專利名稱：一種高精度氣缸氣密性檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于泄漏測試領(lǐng)域，具體涉及一種可實現(xiàn)自動化的高精度氣缸氣密性檢測
>J-U ρ α裝直。
背景技術(shù)：
氣缸是氣動系統(tǒng)最普遍的執(zhí)行元件，廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動化領(lǐng)域。與電機(jī)相比，氣缸更擅長做往復(fù)直線運(yùn)動，尤其適應(yīng)于工業(yè)自動化最多的傳送要求——工件的直線搬運(yùn)。且僅僅通過調(diào)整氣缸的進(jìn)氣壓力和進(jìn)排氣的閥門開度就可以簡單的實現(xiàn)穩(wěn)定的速度控制。但是，由于裝配不合格或配件破損等原因，生產(chǎn)的氣缸經(jīng)常出現(xiàn)泄漏問題。泄漏的氣缸不僅影響氣缸的運(yùn)動特性同時也造成極大的能源浪費(fèi)。因此有必要在氣缸出廠前進(jìn)行相關(guān)的氣密性檢測。當(dāng)前的工廠里應(yīng)用最普遍的檢測手段為氣泡法和涂抹法，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泄漏。涂抹法為通過在氣缸表面涂抹肥皂泡等液體來觀察泄漏情況。這兩種方法不僅勞動強(qiáng)度大，測試效率低，而且依靠人的主觀判斷，容易出現(xiàn)誤判。本發(fā)明提出了一種可實現(xiàn)自動化的高精度氣缸氣密性檢測裝置，可有效克服傳統(tǒng)檢測方法的缺點(diǎn)，該裝置利用差壓技術(shù)和容積補(bǔ)償法可準(zhǔn)確測量氣缸的泄漏，同時，通過自動控制氣路，可測試氣缸左右腔、內(nèi)外漏、高低壓等多種情況下的泄漏，在大幅提高測試效率的同時，也保證了測試精度。
發(fā)明內(nèi)容`為克服傳統(tǒng)手工檢測的效率低、檢測結(jié)果不精確的缺點(diǎn)，本發(fā)明提供了一種高精度氣缸氣密性檢測裝置，該裝置可實現(xiàn)氣缸泄漏自動化檢測，同時運(yùn)用差壓法和容積補(bǔ)償法，可有效提聞檢測精度。本發(fā)明的技術(shù)方案一種高精度氣缸氣密性檢測裝置，包括氣源系統(tǒng)、電磁閥控?fù)Q向系統(tǒng)、差壓檢測系統(tǒng)和PLC控制系統(tǒng)。所述的氣源系統(tǒng)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?fù)Q向系統(tǒng)可通過PLC控制器控制電磁閥的狀態(tài)，使得氣缸在高壓或低壓狀態(tài)將活塞桿伸出或縮回，并將氣缸指定容腔連入測量回路。所述的電磁閥控?fù)Q向系統(tǒng)包括第一電磁換向閥和第二電磁換向閥，均和PLC電連接,其中第一電磁換向閥連接在氣源減壓閥和第二電磁換向閥間，用于切換氣缸進(jìn)氣和排氣，第二電磁換向閥連接在第一電磁換向閥和待測氣缸間，用于將指定氣缸容腔連入測量系統(tǒng)。所述差壓檢測系統(tǒng)包括容積補(bǔ)償氣缸、高精度差壓傳感器、平衡電磁閥和基準(zhǔn)容腔。所述的容積補(bǔ)償氣缸的無桿腔連通氣缸待測容腔，容積補(bǔ)償氣缸的活塞桿同直線電機(jī)輸出軸固定在一起，并相互平行，保持運(yùn)動同步。容積補(bǔ)償氣缸可在直線電機(jī)的驅(qū)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(zhǔn)容腔之間，并能夠快速、準(zhǔn)確的反應(yīng)兩腔之間的壓力差。需要指出的是，所有電磁閥和直線電機(jī)均通過PLC實現(xiàn)自動控制，完全不需人工干預(yù)。本發(fā)明的測試流程如下:通過PLC控制電磁閥的狀態(tài)，使得氣源輸出指定壓力，同時PLC驅(qū)動換向電磁閥，使得氣缸在指定的壓力下將活塞桿伸出或縮回。隨后電磁閥狀態(tài)變化，氣缸待測容腔(左腔或右腔)被連接入測試回路。接著，檢測系統(tǒng)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(qū)動直線電機(jī)完成指定的位移，使得補(bǔ)償氣缸可向待測容腔一次性充入指定容積的氣體。