一種高精度氣缸氣密性檢測裝置的製作方法
2023-10-27 20:07:27 4
專利名稱：一種高精度氣缸氣密性檢測裝置的製作方法
技術領域：
本發明屬於洩漏測試領域，具體涉及一種可實現自動化的高精度氣缸氣密性檢測
>J-U裝直。
背景技術：
氣缸是氣動系統最普遍的執行元件，廣泛應用於工業自動化領域。與電機相比，氣缸更擅長做往復直線運動，尤其適應於工業自動化最多的傳送要求——工件的直線搬運。且僅僅通過調整氣缸的進氣壓力和進排氣的閥門開度就可以簡單的實現穩定的速度控制。但是，由於裝配不合格或配件破損等原因，生產的氣缸經常出現洩漏問題。洩漏的氣缸不僅影響氣缸的運動特性同時也造成極大的能源浪費。因此有必要在氣缸出廠前進行相關的氣密性檢測。當前的工廠裡應用最普遍的檢測手段為氣泡法和塗抹法，氣泡法是將氣缸放入水中，通過觀察氣泡情況判斷氣缸是否洩漏。塗抹法為通過在氣缸表面塗抹肥皂泡等液體來觀察洩漏情況。這兩種方法不僅勞動強度大，測試效率低，而且依靠人的主觀判斷，容易出現誤判。本發明提出了一種可實現自動化的高精度氣缸氣密性檢測裝置，可有效克服傳統檢測方法的缺點，該裝置利用差壓技術和容積補償法可準確測量氣缸的洩漏，同時，通過自動控制氣路，可測試氣缸左右腔、內外漏、高低壓等多種情況下的洩漏，在大幅提高測試效率的同時，也保證了測試精度。
發明內容
為克服傳統手工檢測的效率低、檢測結果不精確的缺點，本發明提供了一種高精度氣缸氣密性檢測裝置，該裝置可實現氣缸洩漏自動化檢測，同時運用差壓法和容積補償法，可有效提聞檢測精度。本發明的技術方案
一種高精度氣缸氣密性檢測裝置，包括氣源系統、電磁閥控換向系統、差壓檢測系統和PLC控制系統。所述的氣源系統可在PLC控制下同時提供高壓和低壓兩種要求的測試壓力。所述的電磁閥控換向系統可通過PLC控制器控制電磁閥的狀態，使得氣缸在高壓或低壓狀態將活塞杆伸出或縮回，並將氣缸指定容腔連入測量迴路。所述差壓檢測系統包括容積補償氣缸、高精度差壓傳感器、平衡電磁閥和基準容腔。容積補償氣缸可在直線電機的驅動下向待測腔充入指定體積的氣體。差壓傳感器連接在氣缸待測腔和基準容腔之間，並能夠快速、準確的反應兩腔之間的壓力差。需要指出的是，所有電磁閥和直線電機均通過PLC實現自動控制，完全不需人工幹預。本發明的測試流程如下:通過PLC控制電磁閥的狀態，使得氣源輸出指定壓力，同時PLC驅動換向電磁閥，使得氣缸在指定的壓力下將活塞杆伸出或縮回。隨後電磁閥狀態變化，氣缸待測容腔(左腔或右腔)被連接入測試迴路。接著，檢測系統遵循充氣——平衡——測量——排氣，完成檢測過程。在測量過程初，PLC需驅動直線電機完成指定的位移，使得補償氣缸可向待測容腔一次性充入指定容積的氣體。隨後，通過檢測一段時間後差壓傳感器的數值，若該差壓小於零(即待測腔壓力小於基準容器)則可認定氣缸指定容腔在測試壓力下洩漏量超出允許閾值，氣密性不合格，反之，若氣缸的兩腔在高壓和低壓下的所有洩漏均合格則認為該氣缸氣密性是合格的。本發明的優點主要包含以下幾個方面:
(I)自動化程度高，通過PLC自動控制氣路，完全無需人工幹預。(2)通過差壓法和容積補償技術，可簡便準確的判斷氣缸洩漏量與允許的洩漏閾值的關係，檢測過程與氣缸尺寸無關。(3)可實現高低壓下兩腔的所有洩漏測試，測試全面，無死點。
