針閥偶件配磨係統方案
2013-12-21 來源：無錫油泵油嘴研究（jiū）所 作者：張寶田 張麗敏
針閥（fá）偶件是柴油機（jī）噴油器三對精密（mì）偶件之（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，從而影響到整機的產能和性能。目前為滿（mǎn）足針閥偶件的大批量生（shēng）產需求，主要采用偶件配（pèi）磨工藝，配磨（mó）工（gōng）藝具有高效、高精度的特點，但配磨過程（chéng）中加工（gōng）、檢（jiǎn）測等（děng）環節相互獨立，未能進行資源的有效整（zhěng）合，自動（dòng）化（huà）、信息化程度不高。為進一步（bù）提高加工效（xiào）率和加工質量（liàng），實（shí）現配磨自（zì）動化，減少（shǎo）人為因素，本文對針閥偶件配磨係統進行了研究。
針閥偶（ǒu）件配磨策略
針閥偶件配（pèi）磨（mó）策略是實（shí）現配磨係統的基礎，研究配磨係統需要對配磨過程進行梳理，合理有序地組織加（jiā）工過程。
具體（tǐ）配磨（mó）策略（luè）為：針閥體和針閥完成偶件麵（miàn）精加工（gōng）前道工序，操作（zuò）者接到（dào）生（shēng）產任務單，首（shǒu）先領（lǐng）料。采用中孔座麵磨床加工針閥體中孔及座麵，設備具備單機自（zì）動上下（xià）料功能，加（jiā）工完成後對中孔進行線後檢測，並將檢測結果反饋給操作（zuò）者，用於加工質量的判定，合（hé）格則（zé）加工偶件配磨工序，不合格則存放至不合格品區（qū）。根據檢測結（jié）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（mó）針閥外圓，同時進行在線檢測，保證配副質量，實（shí）現針（zhēn）閥偶件一（yī）一（yī）配對（duì）。
針閥偶（ǒu）件配磨（mó）係統設計
1.配磨係統需求分析
目前針（zhēn）閥偶件配磨的自（zì）動化、信息化（huà）程度（dù）不高，配磨過程各環節相對（duì）獨立，未能（néng）實現過程的高度（dù）自動化，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（háng）信息共享，缺少對（duì）加工過程（chéng）質量的控製（zhì），製約了產能和質（zhì）量的提升，增加了企業的生產成本（běn）。
基於企業提升產能和質（zhì）量的迫切（qiē）需求，本文提出了一種（zhǒng）針閥（fá）偶件配磨係統，對針閥（fá）偶件配磨過程進行優化，實現偶件自動化配磨，與現有的MES、CAPP係統進行集（jí）成，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（tǒng）總（zǒng）體方（fāng）案設計
研究針閥偶件（jiàn）配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（luè）為基礎，最大限度地整合資源，提升信息化、自動化水平，係統方案如（rú）圖1所示。
圖1 針閥偶件（jiàn）配磨係統方案
針閥偶件配（pèi）磨係統開發（fā）采用三層架構，分為表示層、業務邏輯層和數據訪問層。表示層為最上層，主要為用戶請求的接受和數（shù）據的返回；業務邏輯層位於表示層與（yǔ）數據（jù）訪（fǎng）問層中（zhōng）間，負（fù）責對數（shù）據層的操作；數據訪問層是對（duì）原始數據的（de）操作層，實現數據的增刪改查。層與（yǔ）層之（zhī）間依賴關（guān）係是向下的（de），上層設計的改變對底層（céng）不產生任何影響，增強了係統的安全性，便（biàn）於係統進行擴展和（hé）移植。針閥偶件配磨係統總體架構如圖2所示。
圖2 針閥偶件配磨（mó）係統總體架構
3.配（pèi）磨係統功能模塊設計
針閥偶件配磨係統依據需求可劃分為六個主要功能模塊：配磨（mó）任務管理模塊、配磨加工管理模塊、加工質量管（guǎn）理模塊、運行狀（zhuàng）態監控模塊、偶（ǒu）件BOM管理模塊（kuài）和用戶管理模塊，如圖（tú）3所示。
圖3 針閥偶件配（pèi）磨係統功能結構設計
（1）配磨任務管理模塊 與MES係統集成，獲取生產任務單，並對任務單進（jìn）行管理，實時更新加工完成情況。配磨計劃是配磨係統數據的源（yuán）頭（tóu），是其他模塊數據（jù）的基礎。
（2）配磨加工管理模塊 根據生產任務單與CAPP係統集成，獲（huò）取偶件配副加工工藝。根據偶（ǒu）件（jiàn）加工要求設定針閥體、針閥加工參數，包括（kuò）砂輪轉速、修整頻次、工件轉（zhuǎn）速等，並能根據檢（jiǎn）測結果自動修（xiū）正加工參數，確保偶件配副質量。