隨后，通過檢測一段時間后差壓傳感器的數(shù)值，若該差壓小于零(即待測腔壓力小于基準(zhǔn)容器)則可認(rèn)定氣缸指定容腔在測試壓力下泄漏量超出允許閾值，氣密性不合格，反之，若氣缸的兩腔在高壓和低壓下的所有泄漏均合格則認(rèn)為該氣缸氣密性是合格的。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)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，完全無需人工干預(yù)。(2)通過差壓法和容積補(bǔ)償技術(shù)，可簡便準(zhǔn)確的判斷氣缸泄漏量與允許的泄漏閾值的關(guān)系，檢測過程與氣缸尺寸無關(guān)。(3)可實現(xiàn)高低壓下兩腔的所有泄漏測試，測試全面，無死點(diǎn)。
圖1為本發(fā)明的氣路原理圖I——?dú)庠矗?——高壓減壓閥； 3，8，12，15，17——電
磁開關(guān)閥；4，5，9，10 , 13，16——電磁換向閥；6——待測氣缸； 7——低壓減壓閥；11—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(bǔ)償氣缸；20——直線電機(jī)； 21——PLC控制器；22——標(biāo)準(zhǔn)容器；圖2為本發(fā)明的檢測流程圖圖3檢測內(nèi)容圖
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)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(tǒng)、電磁閥控?fù)Q向系統(tǒng)、差壓檢測系統(tǒng)和PLC控制系統(tǒng)。所述的PLC控制系統(tǒng)可控制該檢測裝置中所有電磁閥的狀態(tài)，并可驅(qū)動直線電機(jī)(20 )移動指定位移。所述的氣源系統(tǒng)(I)壓力高于氣缸檢測所需高壓，并可通過高壓減壓閥(2)和低壓減壓閥(7)提供高低規(guī)格的兩種壓力，若(3)置于上位，(8)置于下位，則高壓氣體接入氣路，反之，若(3)置于下位，(8)置于上位，則低壓氣體接入氣路。所述的電磁閥控?fù)Q向系統(tǒng)包括電磁閥(4) (5) (9) (10)，若(4)置于上位，
(5)(9) (10)置于下位,則氣缸有桿腔進(jìn)氣,無桿腔排氣,氣缸活塞桿縮回。若(4) (5) (10)置于下位，(9)置于上位,則氣缸有桿腔排氣,無桿腔進(jìn)氣,氣缸活塞桿伸出。若待測氣缸動作完畢后，電磁閥(5)置于上位，(10)置于下位，則氣缸有桿腔接入檢測氣路；若電磁閥(5)置于下位，電磁閥(10)置于上位，則氣缸無桿腔接入檢測氣路。所述的差壓檢測系統(tǒng)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(bǔ)償氣缸(19)，直線電機(jī)(20)和標(biāo)準(zhǔn)容器(22)。若電磁閥(12) (13)置于上位，則測試項目為高壓下的氣缸指定容腔的泄漏；若電磁閥(15)
(16)置于上位，則測試的為低壓下指定容腔的泄漏。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(biāo)準(zhǔn)容器間，若電磁閥(17)導(dǎo)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(bǔ)償氣缸(19) 一端連接氣缸的待測容腔，一端連接直線電機(jī)
(20)。通過直線電機(jī)驅(qū)動活塞的運(yùn)動，實現(xiàn)向待測容腔充入相應(yīng)容積的氣體。若測試的泄漏閾值為G ml/s(測試氣壓下)，測試時間為t S，補(bǔ)償氣缸的活塞面積為S cm2，則在測試前需驅(qū)動直線電機(jī)移動L=G*t/S cm，可使補(bǔ)償氣缸向待測容腔充入V=G*t ml的氣體，如經(jīng)過t時間后，差壓傳感器仍顯示待測容腔壓力小于標(biāo)準(zhǔn)腔，則認(rèn)為待測容腔在該檢測壓力下泄漏率超過G ml/s，氣密性不合格，反之認(rèn)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(tài)進(jìn)行選擇，以確定進(jìn)行高壓檢測或低壓檢測。然后對電磁閥(4)和(9)的狀態(tài)進(jìn)行選擇，若(4)置于上位，(9)置于下位，則活塞桿縮回，反之活塞桿伸出。