隨著汽車(chē)工業(yè)的迅速發(fā)展，汽車(chē)噪聲控制法規(guī)也越來(lái)越嚴(yán)格。發(fā)動(dòng)機(jī)排氣噪聲是汽車(chē)的主要噪聲源，采用結(jié)構(gòu)合理的排氣消聲器是降低整車(chē)車(chē)外噪聲最簡(jiǎn)單、最有效的途徑。而生產(chǎn)出質(zhì)量合格的消聲器需經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的走向和氣密檢測(cè)。目前普遍是將彎管工件的走向槍測(cè)和氣密榆測(cè)分開(kāi)進(jìn)行，這是因?yàn)樽呦驒z測(cè)的法蘭擋塊和氣密的堵頭集于一點(diǎn)，不易同時(shí)滿(mǎn)足走向檢測(cè)和氣密檢測(cè)要求。所以常常先進(jìn)行工件的走向和螺栓孔徑的檢測(cè)，再搬運(yùn)到氣密的檢測(cè)設(shè)備七進(jìn)行檢測(cè)，但是當(dāng)大批量牛產(chǎn)時(shí)常常引起誤工、誤時(shí)，效率低下，不利于產(chǎn)品快速流動(dòng)，生產(chǎn)線上的產(chǎn)品積壓現(xiàn)象較為嚴(yán)重，使用價(jià)格較高的測(cè)漏儀還提高了生產(chǎn)成本。本設(shè)計(jì)需要解決的問(wèn)題是提供一種彎管走向、氣密檢測(cè)設(shè)備以達(dá)到彎管的走向和氣密同時(shí)進(jìn)行檢測(cè)的目的。

1 工藝過(guò)程與控制要求

　　1.1 消聲器走向、氣密檢測(cè)設(shè)備

　　消聲器走向、氣密槍測(cè)設(shè)備包括檢測(cè)臺(tái)，待測(cè)管件，伸縮氣缸，壓緊氣缸(圖1)。操作盤(pán)面上設(shè)置有接通或斷開(kāi)PLC電源的開(kāi)關(guān)，啟動(dòng)／停止開(kāi)關(guān)、復(fù)位按鈕、壓力顯示屏、流量顯示屏、合格顯示燈及不合格顯示燈。其特征在于所述的檢測(cè)臺(tái)上設(shè)有滑軌，走向檢測(cè)塊和孔徑檢測(cè)塊通過(guò)待測(cè)管件與滑軌連接，待測(cè)管件與快允閥門(mén)和漏氣閥門(mén)連接，漏氣閥門(mén)與流跫傳感器連接，快允閥門(mén)與壓力傳感器連接，滑軌分別與伸縮氣缸和壓緊氣缸相連接，伸縮氣缸與壓緊氣缸垂直設(shè)置。由于氣密槍測(cè)與走向檢測(cè)融為一體，使得檢測(cè)方便，節(jié)省成本，提高了檢測(cè)效率。

　　1.2 工藝過(guò)程

　　消聲器的走向、氣密檢測(cè)設(shè)備，將待測(cè)消聲器放置在檢測(cè)臺(tái)上，把兩法蘭檢測(cè)塊推到進(jìn)、出氣法蘭面檢測(cè)進(jìn)、出氣法蘭面平面度以及總成走向是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求，走向檢測(cè)完成后把兩法蘭檢測(cè)塊拉凹原位。對(duì)走向檢測(cè)合格的消聲器再進(jìn)行氣密檢測(cè)，按下啟動(dòng)按鈕，氣缸將滑軌七的兩法蘭檢測(cè)塊推開(kāi)，并把檢測(cè)氣密的兩堵頭推到法蘭面，然后兩垂直滑軌的氣缸將兩堵頭推進(jìn)使法蘭面堵住法蘭孔。檢測(cè)消聲器的氣密性時(shí)，先打開(kāi)快充閥，在消聲器中迅速建立起30 kPa的壓力，壓力由壓力傳感器顯示，達(dá)到設(shè)定的壓力值后快充閥關(guān)閉，測(cè)漏閥打開(kāi)，使得測(cè)試管件中的壓力維持在30 kPa，同時(shí)流毓傳感器上作，檢測(cè)測(cè)漏閥經(jīng)流量傳感器通過(guò)的氣流量，當(dāng)壓力恒定在設(shè)定值，此時(shí)測(cè)得的流量為管件的泄漏量。氣密檢測(cè)結(jié)束后，按凹原點(diǎn)按鈕使設(shè)備回到原位。