（3） 加工（gōng）質量管理模塊 對針閥體和針閥加工質量數據進行采（cǎi）集，並進行（háng）SPC統計過（guò）程控製，利用控（kòng）製圖進行（háng）過程監控，對加工過程進行（háng）分析評價，適時修正加工參數，使加（jiā）工（gōng）過程更加穩定，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（xìn）息反（fǎn）饋至任務單。
（4）運行狀態（tài）監（jiān）控模塊 實現對加工機床本體、檢測裝置、自動上下料裝置（zhì）、冷（lěng）卻裝（zhuāng）置等硬件（jiàn）工作（zuò）狀態的監控，並對異常狀態進行緊急（jí）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 可查詢針閥偶件（jiàn）的工藝BOM，通過與CAPP係統集成獲（huò）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（kuài） 主要功能包括新用戶（hù）添加、用戶信息維護、用戶刪除和登錄管理。係統管理員可進行（háng）用戶的添加、修改、刪除，用（yòng）戶（hù）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（lù）進行身份（fèn）驗證，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（xìn）息。
4.配磨（mó）係統數據庫設計
數據庫是邏輯上相關的數據的集合（hé），它通（tōng）常是為了實現某一目的、具有特定用戶的、反映真實世界的數據聚集。配磨係統的數據庫是實現數（shù）據管（guǎn）理、完成配磨自動化、提（tí）升加工效率的基礎，設計一個好的（de）數據庫（kù）可極大（dà）的（de）提（tí）高配磨係統的性能，同時（shí）也便於係統開發和後續係統升級維（wéi）護（hù）。
針閥（fá）偶件配磨係統數據庫設計主（zhǔ）要圍繞生產任務單展開，其基礎信息來源於MES和CAPP係統（tǒng），通過集（jí）成技（jì）術（shù）獲取任務單及其相關的加工工藝信息，並由此獲取加工機（jī）床、上下料機構、檢測裝置、砂輪等（děng）硬件的工作參數和狀態。係（xì）統中（zhōng）每條生產任務（wù）單對（duì）應一條或多條加工參數，根據需要選（xuǎn）擇（zé）合適的加工參數進行加（jiā）工，加工後會產生多條對應的質量（liàng）數據（jù），作為配磨的（de）依據，通過（guò）對質量數據的分析反饋，進行（háng）加工過程控製。同時通（tōng）過數據庫（kù）的查詢功能可獲取所有與生產（chǎn）任務單相關（guān）聯的數據信息，如參與配磨（mó）的（de）所有硬件的（de）狀態，以便係統及時進行相應處置。
針閥（fá）偶件配磨係統的實現
針閥偶件配磨係統采用B/S分層體係架構，應用代碼（mǎ）分離技術，將後（hòu）台代碼與（yǔ）頁麵（miàn）代（dài）碼分離，確保係統運（yùn）行安全，服務器端操作係統（tǒng）采用Windows Server 2003，客戶（hù）端采用Windows XP，數據庫使用SQL Server 2005，開發工（gōng）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（wèn）技術實現MES、CAPP係統的集成，將需（xū）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（yǐ）XML格式作為中（zhōng）間格式進行數據交（jiāo）換，實現跨平台（tái）信息共享。
為提升偶件配磨係統的開（kāi）發效率，使用（yòng）OR－Mapping組件以麵（miàn）向對象（xiàng）的方式操作數據（jù），從而無需關心底層數據的存儲（chǔ）方式和SQL語句，極大地簡化了代（dài）碼開（kāi）發工作，同時也方便了後續的擴展維（wéi）護工作。
結語
針閥偶件配磨係統（tǒng）與現有的MES、CAPP係統進行（háng）了集成（chéng），對（duì）MES係統的功能進行了進一（yī）步擴展，對配磨過程中各個（gè）相對獨立的環節（jiē）進行整合，使（shǐ）配磨過（guò）程自動化，並充分利用（yòng）測量數據進行加（jiā）工過程質（zhì）量控製。適時修正加工參數，實現配磨過程（chéng）閉（bì）環控製，減少了配磨過程中的不（bú）穩定因素，有利於精密偶件的（de）大批量生產。不僅節約了成本，而且提升了產能（néng），對企業實施信息化和自動化（huà）具有一定的參考意義。
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