圖1為本發明的氣路原理圖1——氣源；2——高壓減壓閥； 3，8，12，15，17——電磁開
關閥；
4，5，9，10，13，16——電磁換向閥；6——待測氣缸；7——低壓減壓閥；
II—測試高壓減壓閥；14—測試低壓減壓閥；18—差壓傳感器；
19——容積補償氣缸；20——直線電機；21——PLC控制器；
22——標準容器；
圖2為本發明的檢測流程圖 圖3檢測內容圖
具體實施方式
下面結合附圖對本發明做進一步說明:
參照圖1，所述的一種高精度氣缸氣密性檢測裝置，包括氣源系統、電磁閥控換向系統、差壓檢測系統和PLC控制系統。所述的PLC控制系統可控制該檢測裝置中所有電磁閥的狀態，並可驅動直線電機(20)移動指定位移。所述的氣源系統(I)壓力高於氣缸檢測所需高壓，並可通過高壓減壓閥(2 )和低壓減壓閥(7 )提供高低規格的兩種壓力，若(3 )置於上位，
(8)置於下位，則高壓氣體接入氣路，反之，若(3)置於下位，(8)置於上位，則低壓氣體接入氣路。所述的電磁閥控換向系統包括電磁閥(4) (5) (9) (10)，若(4)置於上位，(5) (9)
(10)置於下位，則氣缸有杆腔進氣，無杆腔排氣，氣缸活塞杆縮回。若(4) (5) (10)置於下位，(9)置於上位，則氣缸有杆腔排氣，無杆腔進氣，氣缸活塞杆伸出。若待測氣缸動作完畢後，電磁閥(5)置於上位，(10)置於下位，則氣缸有杆腔接入檢測氣路；若電磁閥(5)置於下位，電磁閥(10)置於上位，則氣缸無杆腔接入檢測氣路。所述的差壓檢測系統包括高壓減壓閥(11)，低壓減壓閥(14)，電磁閥(12) (13)
(15)(16) (17)，差壓傳感器(18)，容積補償氣缸(19)，直線電機(20)和標準容器(22)。若電磁閥(12) (13)置於上位，則測試項目為高壓下的氣缸指定容腔的洩漏；若電磁閥(15)
(16)置於上位，則測試的為低壓下指定容腔的洩漏。所述的電磁閥(17)和差壓傳感器(18)連接在氣缸待測容腔和標準容器間，若電磁閥(17)導通，則兩容腔相互連通，可用來平衡兩容腔間的溫度差和壓力差；若(17)斷開，則兩腔相互隔絕，通過差壓傳感器(18)可識別兩腔間的差壓。所述的容積補償氣缸(19) 一端連接氣缸的待測容腔，一端連接直線電機(20)。通過直線電機驅動活塞的運動，實現向待測容腔充入相應容積的氣體。若測試的洩漏閾值為G ml/s(測試氣壓下)，測試時間為t S，補償氣缸的活塞面積為S cm2，則在測試前需驅動直線電機移動L=G*t/S cm，可使補償氣缸向待測容腔充入V=G*t ml的氣體，如經過t時間後，差壓傳感器仍顯示待測容腔壓カ小於標準腔，則認為待測容腔在該檢測壓カ下洩漏率超過G ml/s，氣密性不合格，反之認為該項氣密性合格。參照流程圖2對該裝置的檢測流程做如下說明:
首先，對電磁閥(3)和(8)狀態進行選擇，以確定進行高壓檢測或低壓檢測。然後對電磁閥(4)和(9)的狀態進行選擇，若(4)置於上位，(9)置於下位，則活塞杆縮回，反之活塞杆伸出。當活塞杆動作完畢後，切換電磁閥(5)或(10)，使得氣缸的指定待測容腔接入測量迴路。若(5)置於上位，則氣缸有杆腔接入測量迴路；若(10)置於上位，則氣缸無杆腔接入測量迴路。隨後測量系統遵循著「充氣——平衡——測量——排氣」流程進行檢測，下面對這四步進行詳細說明。(I)充氣階段。PLC打開電磁閥(17)保證兩腔連通，並控制電磁閥(12) (13)和(15) (16)的狀態，若(12) (13)置於上位，則氣源同時向待測腔和標準容器充入高壓氣體，若(15) (16)置於上位，則氣源同時向兩腔充入低壓氣體，高壓和低壓壓カ可通過減壓閥(11)和(14)調整。(2)平衡過程
