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針閥偶件（jiàn）配磨係統方案

2013-12-21 來源：無錫油泵（bèng）油嘴研究所作者：張寶田張麗敏

針（zhēn）閥偶件是柴油機（jī）噴油器三對精密偶（ǒu）件之（zhī）一，其加工能力和產品質量直接影響噴油器的生產（chǎn）能力和性能（néng），從而（ér）影響到整機的產能和性能。目前為滿足針閥偶件的大批量生（shēng）產需求，主要采用偶件（jiàn）配磨工藝，配磨工藝具有高效、高精度的特點，但配（pèi）磨過程中加（jiā）工（gōng）、檢測等環節相互獨立，未能進行（háng）資源的有效（xiào）整合，自動化（huà）、信息（xī）化程度不高。為進一步提高加工效率和（hé）加工（gōng）質量，實現配磨自動化，減少人為因（yīn）素，本文對針（zhēn）閥偶件配磨係統進行了研究。

　　針閥偶件（jiàn）配磨（mó）策略

　　針閥（fá）偶件配磨（mó）策略是實現配磨係統的基礎，研究配磨係統需要（yào）對配磨過程進（jìn）行梳理，合理有序地組織加工過程。

　　具體（tǐ）配磨策略為（wéi）：針閥體和針閥完成（chéng）偶件麵精（jīng）加工前（qián）道工序，操作者接到生產任務單，首先領料。采用中孔座麵磨床加工（gōng）針閥體中孔及座麵，設備具備單機自動上下料功能，加工完成後對中孔進（jìn）行線後檢測，並將檢測結果反饋給操作者，用（yòng）於加工質量的判定，合格則加工（gōng）偶件配磨工序，不合格則存放至（zhì）不（bú）合格品（pǐn）區。根據檢測結果對中孔磨削過程進行控製，針閥偶件配磨時采用外圓磨床，具備單機自動上下料功能，依據中孔尺寸配磨針閥外圓，同時進行在線檢（jiǎn）測，保（bǎo）證配副質（zhì）量，實現（xiàn）針閥偶件一一配對。

　　針閥偶件配磨（mó）係統設計

　　1.配磨係統需求分析

　　目前針閥偶（ǒu）件（jiàn）配磨的自動化、信息化（huà）程度不高，配磨過程各環節（jiē）相對獨（dú）立，未能實現過程的高度自動（dòng）化，也未能與MES（製造執行係統）、CAPP（計算機輔助工藝過程設計）係統進行信息共享，缺少對加工過程質量的控製，製約了產能和質量的提升，增加了企業的生產成本。

　　基於企業提升產能和質量的迫切需求，本文提出（chū）了一種針閥偶件配磨係統，對針閥偶件配磨過程進行優化，實現偶件自動（dòng）化配磨，與現有的MES、CAPP係統進行集成（chéng），並對加工過程質量進行控製反饋，減少人工參與環節（jiē）。

　　2.配磨係統總體方案設計

　　研（yán）究針閥偶（ǒu）件配磨係統的目標是實（shí）現高度自動化配磨（mó）加（jiā）工，以（yǐ）現行配磨策略為基礎，最大（dà）限度地整合資源，提升信息化、自動化水平，係統方案如圖1所示。

圖1 針閥偶件配磨係（xì）統方案

　　針閥偶件配磨係統開發采用三層架構，分為表示層（céng）、業務邏輯（jí）層和數據訪問層。表示層為最上層，主要為用戶請求的（de）接受和數據的返回；業務邏輯層位於表示層與數據訪問層中間，負責對（duì）數據層的操作；數據訪問層（céng）是對原（yuán）始數據的操作層（céng），實現（xiàn）數（shù）據的增刪改查（chá）。層與層之（zhī）間依賴（lài）關（guān）係是向（xiàng）下的，上層設計的改變對底層不產生任何影響，增（zēng）強了（le）係統（tǒng）的安全性，便於係統進行擴展（zhǎn）和移植。針閥偶（ǒu）件配磨係統總（zǒng）體架構如圖（tú）2所示。

圖2 針閥偶件配磨係統總體架構

　　3.配磨係統功能模塊設計

　　針閥偶件配磨（mó）係統依據需求可劃分為六個主要功能模塊：配磨任務管理模塊、配磨加（jiā）工管理模塊、加工質量（liàng）管理模塊、運行狀態監控模塊、偶件BOM管理（lǐ）模塊（kuài）和用戶管理模塊，如圖3所示。

圖3 針閥偶件配磨係統功能結（jié）構設計

　　（1）配（pèi）磨任務管理模塊與MES係統集（jí）成，獲取生產任務單，並對任務單進行管理，實時更新加工完成（chéng）情況。配（pèi）磨計劃是配磨係統數據的源頭，是其他模塊數據的基礎。