當(dāng)活塞桿動作完畢后，切換電磁閥(5)或(10)，使得氣缸的指定待測容腔接入測量回路。若(5)置于上位，則氣缸有桿腔接入測量回路；若(10)置于上位，則氣缸無桿腔接入測量回路。隨后測量系統(tǒng)遵循著“充氣——平衡——測量一一排氣”流程進(jìn)行檢測，下面對這四步進(jìn)行詳細(xì)說明。(I)充氣階段。PLC打開電磁閥(17)保證兩腔連通，并控制電磁閥(12) (13)和(15) (16)的狀態(tài)，若(12) (13)置于上位，則氣源同時向待測腔和標(biāo)準(zhǔn)容器充入高壓氣體，若(15) (16)置于上位，則氣源同時向兩腔充入低壓氣體，高壓和低壓壓力可通過減壓閥(11)和(14)調(diào)
M
iF.0(2)平衡過程在平衡階段，PLC將電磁閥(12)和(15)關(guān)閉，使得氣源同待測容腔和標(biāo)準(zhǔn)容器相互隔離，同時電磁閥(17)保持打開狀態(tài)，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(jié)束后，PLC將電磁閥(17)關(guān)閉，使得兩腔隔絕，同時，PLC驅(qū)動直線電機(jī)，完成L=G*t/S cm的位移，以使容積補(bǔ)償氣缸向待測容腔充入V=G*t的氣體。經(jīng)過時間t后，記錄差壓傳感器的測量值，若該差壓小于零，即待測容腔壓力小于標(biāo)準(zhǔn)容腔，則認(rèn)為氣缸的待測容腔在該測試壓力下泄漏量超過G ml/s，氣密性不合格，否則認(rèn)為該項合格。(4)排氣過程當(dāng)某項泄漏測試完畢后，將電磁閥(13)和(16)置于下位，將測量氣路中的氣體排凈。至此，氣缸某項泄漏已經(jīng)檢測完畢，至少需檢測4部分泄漏，如圖3所示。若全部檢測完畢，則結(jié)束，并給出相應(yīng)各項的檢測結(jié)果，如果未檢測完畢，則繼續(xù)重復(fù)如圖2所示的流程。
權(quán)利要求1.一種高精度氣缸氣密性檢測裝置，其特征在于:所述的裝置包括氣源系統(tǒng)、電磁閥控?fù)Q向系統(tǒng)、差壓檢測系統(tǒng)和PLC控制系統(tǒng)，所述的氣源系統(tǒng)連接減壓閥，可同時提供不同的檢測壓力，所述的電磁閥控?fù)Q向系統(tǒng)可以在PLC控制下自動切換氣路，使得氣缸伸出或縮回，并將氣缸指定容腔連接入氣路，所述的差壓檢測系統(tǒng)包括由直線電機(jī)直接驅(qū)動的容積補(bǔ)償氣缸。
2.如權(quán)利要求1所述的一種高精度氣缸氣密性檢測裝置，其特征在于:所述的電磁閥控?fù)Q向系統(tǒng)包括第一電磁換向閥和第二電磁換向閥，均和PLC電連接,其中第一電磁換向閥連接在氣源減壓閥和第二電磁換向閥間，用于切換氣缸進(jìn)氣和排氣，第二電磁換向閥連接在第一電磁換向閥和待測氣缸間，用于將指定氣缸容腔連入測量系統(tǒng)。
3.如權(quán)利要求1所述的一種高精度氣缸氣密性檢測裝置，其特征在于:所述的容積補(bǔ)償氣缸的無桿腔連通氣缸待測容腔，容積補(bǔ)償氣缸的活塞桿同直線電機(jī)輸出軸固定在一起，并相互平行，保持運(yùn)動同步。
專利摘要本實用新型涉及一種高精度氣缸氣密性檢測裝置，包括氣源系統(tǒng)、電磁閥控?fù)Q向系統(tǒng)、差壓檢測系統(tǒng)和PLC控制系統(tǒng)。氣源系統(tǒng)可同時提供高壓和低壓兩種要求的測試壓力。電磁閥控?fù)Q向系統(tǒng)可通過PLC控制器控制電磁閥的狀態(tài)，使得氣缸在高壓或低壓狀態(tài)將活塞桿伸出或縮回，并將氣缸指定容腔連入測量回路。差壓檢測系統(tǒng)中使用容積補(bǔ)償氣缸，該氣缸通過直線電機(jī)驅(qū)動，并在平衡過程結(jié)束后和測量開始前，向待測容腔內(nèi)充入指定容積的氣體，通過差壓傳感器在一段時間后顯示的壓力差來判斷容腔是否出現(xiàn)泄漏。該測量裝置可完全實現(xiàn)氣缸所有泄漏檢測的自動化，具有測試效率高、測試準(zhǔn)確率高的特點(diǎn)，可取代現(xiàn)有工廠中的手工檢測法。
文檔編號G01M3/32GK203053664SQ20132004253
公開日2013年7月10日 申請日期2013年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月25日
發(fā)明者李晶, 仝曉萌, 杜丙同 申請人:北京愛社時代科技發(fā)展有限公司