如一道閃電劃過天際，一個新方案的提出，將在氣門檢測領域?qū)崿F(xiàn)重要突破。目前由北京領邦儀器技術有限公司(簡稱“領邦儀器”)定制研發(fā)出的汽車發(fā)動機氣門自動檢測系統(tǒng)，不僅增加了外觀檢測功能，還克服了以往自動檢測的不足，采用非接觸式檢量，可實現(xiàn)多品種、大批量氣門產(chǎn)品在全尺寸及外觀上的快速綜合檢測(見圖1)。
圖1 設備外觀示意圖
氣門的重要性
氣門是機械工業(yè)重要的基礎攻關件之一，是發(fā)動機配氣機構的關鍵零件(見圖2)。氣門使用性能直接影響發(fā)動機的油耗、排放、功率發(fā)揮等，對節(jié)能、環(huán)保都具有重要的意義。如果把發(fā)動機比作人的心臟，那么氣門就如同人的氣管。近幾年來，因為氣門故障而導致的汽車召回事件屢見不止，凸顯了氣門質(zhì)量在汽配行業(yè)的重要性。而在氣門的生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，質(zhì)量檢測成了最后的關卡。
圖 2 標準氣門外形示意圖
氣門檢測現(xiàn)狀
氣門的質(zhì)量檢測包括多項指標，其中主要是尺寸和外觀的檢測。目前國內(nèi)氣門生產(chǎn)過程的尺寸檢測大多采用千分表和卡板等接觸式檢測方式，除桿部直徑外，其他參數(shù)多采用抽檢方式。因抽檢無法保證及時性和全面性，一旦發(fā)現(xiàn)有廢品，可能造成批量產(chǎn)品報廢，給企業(yè)造成巨大損失。對于氣門的外觀檢測，目前國內(nèi)企業(yè)多采用人工檢測，即通過肉眼檢測外觀，不僅人力成本高，還不能保證檢驗質(zhì)量。
與此同時，人工檢測需要配置多人才能滿足需求，導致效率低下，且存在很大的不確定性，影響企業(yè)的交付質(zhì)量。據(jù)了解，一個年產(chǎn)量1000萬支的氣門制造商，至少需要配備15名檢測人員。
為擺脫以上狀況，部分企業(yè)開始嘗試使用自動檢測設備。這類設備有非接觸式和接觸式兩類。非接觸式檢測設備適用性較好，但只能檢測尺寸，且價格昂貴;而接觸式檢測設備雖然價格低廉，但是對多品種生產(chǎn)的適應性較差，而且在使用過程中有損耗。目前這兩類設備均無法實現(xiàn)外觀檢測。基于以上原因，目前這兩類設備的應用均不廣泛。
領邦增加外觀檢測功能
為滿足客戶大批量、多品種、快速、綜合的檢測需求，領邦儀器為某生產(chǎn)商“量身定做”了氣門自動綜合檢測系統(tǒng)，本系統(tǒng)主要由自動上料系統(tǒng)、尺寸檢測系統(tǒng)、外觀檢測系統(tǒng)、下料及自動分類系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、運動控制系統(tǒng)組成(如圖3所示)。
圖3 檢測系統(tǒng)構成
尺寸檢測系統(tǒng)主要對氣門的外形尺寸和形位公差進行非接觸測量，檢測參數(shù)包括：徑向尺寸、軸向尺寸、徑向跳動、檢測錐面錐度、圓弧槽之間距離、大盤面厚度、錐面跳動等。
外觀檢測系統(tǒng)通過機器視覺功能，對氣門的劃傷、磕碰傷、繡點、裂紋等進行檢測。這一內(nèi)容是領邦儀器提出、設計并模擬實現(xiàn)，將用于改進后的綜合檢測系統(tǒng)中。
數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括信號調(diào)理裝置、信號采集裝置和工控機等，主要對所得到的測量數(shù)據(jù)進行采集，處理并傳輸給工控機進行數(shù)據(jù)處理和分析(參考圖4)。系統(tǒng)配備網(wǎng)絡接口，可以進行檢測設備現(xiàn)場聯(lián)網(wǎng)并統(tǒng)一控制管理，檢測結果能夠打印輸出。
運動控制系統(tǒng)主要控制整個系統(tǒng)在測試過程中的動作，完成被測產(chǎn)品的自動進出料、檢測過程的運動控制。
當一次檢測完成后，系統(tǒng)會自動計算各部分尺寸，自動判斷該產(chǎn)品是否合格。自動分類系統(tǒng)會對不合格產(chǎn)品進行分類輸出。全過程能將合格品和各類不合格品分別放置。為了防止進料出料過程中發(fā)生磕碰現(xiàn)象，進料出料機構均設置緩沖環(huán)節(jié)。另外，該系統(tǒng)還配備了急停裝置，發(fā)生緊急情況時可立即停止設備，防止意外傷害。整套設備采用模塊化設計，便于維護和維修。
圖4 軟件界面示意圖
系統(tǒng)特點
領邦儀器提出的這一方案能夠?qū)崿F(xiàn)氣門產(chǎn)品所有尺寸、形位公差以及外觀的自動綜合檢測，適用范圍廣，更改型號無需進行任何調(diào)節(jié)，檢測效率高，可對抽檢參數(shù)、抽檢率進行自由設定，系統(tǒng)可依據(jù)客戶需求，設定完善的數(shù)據(jù)存儲、分類、統(tǒng)計功能，可使企業(yè)的質(zhì)量管理得到有效提升。每套設備只需配備1名輔助人員，大大節(jié)約人力成本，提高產(chǎn)品交付質(zhì)量，為企業(yè)增強市場競爭力。該系統(tǒng)檢測精度高于目前各企業(yè)要求，檢測效率一般控制在6s以內(nèi)。計量簡單，通過標準氣門對設備進行自動計量，并將計量結果傳輸至軟件系統(tǒng)自動完成計量。
綜合以上特點，有業(yè)內(nèi)人士稱，領邦儀器提出的這一方案，特別是在氣門外觀檢測方面的改進，將帶來氣門檢測領域的劃時代革新。
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※關于領邦儀器：
北京領邦儀器技術有限公司成立于2005年，致力于研發(fā)高端檢測設備，公司成立之初主要是從事國防、軍工檢測設備的定制研發(fā)，從2008年開始，企業(yè)又投入民用設備的定制研發(fā)，為制造業(yè)生產(chǎn)線研發(fā)自動檢測設備，助力中國產(chǎn)業(yè)升級。領邦主要提供定制檢測的咨詢服務到研發(fā)服務的一整套解決方案，幫助客戶完成從需求調(diào)查到產(chǎn)品交付的一整套“交鑰匙”研發(fā)工程。目前公司研發(fā)的檢測設備包括：已投入使用的鐵路車輛輪對激光自動測試機、光伏硅片自動檢測機、汽車氣門、車橋、帶輪、軸承自動測試儀器、引信和包裝盒密封檢測儀、戰(zhàn)略導彈計量、摩擦力矩檢測儀、火工品綜合測試儀、多工位引信密封檢測儀、大容積筒式產(chǎn)品密封檢測儀等。
