淺析非標(biāo)自動(dòng)化設(shè)備—試漏設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化

摘 要：伴隨著2013年4月在漢諾威工業(yè)博覽會(huì)上正式推出的“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略，及中德雙方簽署的《中德合作行動(dòng)綱要》，工業(yè)4.0戰(zhàn)略在全國(guó)范圍內(nèi)得以大力推進(jìn)。在以智能化生產(chǎn)制造為主導(dǎo)的影響下，工業(yè)制造將會(huì)向高度智能化發(fā)展，但在其戰(zhàn)略實(shí)施過(guò)程中首要的難題是需要解決標(biāo)準(zhǔn)化問(wèn)題，一個(gè)制造企業(yè)如果要工業(yè)4.0方向靠齊，那么其內(nèi)部即需要進(jìn)行對(duì)其整個(gè)制造的工藝鏈進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，再然后綜合內(nèi)外的各類物資及服務(wù)進(jìn)行外部鏈接實(shí)現(xiàn)4.0的第一步。在汽車零部件供應(yīng)商中推行各類資源的標(biāo)準(zhǔn)化尤其是各類的非標(biāo)自動(dòng)化設(shè)備制造標(biāo)準(zhǔn)化將會(huì)是尤其重要的一個(gè)方向。本文將以非標(biāo)自動(dòng)化設(shè)備中的氣密性檢測(cè)設(shè)備為切入點(diǎn)，積極分析氣密性檢測(cè)設(shè)備實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)制造的作用及方式，明確標(biāo)準(zhǔn)化在生產(chǎn)制造中所帶來(lái)的直接成本的下降的意義所在。

關(guān)鍵詞：非標(biāo)設(shè)備；自動(dòng)化；氣密性檢測(cè)；標(biāo)準(zhǔn)化

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.17.196

1 氣密性檢測(cè)設(shè)備的作用及構(gòu)成；

氣密性檢測(cè)設(shè)備又可簡(jiǎn)稱為試漏機(jī)，試漏機(jī)指的是對(duì)零件進(jìn)行氣密性檢測(cè)的設(shè)備，其主要作用是根據(jù)氣密性要求針對(duì)零件的各個(gè)腔體進(jìn)行檢測(cè)，并通過(guò)儀器判斷其是否符合氣密性要求。目前大多數(shù)試漏機(jī)除基本的氣檢功能外都會(huì)增加水檢功能，以起到分析其氣密性缺陷的作用。試漏機(jī)主要由兩大部分構(gòu)成：機(jī)械部分以及電氣部分。電氣部分：一般包括控制、保護(hù)、監(jiān)視、測(cè)量系統(tǒng)部分，其由大量的基本元器件組成以實(shí)現(xiàn)設(shè)備的控制；機(jī)械部分：包括設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)部分、夾具、夾緊機(jī)構(gòu)等機(jī)械部件組成。整臺(tái)設(shè)備通過(guò)電氣與機(jī)械部件共同搭載而成從而實(shí)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)作。

2 使用現(xiàn)狀

目前由于各家供應(yīng)商的設(shè)計(jì)理念與方向有所不同，導(dǎo)致各家生產(chǎn)出來(lái)的設(shè)備會(huì)出現(xiàn)無(wú)法滿足使用要求或者是性能過(guò)剩等現(xiàn)象，其所使用的各類零部件，包括各連接、潤(rùn)滑、傳動(dòng)等機(jī)構(gòu)的零件都會(huì)不一樣，在這些情況下將會(huì)導(dǎo)致在實(shí)際的生產(chǎn)使用過(guò)程中，對(duì)設(shè)備的后期維護(hù)保養(yǎng)、零件的互換性等帶來(lái)一系列的麻煩，從而影響了工作效率及維護(hù)的成本。

如果設(shè)備供應(yīng)商在對(duì)設(shè)備開發(fā)前期的技術(shù)要求的理解方向不一致的話，將會(huì)導(dǎo)致相同的技術(shù)要求由于設(shè)計(jì)思路、習(xí)慣等造成設(shè)計(jì)出來(lái)的設(shè)備功能及工作動(dòng)作都會(huì)不一致。功能的不一致同樣會(huì)使設(shè)備出現(xiàn)無(wú)法滿足使用要求或者是性能過(guò)剩等現(xiàn)象，從而導(dǎo)致缺失和浪費(fèi)。而設(shè)備動(dòng)作及其操作方式不一致會(huì)對(duì)設(shè)備的使用帶來(lái)不便，對(duì)于兩臺(tái)功能一致但是操作方式不一致的設(shè)備，使用者需要對(duì)其中一臺(tái)設(shè)備進(jìn)行重新的培訓(xùn)上崗，增加了人力成本之余還會(huì)導(dǎo)致操作失誤的可能性提高。針對(duì)目前試漏機(jī)的使用情況，從設(shè)計(jì)制造與使用的角度來(lái)看，對(duì)設(shè)備的設(shè)計(jì)及制造實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)于工廠能夠帶來(lái)更多的有形與無(wú)形的收益。

