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針閥（fá）偶件配磨係統方案

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

針閥偶（ǒu）件是柴油機噴油器三對精密偶件之一，其加工能（néng）力和產品（pǐn）質（zhì）量直接影響噴油器的生產能力和性能，從而影（yǐng）響到整（zhěng）機的產能和性能（néng）。目前為滿足針閥偶（ǒu）件的大批量生產需求，主要（yào）采（cǎi）用偶件配磨工藝，配磨工藝具有高效（xiào）、高（gāo）精度的特點，但（dàn）配磨過程中加工（gōng）、檢（jiǎn）測等環節相互獨立，未能進行資源的有效整合，自動化、信息化程度不高。為進一步提高加工效率（lǜ）和加工（gōng）質量，實現配（pèi）磨自動化，減少人為因素，本（běn）文對針（zhēn）閥偶件配磨係統進行了研究。

　　針閥偶件配（pèi）磨策略

　　針閥偶件配磨策略是實（shí）現配磨係統的（de）基礎，研究配（pèi）磨係統需要對配磨過（guò）程進行梳（shū）理，合理有序地組織加工過程。

　　具體配磨策略為：針閥體和針閥完成（chéng）偶件麵精加工前道（dào）工序，操作者接到生產任務（wù）單，首先領（lǐng）料。采用中孔（kǒng）座麵（miàn）磨床加工針閥體中孔及座麵，設備具備單機自動上下料功能，加工（gōng）完（wán）成後對中（zhōng）孔進行線後檢測（cè），並（bìng）將檢測結（jié）果反饋給操作者（zhě），用於加工質（zhì）量的判定，合格（gé）則加工偶件配磨工序，不合格則存放至不合格品區。根據檢（jiǎn）測結果對中孔磨削過程（chéng）進行控（kòng）製，針閥偶件配（pèi）磨時采用外圓磨床，具備單機自動上下料功能（néng），依據中（zhōng）孔尺寸配磨針閥外圓（yuán），同時進（jìn）行（háng）在線檢測，保證配副質量，實現針閥偶件一一配對。

　　針閥偶件配磨係（xì）統設計

　　1.配磨係統需求分析

　　目前針閥偶件配磨的自動化、信息化程度不高，配磨過程各環節相對獨立，未能實現過程（chéng）的高（gāo）度自動化，也未能與MES（製造執行係統（tǒng））、CAPP（計算機輔助工藝過程設計）係統進行信息（xī）共享，缺少對加工過程質量的控製，製約（yuē）了（le）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（zhì）量的迫切需求，本文提出（chū）了一（yī）種針閥偶（ǒu）件配磨係統，對針（zhēn）閥偶件配磨過程進行優化，實現偶件自動化配磨，與現（xiàn）有的MES、CAPP係統進行集成，並對加（jiā）工（gōng）過程質量進行控製反饋，減少人工參與環節。

　　2.配磨係統總（zǒng）體方案設計

　　研究針閥偶件配（pèi）磨係統的目標是實現高度自動化配磨加工，以現行配磨策略為基礎，最大限（xiàn）度地整合資源，提升信（xìn）息化（huà）、自動化水平，係統方（fāng）案如圖1所示。

圖1 針閥偶件配磨係統方（fāng）案（àn）

　　針閥偶件配磨係統開發采用（yòng）三層架構，分為表示層、業務邏輯層和數據訪問（wèn）層。表示層為最上層，主要為用戶（hù）請求（qiú）的接受和數據的返回；業務邏輯層位於表示層與數據訪問層中（zhōng）間，負（fù）責對（duì）數據層的操作；數據訪問層是對原始數據的操作層，實現數據的增刪改查。層與層之間依賴關係是向下的，上層設計的改（gǎi）變對底層不產生任何（hé）影響，增強（qiáng）了係統的安全性，便於係統進行（háng）擴展和（hé）移植。針閥偶件配磨係統總體架（jià）構如圖2所示。

圖2 針閥（fá）偶件配磨係統總（zǒng）體架（jià）構

　　3.配磨（mó）係統（tǒng）功能模塊設計

　　針（zhēn）閥偶件配（pèi）磨係統依據需求（qiú）可劃分為六（liù）個主要功（gōng）能模塊：配磨（mó）任務管理模塊、配磨加工管理模（mó）塊（kuài）、加工質量管理模塊、運（yùn）行狀（zhuàng）態監控模塊、偶件BOM管理模塊和用戶管理模塊（kuài），如圖（tú）3所示。

