測力分析在工業製造領域的應用

測力分析在工業(ye) 製造領域的應用
珠海市長陸工業(ye) 自動控製係統有限公司 淩見君

【摘 要】 本文簡要敘述了在工業(ye) 製造過程中通過對力、扭矩的監控從(cong) 而判斷產(chan) 品質量的方法
【關(guan) 鍵詞】測力分析 裝配 工業(ye) 製造 力值保持 質量
【Abstract】 This article briefly narrated the product quality judgments method in the industry manufacture process through monitoring and analysis the strength and torque.
【Keywords】 Force analysis, Assembly, Industry manufacture, Force hold, quality
一、前言
隨著製造業(ye) 的不斷發展，製造業(ye) 企業(ye) 麵對客戶對質量要求的不斷提高，在零部件加工製造過程中，如何判斷壓入、夾緊、旋緊、鉚接等動作是否有效，如何判斷兩(liang) 個(ge) 零部件的配合是否合格，是關(guan) 係到產(chan) 品品質的關(guan) 鍵問題之一。眾(zhong) 多零部件製造廠商廣為(wei) 采取的測試手段是力值保持（Force Hold）技術。
二、原理及係統構成
利用應變式傳(chuan) 感器（稱重傳(chuan) 感器Load cell、扭矩傳(chuan) 感器Torque Transducer）將受到的力轉換為(wei) 相對應的mV（一般範圍為(wei) ±30mV）信號，利用隻能力值儀(yi) 加以分析、判斷、甄選。從(cong) 而判斷產(chan) 品質量，係統構成如圖1、圖2所示：
圖1 安裝扭矩檢測係統的擰緊裝配係統示意圖
圖2 安裝力值檢測係統的壓入裝配係統示意圖
如圖1、圖2所示，在需監測工位的氣缸、油缸等壓杆上安裝荷重傳(chuan) 感器作為(wei) 壓頭，並安裝針對零件的工模，當壓向零件時，產(chan) 生的信號傳(chuan) 入高速采樣力值分析儀(yi) UNI800F係列形成有效區間的波形，並將質量控製點（即力或扭矩）保持，並判別，不合格則輸出開關(guan) 報警或指示，合格則錄入電腦存檔。
為(wei) 什麽(me) 可以通過力的分析來甄別有關(guan) 動作是否有效呢？這是因為(wei) 同一工位對應的同種工件在壓入、旋緊、鉚接等等動作過程時，會(hui) 由於(yu) 工件加工精度、材質不同等原因而產(chan) 生不同的反向力，通過對這個(ge) 力波形中“質量控製點”的確認是否落在正常區域內(nei) 來判斷產(chan) 品加工是否合格。
三、製造過程質量判別
質量控製點的確定，是檢驗產(chan) 品合格與(yu) 否的關(guan) 鍵，由於(yu) 這一點是非肉眼能觀察的，於(yu) 是在進行力的分析中需要將其保持下來，作為(wei) 判別或作為(wei) 質控檔案存入上位機。
由於(yu) 在壓入等動作過程中隨著時間在不同位置力將呈現各種變化，其中的某個(ge) 區間力的波形，某個(ge) 力值點大小可以作為(wei) 產(chan) 品合格與(yu) 否的指標。由此我們(men) 需要對零件的裝配加工進行科學有效的分析。
以拐點判斷配合質量：
通過我們(men) 的應用實踐知道，不同的材質零件，不同的動作方式，不同的形狀，不同的裝入路徑等等因素在分析中都必須考慮。圖3中不良品B2為(wei) 軸套內(nei) 孔布滿毛刺，不良品B1為(wei) 軸套內(nei) 孔下半層布滿毛刺，合格品為(wei) 按工藝要求光滑內(nei) 孔，在這三種情況下，軸壓入過程T1區間產(chan) 生不同的波形，由此判別區間T1為(wei) 有效區間，其中a點為(wei) 質量控製點，需要將其保持，可見一般來說，zui直觀的辦法是比較次品與(yu) 合格品產(chan) 生的力的波形，由此確定有效區間及保持點。
圖3 不同品質零件壓入波形圖
以采樣點判斷配合質量：
以采樣點作為(wei) 質量控製依據適用於(yu) 行程較長的孔和軸配合的裝配，例如洗衣機減速離合器、矽油風扇離合器等的裝配，通常孔具有適當的錐度，壓入行程越長受力越大，通常在即將到位的位置通過行程開關(guan) 進行采樣，從(cong) 而確定配合的質量。如圖4所示，圖中A、B、C為(wei) 配合度不同的三條曲線，其中a、b、c為(wei) 對應的采樣點，從(cong) 壓入過程曲線我們(men) 可以看到，A產(chan) 品配合度適中，為(wei) 合格產(chan) 品；而B產(chan) 品配合過盈稍大，可能撐壞軸套，達不到設定工藝要求；C產(chan) 品為(wei) 間隙配合，配合不夠緊密從(cong) 而達不到設定工藝要求；
而作為(wei) 不同的產(chan) 品，所需確定的質量控製點也是千變萬(wan) 化的，常見的質量控製點有如下幾種：
四、結語
過程測力分析係統針對製造業(ye) 生產(chan) 過程中生產(chan) 工具的應力、扭矩及產(chan) 品的重量、應力等參數進行的檢測，如自行車前叉裝配過程、壓鑄成型過程、滾軋、拉拔、鍛造或衝(chong) 壓以及在縱向壓緊、裝配、鉚接的過程應力監控；對成品的檢測如汽車刹車力、振動試驗應變力、材料拉壓力試驗等。通過對這些數據的分析、記錄，製造過程可以重複進行，產(chan) 品質量得到檢測、記錄和提高，同時可建立起產(chan) 品質量檔案，對產(chan) 品材料、製造、裝配、安裝等環節進行監控和記錄，形成產(chan) 品質量跟蹤機製，可有效防止產(chan) 品質量糾紛。目前在工業(ye) 製造過程已有廣泛的應用。

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