應(yīng)傳感器位置偏移造成無法正確感應(yīng)工件導(dǎo)致的無法夾持故障，只需調(diào)整傳感器至對應(yīng)的正確位置即可排除故障。如果工件感應(yīng)傳感器損壞導(dǎo)致的不能夾持故障，排除故障則相對復(fù)雜一些，圖2為工件感應(yīng)傳感器示例圖，不同的設(shè)備傳感器布局都會不一樣，但設(shè)計原理都是一樣。首先要確定有故障的傳感器，需通過PLC程序執(zhí)行監(jiān)控軟件對夾持的動作進(jìn)行一步一步的監(jiān)控，確認(rèn)問題所處的步驟后再找到對應(yīng)步驟的關(guān)聯(lián)傳感器，更換后即可排除不能夾持工件或夾持后不能松開工作的故障。

圖1 是曲軸線OP10綜合夾

原因三：PLC程序出錯或丟失造成測量夾持的動作不能正常完成。這種情況出現(xiàn)的機率較低。一般會在PLC硬件損壞或電池耗盡的情況下控制柜斷電后出現(xiàn)，這種原因?qū)е碌墓收细鼡Q損壞部件或重新加載PLC程序后即可排除。

(2)檢具不能完成標(biāo)定 原因一：測量傳感器出現(xiàn)偏移導(dǎo)致實際測量位移量段位不在測量傳感器的有效量程內(nèi)造成的。這種情況下需重新壓裝測量傳感器，壓裝好傳感器后該故障即可消除。

原因二：測量程序出錯引起的。這種原因?qū)е碌墓收峡赏ㄟ^加載備份測量程序或重新編寫測量程序來解決。這種情況一般會在設(shè)備突然斷電或不當(dāng)操作后出現(xiàn)。

原因三：標(biāo)定校準(zhǔn)件真值錯誤造成。隨著時間與使用年限的增加，校準(zhǔn)件會不斷的被磨損，因此校準(zhǔn)件的真實值也會發(fā)生變化，同一校準(zhǔn)件每次校準(zhǔn)得到的真值都會不一樣。如果校準(zhǔn)件的真值出現(xiàn)變化后沒有在測量程序中作對應(yīng)的修改，將會導(dǎo)致不能完成標(biāo)定或者標(biāo)定后測量不準(zhǔn)確。

(3)測量值波動大或者測量值沒有變化 測量沒有絕對準(zhǔn)確結(jié)果，只有無限接近真值的測量結(jié)果，對于可得出具體測量值的氣動、電子測頭的檢具，根據(jù)目前制造技術(shù)水平及行業(yè)經(jīng)驗，一般使用氣動測頭的檢具其測量值可能會在2微米以內(nèi)波動，而使用電子測頭的檢具其測量值波動值為1微米。即采用這兩種測頭的檢具在使用時，其測量結(jié)果值肯定會有波動，如沒有任何波動，則說明該檢具存在問題。可能造成這種問題的原因有：

圖3 各種檢具氣動、電子測頭示例圖

①檢具測頭異常造成的。a.氣動測頭的氣嘴被異物全部堵住或部分堵住，造成檢具所采集到的氣信號與實際被測件的狀態(tài)不符，而附著在氣嘴上的異物不一定是穩(wěn)定、勞固的，因此測量值會出現(xiàn)波動。如附著的異物把氣嘴全部堵住就會造成測量值沒有任何波動的情況。此時需把氣嘴上的異物清除，并對氣嘴進(jìn)行清潔即可排除故障。b.測頭上的輔助測量用的鋼球損壞或者附有異物或者生銹，以及鋼球滾道上有異物等使鋼球不能正常圓滑地旋轉(zhuǎn)與滾動時也會使檢具出現(xiàn)測量值波動大或者測量值沒有變化的現(xiàn)象。出現(xiàn)這樣的情況需對鋼球滾道或鋼球安裝孔進(jìn)行清潔，嚴(yán)重時還要對鋼球滾道或鋼球安裝孔進(jìn)行適當(dāng)?shù)卮蚰ァＨ绻卿撉虻膯栴}，不建議對鋼球進(jìn)行打磨，打磨會對鋼球的圓度、球度、直徑及表面光潔度有影響，一般都是直接更換相同規(guī)格的新鋼球。c.測頭彎曲變形造成測量值波動大。在圖3的測頭示例圖中可以看到很多的檢具測頭是細(xì)長條形的，有的還是中空的，這類測頭很容易彎曲變形。在旋轉(zhuǎn)測量時影響尤為明顯，嚴(yán)重時甚至?xí)斐蓽y頭無法插入被測孔中。

②信號通道板受電磁干擾測量值。波動大或者測量值沒有變化。一般夾具式檢具都是安放在線旁使用的，其周邊存在很多電磁干擾源，各種機床、電控柜及周邊設(shè)備上的各種開關(guān)在運行時都會對其產(chǎn)生電磁干擾，這種情況下可以通過更換抗干擾能力更強的信號通道板或給其增加抗電磁干擾防護(hù)機構(gòu)或者是把夾具式檢具移到受電磁干擾較弱的地點。

③氣電轉(zhuǎn)換器損壞或倍率有誤。使用氣動測頭的檢具在檢具與計算機通道模塊板之間都會有將氣信號轉(zhuǎn)換成電信號的裝置，行業(yè)內(nèi)稱其為氣電轉(zhuǎn)換器，通過氣電轉(zhuǎn)換器使電信號與氣信號配對并呈線性規(guī)律變化。當(dāng)氣、電信號轉(zhuǎn)換不能呈線性規(guī)律變化時，需通過氣電轉(zhuǎn)換器的倍率閥來調(diào)整，如無法調(diào)至需要的倍率，則需更換氣電轉(zhuǎn)換器內(nèi)部的氣電晶體模塊或更換氣電轉(zhuǎn)換器本身。

2 結(jié)語

本文以曲軸線OP10的綜合夾具式檢具為例，列舉了一些夾具式檢具常見的故障并對造成故障的原因進(jìn)行了闡述，同時給出了排除故障的措施。在我們實際生產(chǎn)中各式各樣的檢具很多，尤其是專用檢具更是各不相同，所表現(xiàn)出來的故障現(xiàn)象也是多種多樣。但萬變不離其中，除了硬件損壞，分析其故障原因基本上也都是檢具本身的結(jié)構(gòu)和特性所造成的。因此，熟悉檢具本身的結(jié)構(gòu)、特性對于檢具維修尤為重要。

在本文案例的解決措施中也可以看出，如能及時進(jìn)行一些預(yù)防性維修不僅可以防止一些故障的發(fā)生，同時也可以保持檢具的壽命，甚至延長檢具的壽命，降低制造成本。

案例中有部分故障是設(shè)計缺陷造成的，如潤滑不良卡屑等，完全可以通過改良潤滑系統(tǒng)和排屑系統(tǒng)來解決，但檢具制造出來后再做改造卻不現(xiàn)實。因此，在檢具設(shè)計時，對設(shè)計進(jìn)行潛在失效模式分析是很有必要的。