PLC控制的消声器检测设备

　　随着汽车工业的迅速发展，汽车噪声控制法规也越来越严格。发动机排气噪声是汽车的主要噪声源，采用结构合理的排气消声器是降低整车车外噪声最简单、最有效的途径。而生产出质量合格的消声器需经过严格的走向和气密检测。目前普遍是将弯管工件的走向枪测和气密榆测分开进行，这是因为走向检测的法兰挡块和气密的堵头集于一点，不易同时满足走向检测和气密检测要求。所以常常先进行工件的走向和螺栓孔径的检测，再搬运到气密的检测设备七进行检测，但是当大批量牛产时常常引起误工、误时，效率低下，不利于产品快速流动，生产线上的产品积压现象较为严重，使用价格较高的测漏仪还提高了生产成本。本设计需要解决的问题是提供一种弯管走向、气密检测设备以达到弯管的走向和气密同时进行检测的目的。

1 工艺过程与控制要求

　　1.1 消声器走向、气密检测设备

　　消声器走向、气密枪测设备包括检测台，待测管件，伸缩气缸，压紧气缸(图1)。操作盘面上设置有接通或断开PLC电源的开关，启动／停止开关、复位按钮、压力显示屏、流量显示屏、合格显示灯及不合格显示灯。其特征在于所述的检测台上设有滑轨，走向检测块和孔径检测块通过待测管件与滑轨连接，待测管件与快允阀门和漏气阀门连接，漏气阀门与流跫传感器连接，快允阀门与压力传感器连接，滑轨分别与伸缩气缸和压紧气缸相连接，伸缩气缸与压紧气缸垂直设置。由于气密枪测与走向检测融为一体，使得检测方便，节省成本，提高了检测效率。

　　1.2 工艺过程

　　消声器的走向、气密检测设备，将待测消声器放置在检测台上，把两法兰检测块推到进、出气法兰面检测进、出气法兰面平面度以及总成走向是否符合标准要求，走向检测完成后把两法兰检测块拉凹原位。对走向检测合格的消声器再进行气密检测，按下启动按钮，气缸将滑轨七的两法兰检测块推开，并把检测气密的两堵头推到法兰面，然后两垂直滑轨的气缸将两堵头推进使法兰面堵住法兰孔。检测消声器的气密性时，先打开快充阀，在消声器中迅速建立起30 kPa的压力，压力由压力传感器显示，达到设定的压力值后快充阀关闭，测漏阀打开，使得测试管件中的压力维持在30 kPa，同时流毓传感器上作，检测测漏阀经流量传感器通过的气流量，当压力恒定在设定值，此时测得的流量为管件的泄漏量。气密检测结束后，按凹原点按钮使设备回到原位。

　　1.3 控制要求

　　在进行走向检测时，按任何按钮设备都不工作，气密试验是将消卢器的进气端与空气压缩机连接，然后将消声器出气端堵住。将压缩空气的压力调至设计所需压力值，在试验压力为0．35105 Pa下，稳定后在流量计七读出流量值，该流量值即为消声器在该压力的漏气量。按下启动按钮，滑轨上的滑块被气缸推动，走向榆测块推走，气密堵头推到原走向检测位，垂直于滑轨的气缸将两气密堵头堵住两法兰孔。快充阀打开，如果在快充达到10s试验压力没有达到0.35105 Pa就判定为不合格件，不合格指示灯亮，并打开排气阀排气；如果在快充达到10 s试验压力达到0.35105 Pa后，快充阀关闭，慢充阀打开，若流量超过规定标准值就判定为不合格件，不合格指示灯亮，并打开排气阀排气；只有在快充达到10 s，试验压力达到0.35105 Pa后，快充阀关闭，慢充阀打开，且试验压力维持在0.35105 Pa的时间为20 s内流量不超过规定标准值才能判定为合格件，合格指示灯亮，并打开排气阀排气；测试结束后自动回原点。在操作面板上有合格指示、不合格指示、启动按钮、急停按钮、回原点按钮。

2 气动系统设计

　　消声器走向、气密检测没备的气动驱动系统是消声器检测驱动执行机构运动的动力装置，主要实现滑轨上的走向检测块和气密堵头前后动作，以及在做气密检测时堵头夹紧与松开的动作，另外就是在气密检测时对消卢器进行充气。

