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發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋是發(fā)動(dòng)機(jī)上重要的零件，缸蓋工作在高溫高壓的環(huán)境中并承擔(dān)進(jìn)排氣功能，因此需要對(duì)水套進(jìn)行冷卻并對(duì)其上的運(yùn)動(dòng)部件進(jìn)行有效潤(rùn)滑。在缸蓋鑄造和加工過(guò)程中，通常需要工藝孔將被隔絕的水套或油路相互連通行成回路。

加工結(jié)束后需要對(duì)工藝孔進(jìn)行封堵，使水套或油路形成閉合回路，從而實(shí)現(xiàn)冷卻水和潤(rùn)滑油的循環(huán)，有效對(duì)缸蓋進(jìn)行冷卻和潤(rùn)滑。通常使用堵蓋壓入工藝孔的方式對(duì)工藝孔進(jìn)行封堵，壓入堵蓋前，需要在孔內(nèi)進(jìn)行涂膠，以達(dá)到較好的密封效果。涂膠的有無(wú)是關(guān)系密封效果好壞的主要因素。

發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋工藝孔內(nèi)涂膠  

發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋工藝孔內(nèi)涂膠采用Loctite自動(dòng)涂膠系統(tǒng)。將研發(fā)部門選定膠水型號(hào)的膠瓶放入膠罐內(nèi)，將輸膠管插入膠瓶中，蓋好并緊固好膠罐頂蓋，伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)涂膠工作部分靠近和遠(yuǎn)離缸蓋。

設(shè)備控制系統(tǒng)發(fā)出涂膠指令后，伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)涂膠工作部分靠近缸蓋，甩膠頭伸入工藝孔內(nèi)，利用壓縮空氣對(duì)膠罐內(nèi)膠瓶施加壓力，同時(shí)閥門開(kāi)啟，膠水通過(guò)輸膠管被壓入到甩膠頭內(nèi)；同時(shí)甩膠頭驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)，甩膠頭旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，膠水在離心力的作用下沿甩膠頭側(cè)壁的小孔甩出到孔內(nèi)壁上。通過(guò)控制閥門開(kāi)啟的時(shí)間，來(lái)控制涂膠量的多少。

涂膠完成后，伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)涂膠工作部分回原位，涂膠工作完成。

涂膠有無(wú)檢測(cè)  

1. 檢測(cè)原理

對(duì)缸蓋工藝孔內(nèi)涂膠檢測(cè)的要求為判斷孔內(nèi)是否涂膠，即判斷涂膠有無(wú)。因?yàn)槟z水有無(wú)會(huì)對(duì)堵蓋壓裝完成后孔的密封性產(chǎn)生影響，所以涂膠工作完成后必需對(duì)孔內(nèi)涂膠進(jìn)行檢測(cè)。使用Cognex工業(yè)相機(jī)對(duì)孔內(nèi)涂膠進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)原理如圖1所示。

圖1  視覺(jué)系統(tǒng)常見(jiàn)構(gòu)成示意

設(shè)備控制系統(tǒng)發(fā)出圖像采集指令；曝光光源打開(kāi)，同時(shí)相機(jī)采集圖像；圖像處理器對(duì)采集到的圖像進(jìn)行處理、識(shí)別和分析并獲得判斷結(jié)果；圖像處理器將判斷結(jié)果輸入給設(shè)備控制系統(tǒng)，設(shè)備控制系統(tǒng)對(duì)工件進(jìn)行處理。

圖像處理器利用顏色像素工具來(lái)判斷涂膠有無(wú)：

1）用一定數(shù)量人工判斷涂膠合格的缸蓋對(duì)軟件預(yù)設(shè)膠水圖像內(nèi)像素?cái)?shù)量閾值，如圖2所示。

2）生產(chǎn)線自動(dòng)運(yùn)行，圖像處理器拾取所采集膠水圖像內(nèi)像素?cái)?shù)量。

3）圖像處理器判斷膠水圖像內(nèi)像素?cái)?shù)量是否在預(yù)設(shè)的閾值范圍內(nèi)。

4）膠水圖像內(nèi)像素?cái)?shù)量在預(yù)設(shè)的閾值范圍內(nèi)，即判斷涂膠合格。

5）長(zhǎng)期跟蹤，記錄一定數(shù)量缸蓋的涂膠檢測(cè)圖像內(nèi)的像素?cái)?shù)量，利用6σ原理確定最終閾值范圍。

圖2  預(yù)設(shè)膠水圖像內(nèi)像素?cái)?shù)量閾

2. 紫外光檢測(cè)