在平衡階段，PLC將電磁閥(12)和(15)關閉，使得氣源同待測容腔和標準容器相互隔離，同時電磁閥(17)保持打開狀態，使兩腔相互連通，以消除充氣階段造成的壓差和溫度差。(3)測量過程
平衡過程結束後，PLC將電磁閥(17)關閉，使得兩腔隔絕，同吋，PLC驅動直線電機，完成L=G*t/S cm的位移，以使容積補償氣缸向待測容腔充入V=G*t的氣體。經過時間t後，記錄差壓傳感器的測量值，若該差壓小於零，即待測容腔壓カ小於標準容腔，則認為氣缸的待測容腔在該測試壓カ下洩漏量超過G ml/s，氣密性不合格，否則認為該項合格。(4)排氣過程
當某項洩漏測試完畢後，將電磁閥(13)和(16)置於下位，將測量氣路中的氣體排淨。至此，氣缸某項洩漏已經檢測完畢，至少需檢測4部分洩漏，如圖3所示。若全部檢測完畢，則結束，並給出相應各項的檢測結果，如果未檢測完畢，則繼續重複如圖2所示的流程。
權利要求
1.一種高精度氣缸氣密性檢測裝置，其特徵在於:所述的裝置包括氣源系統、電磁閥控換向系統、差壓檢測系統和PLC控制系統，通過PLC控制電磁閥的狀態，使氣缸分別在高壓和低壓下將活塞杆伸出或縮回，並將指定檢測容腔連入測量迴路，在差壓法測試中的平衡步驟結束後，通過補償氣缸向待測容腔一次性充入體積為V=G*t的氣體，其中G為單位時間允許洩漏體積閾值，t為檢測時間，隨後根據差壓傳感器在時間t後的示數判斷氣缸是否洩漏。
2.如權利要求1所述的一種高精度氣缸氣密性檢測裝置，其特徵在於:所述的氣源系統連通高壓減壓閥和低壓減壓閥，並可通過PLC選擇氣路，自動提供高壓或低壓的檢測壓力。
3.如權利要求1所述的一種高精度氣缸氣密性檢測裝置，其特徵在於:所述的差壓檢測系統包括基準容器和容積補償氣缸，該補償氣缸由直線電機驅動，並同待測容腔相連。
4.如權利要求1所述的一種高精度氣缸氣密性檢測裝置，其特徵在於:可以自動檢測包括有杆腔高壓洩漏、有杆腔低壓洩漏、無杆腔高壓洩漏、無杆腔低壓洩漏在內所有氣缸洩漏。
全文摘要
本發明涉及一種高精度氣缸氣密性檢測裝置，包括氣源系統、電磁閥控換向系統、差壓檢測系統和PLC控制系統。氣源系統可同時提供高壓和低壓兩種要求的測試壓力。電磁閥控換向系統可通過PLC控制器控制電磁閥的狀態，使得氣缸在高壓或低壓狀態將活塞杆伸出或縮回，並將氣缸指定容腔連入測量迴路。差壓檢測系統中使用容積補償氣缸，該氣缸通過直線電機驅動，並在平衡過程結束後和測量開始前，向待測容腔內充入指定容積的氣體，通過差壓傳感器在一段時間後顯示的壓力差來判斷容腔是否出現洩漏。該測量裝置可完全實現氣缸所有洩漏檢測的自動化，具有測試效率高、測試準確率高的特點，可取代現有工廠中的手工檢測法。
文檔編號G01M3/32GK103115739SQ20131002892
公開日2013年5月22日 申請日期2013年1月25日 優先權日2013年1月25日
發明者李晶, 仝曉萌, 杜丙同 申請人:北京愛社時代科技發展有限公司