3 標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)施的方向；

①整體機(jī)架外形結(jié)構(gòu)。設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化無(wú)論從布局還是外觀要求都應(yīng)首先從整體的機(jī)架構(gòu)造進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)施。在工廠的布局中應(yīng)該是以緊湊型進(jìn)行布局，以獲得等面積最高的產(chǎn)出。設(shè)備的整體尺寸需要以工廠內(nèi)所生產(chǎn)的所有零件尺寸為原始數(shù)據(jù)進(jìn)行輸入，然后按此數(shù)據(jù)匯總后分析制定尺寸標(biāo)準(zhǔn)。在外形結(jié)構(gòu)上，應(yīng)按照方形設(shè)計(jì)以節(jié)約空間。整體結(jié)構(gòu)應(yīng)符合人機(jī)工程學(xué)，設(shè)備的操作位高度應(yīng)控制在950mm以內(nèi)，以避免操作者在重復(fù)作業(yè)中出現(xiàn)重復(fù)性疲勞，從而造成職業(yè)危害。設(shè)備安全應(yīng)符合工業(yè)設(shè)備制造規(guī)范，以保證安全。在安全保證下，設(shè)備的急停功能應(yīng)符合GB16754-2008機(jī)械安全急停設(shè)計(jì)原則。操作區(qū)（如上下工位）不具備大的慣性運(yùn)動(dòng)時(shí)，應(yīng)配備光幕防護(hù)，并帶有允許干預(yù)的指示燈。如果具備大的慣性運(yùn)動(dòng)，則要配置自動(dòng)安全門、設(shè)置雙手啟動(dòng)按鈕和開門帶燈按鈕。安全門防護(hù)遵循PSA標(biāo)準(zhǔn)，方便進(jìn)入及方便逃生為準(zhǔn)則。

②控制系統(tǒng)。控制系統(tǒng)是為了通過(guò)其對(duì)設(shè)備進(jìn)行控制從而達(dá)到預(yù)定的理想狀態(tài)。試漏機(jī)在最早期是通過(guò)單片機(jī)進(jìn)行控制，目前基于數(shù)據(jù)處理、編程的簡(jiǎn)易性以及擴(kuò)展功能，使用較為廣泛的為PLC控制系統(tǒng)。整個(gè)設(shè)備的控制系統(tǒng)由各種的元件組成，對(duì)其我們可以對(duì)這部分的元件進(jìn)行大方向的規(guī)定，如在品牌的選用方面。對(duì)于PLC可規(guī)定在SCHNEIDER、SIEMENS、MITSUBISI及OMRON中選擇，而PLC/NC的CPU模塊則必須為AC22V供電。PLC的開關(guān)量輸入/輸出應(yīng)使用DC24V供電，開關(guān)量輸出每點(diǎn)≥0.5A且自帶過(guò)電流保護(hù)，并要求I/O模塊選項(xiàng)盡可能統(tǒng)一，同時(shí)在設(shè)計(jì)時(shí)必須預(yù)留10%以上空點(diǎn)，滿足后期的擴(kuò)展需求。對(duì)應(yīng)的HMI模塊必須為24V供電，在考慮最佳性價(jià)比及使用要求的前提下品牌則規(guī)定在OMEON與WEINVIEW中進(jìn)行選擇。

③檢測(cè)系統(tǒng)。試漏機(jī)的檢測(cè)系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)氣密性檢測(cè)的主要部分，檢測(cè)儀在考慮中部以上地區(qū)溫差問(wèn)題的前提下，目前主要采用阿黛凱產(chǎn)品中F520-E5-500壓差儀器，檢測(cè)控制回路采用COSMO及SMC無(wú)泄漏切換閥，設(shè)備配F520-E5-500檢漏儀，在檢測(cè)腔體時(shí)有數(shù)顯壓力開關(guān)檢測(cè)有無(wú)充氣，避免誤判。除主要?dú)饷苄詸z測(cè)儀器以外，設(shè)備應(yīng)按照要求配置相應(yīng)的零件參數(shù)判斷功能。而對(duì)于實(shí)現(xiàn)該部分的測(cè)量、檢驗(yàn)的光電傳感器、接近開關(guān)等，應(yīng)在SCHNEIDER、OMRON、KEYENCE中選擇，傳感器的選擇原則應(yīng)參照GE03-002N-傳感器選擇及實(shí)施指南進(jìn)行選擇及實(shí)施。