選用的密封膠型號(hào)為L(zhǎng)octite121078，膠水顏色呈現(xiàn)淺綠色，接近透明，與周圍環(huán)境顏色差異較小。膠水顏色淺、相機(jī)自帶白光光源致使缸蓋加工表面反光較強(qiáng)，整個(gè)系統(tǒng)暴露于環(huán)境，使環(huán)境光也作用于整個(gè)系統(tǒng)等多重因素的影響，使得孔內(nèi)膠水不易識(shí)別。相機(jī)拍攝后的照片如圖3所示。

圖3   相機(jī)拍攝照片

實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，因涂膠檢測(cè)不通過(guò)產(chǎn)生的設(shè)備報(bào)警非常頻繁，故對(duì)生產(chǎn)正常有序的進(jìn)行產(chǎn)生影響。為穩(wěn)定生產(chǎn)，需要經(jīng)常調(diào)整視覺(jué)軟件顏色像素工具的像素檢測(cè)閾值范圍，造成一定的人力浪費(fèi)。

通過(guò)查詢Loctite 121078說(shuō)明書(shū)確認(rèn)該型號(hào)膠水內(nèi)含有熒光粉，可以使用紫外光進(jìn)行檢測(cè)。紫外光是電磁波譜中波長(zhǎng)10～400nm輻射的總稱，不能引起人的視覺(jué)。熒光粉內(nèi)特定的化學(xué)物質(zhì)在紫外光照射下被激發(fā)而發(fā)出可見(jiàn)光。不同波長(zhǎng)紫外光照射下的熒光粉被激發(fā)的程度不同，而發(fā)出的可見(jiàn)光顏色也不同，如圖4所示。

圖4   紫外光檢測(cè)照片

因?yàn)闊o(wú)法得到Loctite 121078膠水內(nèi)熒光粉的成分，所以無(wú)法直接選取針對(duì)此型號(hào)膠水的紫外光。通過(guò)試驗(yàn)，嘗試不同波長(zhǎng)紫外光照射下相機(jī)對(duì)膠水檢測(cè)的效果來(lái)選擇特定波長(zhǎng)的紫外光。共嘗試了波長(zhǎng)為365nm和375nm兩種紫外光，相機(jī)的檢測(cè)效果如圖5所示。因?yàn)椴ㄩL(zhǎng)為365nm的紫外光照射下，膠水的檢測(cè)效果良好，所以被選定用于生產(chǎn)線。

圖5   不同波長(zhǎng)下的檢測(cè)效果

將相機(jī)自帶光源在軟件內(nèi)屏蔽，并在合適位置處額外安裝波長(zhǎng)365nm的紫外光源；同時(shí)增加光源曝光控制器，以實(shí)現(xiàn)相機(jī)進(jìn)行圖像采集時(shí)，紫外光源配合相機(jī)進(jìn)行曝光。缸蓋工藝孔內(nèi)涂膠實(shí)際檢測(cè)效果如圖6所示。膠水呈現(xiàn)明顯的藍(lán)色，且與周圍環(huán)境顏色差異明顯。

圖6   缸蓋工藝孔內(nèi)涂膠檢測(cè)效果

重新對(duì)圖像處理器內(nèi)顏色像素工具進(jìn)行標(biāo)定，來(lái)判斷涂膠有無(wú)。其中，用一定數(shù)量人工判斷涂膠合格的缸蓋對(duì)軟件預(yù)設(shè)膠水圖像內(nèi)像素?cái)?shù)量閾值，如圖7所示。

圖7  重新預(yù)設(shè)膠水圖像內(nèi)像素?cái)?shù)量閾值

通過(guò)以上措施，生產(chǎn)線恢復(fù)穩(wěn)定運(yùn)行；同時(shí)提高了孔內(nèi)涂膠有無(wú)檢測(cè)的成功率，大大降低了因膠水漏涂而產(chǎn)生的質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)。

結(jié)語(yǔ)  

通過(guò)查閱樂(lè)泰膠產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)獲得了使用型號(hào)的膠水內(nèi)含有熒光粉的信息，并且可以通過(guò)紫外光來(lái)進(jìn)行檢測(cè)膠水，從而獲得了新的解決問(wèn)題的思路；而且新方案效果良好，提高了生產(chǎn)線的綜合效率，大大降低了質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)。此方法能對(duì)同行業(yè)或其他行業(yè)涉及涂膠檢測(cè)要求時(shí)，起到借鑒意義。