　　1.3 控制要求

　　在進(jìn)行走向檢測(cè)時(shí)，按任何按鈕設(shè)備都不工作，氣密試驗(yàn)是將消盧器的進(jìn)氣端與空氣壓縮機(jī)連接，然后將消聲器出氣端堵住。將壓縮空氣的壓力調(diào)至設(shè)計(jì)所需壓力值，在試驗(yàn)壓力為0．35105 Pa下，穩(wěn)定后在流量計(jì)七讀出流量值，該流量值即為消聲器在該壓力的漏氣量。按下啟動(dòng)按鈕，滑軌上的滑塊被氣缸推動(dòng)，走向榆測(cè)塊推走，氣密堵頭推到原走向檢測(cè)位，垂直于滑軌的氣缸將兩氣密堵頭堵住兩法蘭孔?？斐溟y打開(kāi)，如果在快充達(dá)到10s試驗(yàn)壓力沒(méi)有達(dá)到0.35105 Pa就判定為不合格件，不合格指示燈亮，并打開(kāi)排氣閥排氣；如果在快充達(dá)到10 s試驗(yàn)壓力達(dá)到0.35105 Pa后，快充閥關(guān)閉，慢充閥打開(kāi)，若流量超過(guò)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)值就判定為不合格件，不合格指示燈亮，并打開(kāi)排氣閥排氣；只有在快充達(dá)到10 s，試驗(yàn)壓力達(dá)到0.35105 Pa后，快充閥關(guān)閉，慢充閥打開(kāi)，且試驗(yàn)壓力維持在0.35105 Pa的時(shí)間為20 s內(nèi)流量不超過(guò)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)值才能判定為合格件，合格指示燈亮，并打開(kāi)排氣閥排氣；測(cè)試結(jié)束后自動(dòng)回原點(diǎn)。在操作面板上有合格指示、不合格指示、啟動(dòng)按鈕、急停按鈕、回原點(diǎn)按鈕。

2 氣動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　消聲器走向、氣密檢測(cè)沒(méi)備的氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是消聲器檢測(cè)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力裝置，主要實(shí)現(xiàn)滑軌上的走向檢測(cè)塊和氣密堵頭前后動(dòng)作，以及在做氣密檢測(cè)時(shí)堵頭夾緊與松開(kāi)的動(dòng)作，另外就是在氣密檢測(cè)時(shí)對(duì)消盧器進(jìn)行充氣。

　　工作過(guò)程為：壓縮窄氣經(jīng)氣源后分為4路，一路到控制滑軌上滑塊前后滑動(dòng)的控制氣缸；一路到控制氣密堵頭夾緊與松開(kāi)的控制氣缸；一路到給消聲器快充的電磁閥；最后一路到給消聲器慢充的電磁閥。測(cè)試結(jié)束后排氣電磁閥打開(kāi)，排出消聲器內(nèi)測(cè)試氣體。

3 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　3.1 I／O地址分配及PLC的選型

　　在PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，首先確定控制方案，下一步就是PLC工程設(shè)計(jì)選型。工藝流程的特點(diǎn)和應(yīng)用要求是設(shè)計(jì)選型的主要依據(jù)，在工程設(shè)計(jì)選型和估算時(shí)，應(yīng)詳細(xì)分析工藝過(guò)程的特點(diǎn)、控制要求，明確控制任務(wù)和范圍以確定所需的操作和動(dòng)作，然后根據(jù)控制要求估算輸入／輸出點(diǎn)數(shù)、所需存儲(chǔ)器容量、確定PLC的功能、外部設(shè)備特性等，最后選擇有較高性?xún)r(jià)比的PLC和設(shè)計(jì)相應(yīng)的控制系統(tǒng)。根據(jù)設(shè)計(jì)要求和操作盤(pán)面的設(shè)置，用于接通或斷開(kāi)PLC電源的開(kāi)關(guān)(不占輸入端子)；啟動(dòng)開(kāi)關(guān)(占1個(gè)輸入端子)；復(fù)位按鈕(占1個(gè)輸入端子)，若停機(jī)時(shí)設(shè)備不在原位，再開(kāi)機(jī)時(shí)要進(jìn)行復(fù)位；急停開(kāi)關(guān)(占1個(gè)輸入端子)；壓力開(kāi)關(guān)(占1個(gè)輸入端子)；流量開(kāi)關(guān)(占1個(gè)輸入端子)；除了操作盤(pán)上介紹的輸入元件外，走向檢測(cè)結(jié)束后用2個(gè)限位開(kāi)關(guān)檢測(cè)兩走向檢測(cè)塊是否回到原位。因此需要7個(gè)輸入端子。輸出有滑塊前后滑動(dòng)氣缸電磁閥；氣密堵頭夾緊與松開(kāi)電磁閥；快充電磁閥；慢充電磁閥；排氣電磁閥；合格指示燈；不合格指示燈。因此需要7個(gè)輸出端子。I／O點(diǎn)數(shù)估算時(shí)由于需考慮適當(dāng)?shù)挠嗔?，在根?jù)統(tǒng)計(jì)而得的輸Ⅳ輸出點(diǎn)數(shù)基礎(chǔ)上，再增加了10％～20％的町?dāng)U展余鼉，得出輸入／輸出點(diǎn)數(shù)估算數(shù)據(jù)。通過(guò)計(jì)算，控制系統(tǒng)外部輸入點(diǎn)數(shù)(INPUT)為7點(diǎn)，控制輸出點(diǎn)數(shù)(OUTPUT)為7點(diǎn)。由于三菱FX系列PLC應(yīng)用較普遍，價(jià)格也比較合理，因此選用三菱Fx系列FXlS-20MR機(jī)型，該機(jī)型共INPUT 24 VDC 7mA 12點(diǎn)，OUTPUT24 VDC／250 VAC 2A8點(diǎn)，能滿(mǎn)足系統(tǒng)控制要求，且具有較高的性?xún)r(jià)比。

