移动式真空压力检测装置.doc

移动式真空压力检测装置
论文中介绍了研制移动式真空压力检测装置的技术背景、制定思路和具体方案等，并以一台具有移动式真空平台的数控机床为例，介绍了安装该装置的施工和调试过程，从而论证了这个压力检测装置的有用价值。
    在机械加工行业中，加工零件的安装定位经常使用真空卡具，利用负压的吸附作用将加工零件固定在密封区上，而在数控机床上真空卡具的失效状况时有发生，因此真空卡具内的真空压力实时监控在加工现场被提出必需求，在这种状况下，我们研制了真空压力检查装置。
    本检测装置针对数控机床使用移动式真空附件的加工现场，关于真空的使用状态能够进行有效的监控和预警，能够实时的监控真空进口压力、真空附件内部工作压力、真空管路和真空过滤器堵塞状况等。当真空系统出现异常，导致真空吸附能力减弱时，本装置将及时发出显然的声光报警和相应的报警提示，能有效的避免因真空原因导致的加工事故发生，凡此类采纳真空吸附形式进行加工的场所，均可使用本装置监控和预警真空系统。
    一、技术背景
    数控机床采纳交换工作台加工生产在国内外是最近几年才开始使用的，主要应用于互换式和翻板式工作台的数控机床类型，为提升加工效率，满足批量生产要求和零件装夹的方便，大多数用户都在移动式交换工作台上安装真空吸附式工装〔真空平台〕，目前各类数控机床对真空平台各个压力状态的检测预警功能还没有更好的形式。
    因为真空平台属于数控机床的附属装置，机床报警系统本身对真空平台的检测和报警功能不是很完善，只要加工时零件和工装出现漏点、卸压、真空系统内部堵塞或进口压力波动等现象时，就会使加工的零件松动或浮起，造成零件发生位移或原点丢失，使零件超差、报废甚至造成技安事故。因此压力检测点的位置应该接近真空密封区，在真空压力值出现变化时，压力检测开关能够及时准确的提供相关信息。
    二、制定方案
    移动式真空压力检测装置是直接检测真空卡具的进口压力，因此是固定在移动的真空卡具上，跟随真空卡具一起运动的，因为这类机床工作台相对独立并经常移动的结构特点，决定了该装置无法外接电源，只能采纳独立的大容量电池进行驱动。
    针对数控机床交换工作台和真空系统的现状进行分析后，确定正常工作时真空系统压力要大于-0.06Mpa，才能把加工零件安全的吸附在平台上，低于-0.06Mpa压力时必必需及时报警，出现警示灯光闪烁和蜂鸣器鸣叫，在正常工作时要在显示屏上实时显示当时的压力数据。
    在机床使用真空平台进行加工时，经常有加工薄板或零件切断的工序，极易将工件切漏，使切屑和油污被真空吸入管路，所以真空管路经常堵塞，而影响真空压力，因此在制定预警装置时，加装了专用真空过滤器，并对过滤器进行检测，在过滤器必需要改换时进行警示，而且制定的过滤器要方便改换。
    在现场实际测绘确定真空检测装置的合适位置和形状大小，增加检测压力报警点，确定检测装置的最大和最小值，压力范围、工作参数、元件的灵敏度和效果，确认检测报警结果的输出方式。增加过滤装置，确定其参数、性能和效果。最终总结所有技术数据，组合各项硬件设备，形成一项完善的安全保护装置。
    三、安装调试
    1、选择在虚拟轴F2060机床上进行调试安装，该机床是有两块交换平台的五坐标卧式加工中心，为不影响机床的正常加工，真空预警器的外形尺寸为：400㎜×100㎜×60㎜，安装在真空平台的真空进口处，使用Φ16的真空气管和KQ2R08的管路接头、弯头、三通进行连接。
    2、为防止加工过程中的切屑和油污进入真空管路和检测装置，采纳AMJ3000杯式真空过滤器进行气体过滤，并配备备用滤芯。
    3、选择ZSE40A高精度数显式真空压力开关，量程：-0.1～0MPa，带有报警信号输出，具有防水，防油，防溅，安装的角度无限制等特性，压力界定值可自主设定，内部有多项参数设定，可设置不同的输出形式。
    4、为使真空预警器工作时能及时发现报警，除了在液晶屏上出现警示外，另外增加蜂鸣器的声音报警，和红色报警灯的灯光闪烁报警。
    5、为保证真空预警器能持续性长时间工作，采纳4500mA-24V大功率电池，并配备备用电池和充电器。
    6、为保证整个控制电路的安全性和可靠性，在预警器内部安装BKN微型断路器，和电源启动、停止按钮，在检测装置工作发生异常时，起到保护作用。