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嘉峪檢測網 2020-10-17 15:17
發動機缸蓋是發動機上重要的零件，缸蓋工作在高溫高壓的環境中并承擔進排氣功能，因此需要對水套進行冷卻并對其上的運動部件進行有效潤滑。在缸蓋鑄造和加工過程中，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。
加工結束后需要對工藝孔進行封堵，使水套或油路形成閉合回路，從而實現冷卻水和潤滑油的循環，有效對缸蓋進行冷卻和潤滑。通常使用堵蓋壓入工藝孔的方式對工藝孔進行封堵，壓入堵蓋前，需要在孔內進行涂膠，以達到較好的密封效果。涂膠的有無是關系密封效果好壞的主要因素。
發動機缸蓋工藝孔內涂膠
發動機缸蓋工藝孔內涂膠采用Loctite自動涂膠系統。將研發部門選定膠水型號的膠瓶放入膠罐內，將輸膠管插入膠瓶中，蓋好并緊固好膠罐頂蓋，伺服電動機驅動涂膠工作部分靠近和遠離缸蓋。
設備控制系統發出涂膠指令后，伺服電動機驅動涂膠工作部分靠近缸蓋，甩膠頭伸入工藝孔內，利用壓縮空氣對膠罐內膠瓶施加壓力，同時閥門開啟，膠水通過輸膠管被壓入到甩膠頭內；同時甩膠頭驅動電動機起動，甩膠頭旋轉過程中，膠水在離心力的作用下沿甩膠頭側壁的小孔甩出到孔內壁上。通過控制閥門開啟的時間，來控制涂膠量的多少。
涂膠完成后，伺服電動機驅動涂膠工作部分回原位，涂膠工作完成。
涂膠有無檢測
1. 檢測原理
對缸蓋工藝孔內涂膠檢測的要求為判斷孔內是否涂膠，即判斷涂膠有無。因為膠水有無會對堵蓋壓裝完成后孔的密封性產生影響，所以涂膠工作完成后必需對孔內涂膠進行檢測。使用Cognex工業相機對孔內涂膠進行檢測，檢測原理如圖1所示。
圖1 視覺系統常見構成示意
設備控制系統發出圖像采集指令；曝光光源打開，同時相機采集圖像；圖像處理器對采集到的圖像進行處理、識別和分析并獲得判斷結果；圖像處理器將判斷結果輸入給設備控制系統，設備控制系統對工件進行處理。
圖像處理器利用顏色像素工具來判斷涂膠有無：
1）用一定數量人工判斷涂膠合格的缸蓋對軟件預設膠水圖像內像素數量閾值，如圖2所示。
2）生產線自動運行，圖像處理器拾取所采集膠水圖像內像素數量。
3）圖像處理器判斷膠水圖像內像素數量是否在預設的閾值范圍內。
4）膠水圖像內像素數量在預設的閾值范圍內，即判斷涂膠合格。
5）長期跟蹤，記錄一定數量缸蓋的涂膠檢測圖像內的像素數量，利用6σ原理確定最終閾值范圍。
圖2 預設膠水圖像內像素數量閾
2. 紫外光檢測
選用的密封膠型號為Loctite121078，膠水顏色呈現淺綠色，接近透明，與周圍環境顏色差異較小。膠水顏色淺、相機自帶白光光源致使缸蓋加工表面反光較強，整個系統暴露于環境，使環境光也作用于整個系統等多重因素的影響，使得孔內膠水不易識別。相機拍攝后的照片如圖3所示。
圖3 相機拍攝照片
實際生產過程中，因涂膠檢測不通過產生的設備報警非常頻繁，故對生產正常有序的進行產生影響。為穩定生產，需要經常調整視覺軟件顏色像素工具的像素檢測閾值范圍，造成一定的人力浪費。
通過查詢Loctite 121078說明書確認該型號膠水內含有熒光粉，可以使用紫外光進行檢測。紫外光是電磁波譜中波長10～400nm輻射的總稱，不能引起人的視覺。熒光粉內特定的化學物質在紫外光照射下被激發而發出可見光。不同波長紫外光照射下的熒光粉被激發的程度不同，而發出的可見光顏色也不同，如圖4所示。
圖4 紫外光檢測照片
因為無法得到Loctite 121078膠水內熒光粉的成分，所以無法直接選取針對此型號膠水的紫外光。通過試驗，嘗試不同波長紫外光照射下相機對膠水檢測的效果來選擇特定波長的紫外光。共嘗試了波長為365nm和375nm兩種紫外光，相機的檢測效果如圖5所示。因為波長為365nm的紫外光照射下，膠水的檢測效果良好，所以被選定用于生產線。
圖5 不同波長下的檢測效果
將相機自帶光源在軟件內屏蔽，并在合適位置處額外安裝波長365nm的紫外光源；同時增加光源曝光控制器，以實現相機進行圖像采集時，紫外光源配合相機進行曝光。缸蓋工藝孔內涂膠實際檢測效果如圖6所示。膠水呈現明顯的藍色，且與周圍環境顏色差異明顯。
圖6 缸蓋工藝孔內涂膠檢測效果
重新對圖像處理器內顏色像素工具進行標定，來判斷涂膠有無。其中，用一定數量人工判斷涂膠合格的缸蓋對軟件預設膠水圖像內像素數量閾值，如圖7所示。
圖7 重新預設膠水圖像內像素數量閾值
通過以上措施，生產線恢復穩定運行；同時提高了孔內涂膠有無檢測的成功率，大大降低了因膠水漏涂而產生的質量風險。
結語
通過查閱樂泰膠產品說明書獲得了使用型號的膠水內含有熒光粉的信息，并且可以通過紫外光來進行檢測膠水，從而獲得了新的解決問題的思路；而且新方案效果良好，提高了生產線的綜合效率，大大降低了質量風險。此方法能對同行業或其他行業涉及涂膠檢測要求時，起到借鑒意義。
來源：汽車工藝師