④對(duì)于試漏機(jī)的液壓、氣壓部分的元件應(yīng)在REXROTH、VICKERS及FESTO、BOSCH、SMC中選擇，電機(jī)減速器及一般電機(jī)采用SEW產(chǎn)品，液壓泵采用VICKERS或者REXROTH產(chǎn)品；

⑤夾具定位及封堵。試漏機(jī)的密封夾具由夾具體、主壓封、側(cè)壓封、密封件、一面兩銷定位檢測(cè)裝置、液壓閥組、檢測(cè)管路、控制管路、移動(dòng)管道拖鏈等組成。其中主壓封應(yīng)遵循：被檢測(cè)體底面的密封板應(yīng)以一面兩銷定位的方式安裝在設(shè)備的臺(tái)板上，密封件鑲嵌在密封板中。填充塊相對(duì)被測(cè)體其填充率必須達(dá)到85%以上，頂面壓桿下行后應(yīng)保證密封件壓縮一致。密封件的結(jié)構(gòu)形式應(yīng)規(guī)定為線性密封并盡可能采用標(biāo)準(zhǔn)件，如O型圈、MISUMI堵頭等標(biāo)準(zhǔn)件；而對(duì)于非標(biāo)密封件，由于需要制作模具進(jìn)行制造，其材質(zhì)必須使用聚氨酯以保證耐用性，硬度應(yīng)根據(jù)試漏壓力進(jìn)行調(diào)整并控制在HS 55°±5°內(nèi)。

⑥設(shè)備檢測(cè)動(dòng)作。在工廠的生產(chǎn)中，時(shí)間便意味著產(chǎn)出、利潤(rùn)，所以試漏機(jī)的檢測(cè)動(dòng)作應(yīng)基于滿足檢測(cè)要求基礎(chǔ)上最大限度的加快生產(chǎn)節(jié)拍。而試漏機(jī)的整個(gè)動(dòng)作時(shí)間主要體現(xiàn)在被測(cè)零件的壓緊、零件參數(shù)的檢測(cè)、充氣、氣密性檢測(cè)及判斷、解封幾個(gè)主要步驟中，其中充氣時(shí)間所需要的時(shí)間最長(zhǎng)，判斷時(shí)間次之。因此在編程時(shí)，所有的程序及子程序應(yīng)該做到精簡(jiǎn)盡可能縮短節(jié)拍。程序的編寫需要使用梯形圖或者Graphe STEP7語(yǔ)言編程，禁止使用Higraph、CFC、C和C++語(yǔ)言。此外，LIST語(yǔ)言編程只有當(dāng)用梯形圖或者Graphe STEP7語(yǔ)言無(wú)法實(shí)現(xiàn)時(shí)（或用于計(jì)算）才允許采用。在編寫時(shí)每個(gè)輸出只允許編寫一次，禁止使用SET或者RESET控制輸出

或強(qiáng)制控制輸出。

（下轉(zhuǎn)第95頁(yè)）（上接第221頁(yè)）

4 小結(jié)

本文主要從試漏機(jī)的機(jī)架、控制系統(tǒng)、檢測(cè)系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)元件、定位及密封方式、設(shè)備的檢測(cè)動(dòng)作幾大方面對(duì)試漏機(jī)的設(shè)計(jì)實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)化的方向說(shuō)明。綜合試漏機(jī)設(shè)計(jì)制造時(shí)實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)化所帶來(lái)的好處，其主要體現(xiàn)在設(shè)備的前期設(shè)計(jì)制造及后期的生產(chǎn)使用及維護(hù)保養(yǎng)上。在前期設(shè)計(jì)時(shí)可使得設(shè)計(jì)更有依據(jù)及條理性，設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)過(guò)程可盡可能的節(jié)約時(shí)間，縮短了整個(gè)設(shè)備交付周期，減少設(shè)計(jì)費(fèi)用，從而使得整體的設(shè)備制造成本下降。同時(shí)工廠在后期的生產(chǎn)使用中，更方便于維護(hù)保養(yǎng)，在維護(hù)時(shí)使得零件的互換性更強(qiáng)。

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