　　（2）配磨加工（gōng）管理（lǐ）模塊根據（jù）生產任務單與CAPP係統集成，獲取偶件配副加工工（gōng）藝。根據偶件加工（gōng）要求設定（dìng）針閥體、針閥加工參數，包括砂輪轉速、修整頻（pín）次（cì）、工件轉速等，並能根據檢測結果自動修正加工參數，確保偶件配副質量。

　　（3）加工質量管理模塊對針（zhēn）閥體和針閥加（jiā）工質量數據進行采集，並進行SPC統計過程控製，利用控製圖進行過（guò）程監控，對加工（gōng）過程進行分析評價，適時修正加工參數，使加工過程（chéng）更加穩定，同時完成針閥偶件數據的配對工作，將成功配副數量和質量信息反饋至任務單。

　　（4）運行狀態監控模塊實現對（duì）加工機床本體、檢測裝置、自動上下料裝置、冷卻裝（zhuāng）置等硬件工作狀態的監控，並對異常狀態進行緊急處置，同時將狀（zhuàng）態信息反饋至MES係（xì）統，實現信息共享。

　　（5）偶件BOM管理模塊可查詢針閥偶件的工藝BOM，通過與CAPP係統集成獲取針閥偶件工藝BOM，並隨CAPP係統自動更新數據。

　　（6）用戶管理模塊主要功能包括新用戶添加、用戶（hù）信息維護、用（yòng）戶刪除和登錄管理。係統管理（lǐ）員可進行用戶的添加、修（xiū）改、刪除，用戶的角色權限由管理員分配，並配置相應的（de）菜單。用戶通（tōng）過登錄進行身份驗（yàn）證，確認權限加載相應菜單，可修改個人密碼和維護個人基本信息。

　　4.配磨係統數據庫設計

　　數據庫（kù）是邏輯上相關的數（shù）據（jù）的（de）集合，它（tā）通常是為（wéi）了實現某一目（mù）的、具有特定用（yòng）戶的、反映（yìng）真實世界的數（shù）據聚集。配磨係統的數據庫是實現數據管（guǎn）理、完成配磨自（zì）動化、提升加工效率的基礎，設計一個好的數據庫可極大的提高配磨係統的性能，同時也便於係（xì）統（tǒng）開（kāi）發和後續係統升級維護。

　　針閥（fá）偶件配磨係統（tǒng）數據庫設計主（zhǔ）要圍繞生產任務單展開，其基礎信息來源於MES和CAPP係統，通（tōng）過集成技術獲取任務（wù）單及其相關的加工工藝信息，並由此獲取加工（gōng）機（jī）床、上下料機構、檢測裝置、砂輪等硬件（jiàn）的（de）工作參數和（hé）狀態。係統中每條生產任務單對應一條或多條加工參數（shù），根據需要選擇合適的加工參數進行加工，加工後會產生多（duō）條（tiáo）對應的質量數據，作為（wéi）配磨的依據，通過對質量數據的分析（xī）反饋（kuì），進（jìn）行加工過程控製。同時通過數據庫的查詢功能可獲取所有與生產任務單相關聯的數據信息，如參與配磨的所有硬件（jiàn）的狀態，以便係統及時進行相應（yīng）處置。

　　針閥偶件配磨（mó）係統的實現

　　針閥偶件配磨係統采用B/S分層體係架構，應用代碼分離技術，將後台代碼與頁麵代碼分離，確保係統運行安全，服務器端操作係統采用Windows Server 2003，客戶端采用Windows XP，數據庫使用SQL Server 2005，開發（fā）工具選用Visual Studio 2005，編程語言使用C#，瀏覽器采用IE6.0以上版本。

　　采用Web Service訪問技術實現MES、CAPP係統的集成，將需要集成的部分封裝成Web Service，偶件配磨係統通過特定的API進行訪問，以XML格式作為中間格式進行數據交換，實現跨平台信息共享。

　　為（wéi）提升偶件配磨係統的開發效率，使用OR－Mapping組件以麵向對（duì）象的方式操（cāo）作數據，從（cóng）而（ér）無需關心底層數據的存儲方式和SQL語句，極大地簡化了代碼開發工作，同時也方便了後續的擴展維護工作。

　　結語

　　針閥偶件配磨（mó）係統與（yǔ）現有的MES、CAPP係統（tǒng）進行了（le）集成，對MES係統的功（gōng）能進行了進一步擴展，對配磨（mó）過程中各個相對獨立的環節進行整合，使配磨過程自動化，並充分利用測量數據進行加工過程質量控製。適時修正加工參數（shù），實現配磨過程閉環（huán）控製，減少了（le）配磨過程中的不穩（wěn）定（dìng）因素，有利於精密偶件的大批量生（shēng）產。不僅節約了成本，而且提升了（le）產能，對企業實施信息化和自動化具（jù）有一定的（de）參考（kǎo）意義。

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