3.2 控制程序設(shè)計(jì)

　　控制程序是消聲器走向、氣密檢測(cè)設(shè)備設(shè)計(jì)的核心，程序設(shè)計(jì)的好壞關(guān)系到機(jī)器使用性能和操作方便性，同時(shí)須考慮程序的工作效率。因此，該設(shè)備控制程序設(shè)計(jì)為：復(fù)位操作，單周期等組成環(huán)節(jié)。各控制環(huán)節(jié)程序相互融合，設(shè)計(jì)精巧。各環(huán)節(jié)程序控制原理如下?；卦c(diǎn)操作：為了確保機(jī)器從正確的初始位置開(kāi)

　　始工作，開(kāi)機(jī)時(shí)首先要進(jìn)行初始化操作，否則設(shè)備不能被肩動(dòng)運(yùn)行。

　　單周期工作：(1)按下啟動(dòng)按鈕后，伸縮氣缸頂出，延時(shí)2 s后(或者用限位開(kāi)關(guān))，壓緊氣缸頂出，延時(shí)2 s后(或者用限位開(kāi)關(guān))，快充閥打開(kāi)，對(duì)消聲包內(nèi)腔進(jìn)行快速充氣。若快充10 s，壓力開(kāi)關(guān)不動(dòng)作，則可判定此消聲包泄漏嚴(yán)重，即為不合格產(chǎn)品，不必進(jìn)行下一步檢驗(yàn)。(2)若快充10s，壓力開(kāi)關(guān)動(dòng)作，還要進(jìn)行流量檢驗(yàn)，即關(guān)閉快充閥，打開(kāi)慢充閥，慢充15 s后。只有在流量開(kāi)關(guān)不動(dòng)作而且壓力開(kāi)關(guān)保持動(dòng)作時(shí)，才可判定此消聲包為合格產(chǎn)品；如果流量開(kāi)關(guān)動(dòng)作或壓力開(kāi)關(guān)不動(dòng)作，都判定此消聲包為不合格產(chǎn)品。(3)產(chǎn)品合格應(yīng)有合格指示(綠燈)并進(jìn)行排氣，不合格應(yīng)有不合格指示(紅燈)并進(jìn)行排氣，判斷出產(chǎn)品是否合格之后，按下停止按鈕，壓緊氣缸縮同，延時(shí)2 s后(或者用限位開(kāi)關(guān))，伸縮氣缸縮回，延時(shí)2 s后(或者用限位開(kāi)關(guān))，系統(tǒng)停在初始位置，等待下一消聲包的檢測(cè)啟動(dòng)。(4)上述過(guò)中，按下急停按鈕，系統(tǒng)它即停止，并有急停指示，等到按下回原點(diǎn)按鈕，急停指示燈滅。(5)應(yīng)有短路保護(hù)。(6)按下回原點(diǎn)按鈕，系統(tǒng)自動(dòng)向原點(diǎn)回歸。

4 結(jié)語(yǔ)

　　該消聲器走向、氣密檢測(cè)設(shè)備，采用PLC控制，具有以下特點(diǎn)：

　　(1)充分發(fā)揮了PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)運(yùn)行可靠、控制靈活、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。系統(tǒng)從投產(chǎn)以來(lái)，運(yùn)行穩(wěn)定，完全能滿(mǎn)足生產(chǎn)工藝的要求。

　　(2)操作方便，穩(wěn)定可靠。該設(shè)備采用PLC控制，大大提高了系統(tǒng)工作可靠性、柔性，運(yùn)行更加穩(wěn)定；操作面板簡(jiǎn)潔，操作使用方便可靠，顯示直觀。

　　(3)控制回路簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)適用。氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)回路簡(jiǎn)單，并用PLC控制，驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)成本相對(duì)較低，能適應(yīng)單件和大批量生產(chǎn)。能很好地滿(mǎn)足中小規(guī)模生產(chǎn)廠家檢測(cè)需要，由于氣密檢測(cè)與走向檢測(cè)融為一體，檢測(cè)方便，節(jié)省成本，減輕r勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了檢測(cè)效率。