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)領域：
本發(fā)明屬于泄漏測試領域，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，廣泛應用于工業(yè)自動化領域。與電機相比，氣缸更擅長做往復直線運動，尤其適應于工業(yè)自動化最多的傳送要求——工件的直線搬運。且僅僅通過調(diào)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(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(guān)的氣密性檢測。當前的工廠里應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，該裝置利用差壓技術(shù)和容積補償法可準確測量氣缸的泄漏，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，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，同時運用差壓法和容積補償法，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)、電磁閥控換向系統(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。所述的電磁閥控換向系統(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。所述的電磁閥控換向系統(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)包括容積補償氣缸、高精度差壓傳感器、平衡電磁閥和基準容腔。所述的容積補償氣缸的無桿腔連通氣缸待測容腔，容積補償氣缸的活塞桿同直線電機輸出軸固定在一起，并相互平行，保持運動同步。容積補償氣缸可在直線電機的驅(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容腔之間，并能夠快速、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(xiàn)自動控制，完全不需人工干預。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容器)則可認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為該氣缸氣密性是合格的。本發(fā)明的優(yōu)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，完全無需人工干預。(2)通過差壓法和容積補償技術(shù)，可簡便準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。
圖1為本發(fā)明的氣路原理圖I——氣源；2——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——容積補償氣缸；20——直線電機； 21——PLC控制器；22——標準容器；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)、電磁閥控換向系統(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(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。所述的電磁閥控換向系統(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)，容積補償氣缸(19)，直線電機(20)和標準容器(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(qū)動活塞的運動，實現(xiàn)向待測容腔充入相應容積的氣體。若測試的泄漏閾值為G ml/s(測試氣壓下)，測試時間為t S，補償氣缸的活塞面積為S cm2，則在測試前需驅(qū)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(jīng)過t時間后，差壓傳感器仍顯示待測容腔壓力小于標準腔，則認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)進行選擇，以確定進行高壓檢測或低壓檢測。然后對電磁閥(4)和(9)的狀態(tài)進行選擇，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，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準容器充入高壓氣體，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準容器相互隔離，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，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(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準容腔，則認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，否則認為該項合格。(4)排氣過程當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，并給出相應各項的檢測結(jié)果，如果未檢測完畢，則繼續(xù)重復如圖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)、電磁閥控換向系統(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，所述的電磁閥控換向系統(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)包括由直線電機直接驅(qū)動的容積補償氣缸。
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:所述的電磁閥控換向系統(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:所述的容積補償氣缸的無桿腔連通氣缸待測容腔，容積補償氣缸的活塞桿同直線電機輸出軸固定在一起，并相互平行，保持運動同步。
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)、電磁閥控換向系統(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。電磁閥控換向系統(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)中使用容積補償氣缸，該氣缸通過直線電機驅(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、測試準確率高的特點，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