　　工作过程为：压缩窄气经气源后分为4路，一路到控制滑轨上滑块前后滑动的控制气缸；一路到控制气密堵头夹紧与松开的控制气缸；一路到给消声器快充的电磁阀；最后一路到给消声器慢充的电磁阀。测试结束后排气电磁阀打开，排出消声器内测试气体。

3 PLC控制系统设计

　　3.1 I／O地址分配及PLC的选型

　　在PLC系统设计时，首先确定控制方案，下一步就是PLC工程设计选型。工艺流程的特点和应用要求是设计选型的主要依据，在工程设计选型和估算时，应详细分析工艺过程的特点、控制要求，明确控制任务和范围以确定所需的操作和动作，然后根据控制要求估算输入／输出点数、所需存储器容量、确定PLC的功能、外部设备特性等，最后选择有较高性价比的PLC和设计相应的控制系统。根据设计要求和操作盘面的设置，用于接通或断开PLC电源的开关(不占输入端子)；启动开关(占1个输入端子)；复位按钮(占1个输入端子)，若停机时设备不在原位，再开机时要进行复位；急停开关(占1个输入端子)；压力开关(占1个输入端子)；流量开关(占1个输入端子)；除了操作盘上介绍的输入元件外，走向检测结束后用2个限位开关检测两走向检测块是否回到原位。因此需要7个输入端子。输出有滑块前后滑动气缸电磁阀；气密堵头夹紧与松开电磁阀；快充电磁阀；慢充电磁阀；排气电磁阀；合格指示灯；不合格指示灯。因此需要7个输出端子。I／O点数估算时由于需考虑适当的余量，在根据统计而得的输Ⅳ输出点数基础上，再增加了10％～20％的町扩展余鼍，得出输入／输出点数估算数据。通过计算，控制系统外部输入点数(INPUT)为7点，控制输出点数(OUTPUT)为7点。由于三菱FX系列PLC应用较普遍，价格也比较合理，因此选用三菱Fx系列FXlS-20MR机型，该机型共INPUT 24 VDC 7mA 12点，OUTPUT24 VDC／250 VAC 2A8点，能满足系统控制要求，且具有较高的性价比。

3.2 控制程序设计

　　控制程序是消声器走向、气密检测设备设计的核心，程序设计的好坏关系到机器使用性能和操作方便性，同时须考虑程序的工作效率。因此，该设备控制程序设计为：复位操作，单周期等组成环节。各控制环节程序相互融合，设计精巧。各环节程序控制原理如下。回原点操作：为了确保机器从正确的初始位置开

　　始工作，开机时首先要进行初始化操作，否则设备不能被肩动运行。

　　单周期工作：(1)按下启动按钮后，伸缩气缸顶出，延时2 s后(或者用限位开关)，压紧气缸顶出，延时2 s后(或者用限位开关)，快充阀打开，对消声包内腔进行快速充气。若快充10 s，压力开关不动作，则可判定此消声包泄漏严重，即为不合格产品，不必进行下一步检验。(2)若快充10s，压力开关动作，还要进行流量检验，即关闭快充阀，打开慢充阀，慢充15 s后。只有在流量开关不动作而且压力开关保持动作时，才可判定此消声包为合格产品；如果流量开关动作或压力开关不动作，都判定此消声包为不合格产品。(3)产品合格应有合格指示(绿灯)并进行排气，不合格应有不合格指示(红灯)并进行排气，判断出产品是否合格之后，按下停止按钮，压紧气缸缩同，延时2 s后(或者用限位开关)，伸缩气缸缩回，延时2 s后(或者用限位开关)，系统停在初始位置，等待下一消声包的检测启动。(4)上述过中，按下急停按钮，系统它即停止，并有急停指示，等到按下回原点按钮，急停指示灯灭。(5)应有短路保护。(6)按下回原点按钮，系统自动向原点回归。

4 结语

　　该消声器走向、气密检测设备，采用PLC控制，具有以下特点：

　　(1)充分发挥了PLC自动控制系统运行可靠、控制灵活、维护方便等优点。系统从投产以来，运行稳定，完全能满足生产工艺的要求。

　　(2)操作方便，稳定可靠。该设备采用PLC控制，大大提高了系统工作可靠性、柔性，运行更加稳定；操作面板简洁，操作使用方便可靠，显示直观。

　　(3)控制回路简单，经济适用。气动驱动回路简单，并用PLC控制，驱动控制系统成本相对较低，能适应单件和大批量生产。能很好地满足中小规模生产厂家检测需要，由于气密检测与走向检测融为一体，检测方便，节省成本，减轻r劳动强度，提高了检测效率。