圖3 針閥偶件配（pèi）磨係（xì）統功能結構設計（jì）

　　（1）配磨任務（wù）管理模塊與MES係統集成，獲取生產任務單，並對任務單進行管理，實時更新加工（gōng）完成情況。配磨計劃是配磨係統數據的（de）源（yuán）頭，是其（qí）他（tā）模塊數據的基礎（chǔ）。

　　（2）配磨加工管理模塊根據生產任務單與CAPP係統集成，獲取偶件配副加工工藝。根據（jù）偶件加工要求設定針閥體、針閥加工參（cān）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（dòng）修正加（jiā）工參數，確保偶（ǒu）件配副質量。

　　（3）加工質量管理模塊對針閥體和（hé）針閥（fá）加工質量數據進行采集，並進行SPC統計過程控（kòng）製，利用（yòng）控（kòng）製圖進行過程監控，對加工（gōng）過程進行分析評價，適（shì）時修（xiū）正加工（gōng）參數，使（shǐ）加工過程更加穩定，同時（shí）完（wán）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（wù）單。

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

　　（5）偶件BOM管理模塊可查詢（xún）針閥（fá）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（xīn）數據。

　　（6）用戶管理（lǐ）模塊（kuài）主要功能包括新用戶添加、用戶信息維護、用戶刪除和登錄管理（lǐ）。係統管理員可進行用戶的添加（jiā）、修改、刪除，用戶的角色權限由管理員分配，並配置相應的菜單。用戶通過登錄進（jìn）行身份驗證，確認權限加載相應菜單，可修改個人（rén）密碼和維護個（gè）人基本信息。

　　4.配磨係統數據庫（kù）設計

　　數據庫是邏輯上相（xiàng）關的數據的集合（hé），它通常是（shì）為了（le）實現某一目的、具有特定用戶（hù）的、反映真實世界的數據聚集（jí）。配磨係統的數據庫是實現數（shù）據管理、完成配磨自動化（huà）、提升加（jiā）工效率的基礎，設計一個好的（de）數據庫可極大的提高配磨係（xì）統的（de）性能，同時也便於係統開發和後（hòu）續係統升級維護。

　　針閥偶件（jiàn）配磨係統數據庫（kù）設計主要圍繞生產任務單展開，其（qí）基礎信息（xī）來源於MES和（hé）CAPP係統，通過集成技術獲取任務單及其相（xiàng）關的（de）加工工藝信息（xī），並由此獲（huò）取加工機床、上下料機構、檢測裝置、砂輪（lún）等硬件的工（gōng）作參數和狀態。係統中每條生產任務單對應（yīng）一條或多條加工參數，根據需要選擇合適的加工參（cān）數進行加工，加工後會產生（shēng）多條對（duì）應的質量數（shù）據，作為配磨的依（yī）據，通過對（duì）質（zhì）量數據的分析反饋，進行加工過程控製。同時通過數據（jù）庫的查詢功能可獲取所有（yǒu）與生產任務單相關聯（lián）的（de）數據（jù）信息，如參與配磨的所有硬件的狀態，以便係統及時（shí）進行相應處（chù）置。

　　針閥偶件配磨係統的（de）實現（xiàn）

　　針閥偶件配磨係統采用B/S分層體係架（jià）構，應用代碼分離技術，將後台代碼（mǎ）與（yǔ）頁麵代碼分離，確保（bǎo）係統運（yùn）行安全，服務器端操（cāo）作係統采用Windows Server 2003，客戶端采用Windows XP，數據庫（kù）使用SQL Server 2005，開發工具選用Visual Studio 2005，編程語（yǔ）言使用C#，瀏覽器采用IE6.0以上版本。

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

　　為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（de）方（fāng）式操作數據，從而無需關心底層數據的（de）存儲方（fāng）式和SQL語（yǔ）句，極大地簡化了代碼開發工作，同時也方便（biàn）了後（hòu）續的擴展維護工（gōng）作。

　　結語

　　針閥（fá）偶件配磨係統與現有的MES、CAPP係統（tǒng）進行了集成，對MES係統的功能進行了進一步擴展，對配磨過程中各個相對（duì）獨立的環節進行整合，使配磨過程自動化，並充（chōng）分利用測量數據（jù）進行加（jiā）工過程質量控製。適時修正加工參數（shù），實現配磨過（guò）程閉環（huán）控製，減少了配磨過程中的不穩定因素，有利於精密偶件（jiàn）的（de）大批量生產。不僅節約了成（chéng）本，而且提升了產能，對企（qǐ）業實施信息化和自動化具有一定的參考意義。

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