汽车空调压缩机活塞漆膜的自动化检测

张勇 刘兰和

摘 要：汽车空调压缩机活塞是汽车空调系统中的核心部件，活塞表面涂覆的漆膜能够减小活塞与缸筒内壁的摩擦，对其在汽缸内持续的可靠运行起到了关键作用;所以对于活塞零件漆膜的厚度就需要进行控制和检测。本文介绍了漆膜厚度检测的原理和方法，并采用了全自动化检测的方式对批量生产的活塞进行逐一检测，大大提升了检测效率，降低生产成本。

关键词：活塞漆膜;自动化检测;电渦流测量

引言

活塞漆膜涂覆是汽车空调压缩机活塞生产中的一道重要工序，漆膜涂层厚度是漆膜涂层质量控制的重要参数，对涂装质量有着极大的影响。若漆膜厚度未达到规定要求，则会影响活塞的耐磨性，使得活塞的使用寿命降低，压缩机产品的整体质量下降。因此，漆膜厚度检测一直是涂装漆膜表面处理工序中重要的质控手段之一，研究漆膜厚度检测甚至是自动化检测具有很强的实用价值。

1 漆膜厚度检测方法

漆膜涂层厚度的测量方法主要有楔切法、光截法、电解法、厚度差法、称重法、X 射线荧光法、β 射线反向散射法、电容法、磁性测量法及涡流测量法等[1-4]。其中涡流测量法经过多年的研究发展已成为成熟的测厚技术，采用涡流测量法的涡流测厚仪测量分辨率可达 0.1 μm，精度可达到 1%。涡流测厚仪适用范围广、量程宽、操作简便、价格低廉，并且为无损检测，因此在工业和科研中得到了最广泛的使用。采用无损方法检测厚度既不破坏涂层也不破坏基材，检测速度快，能使大量的检测工作更经济的进行。更重要的是，无损检测厚度的方法能够应用于生产现场进行质量控制[5]。

2 电涡流测量原理及测厚仪

定值的高频电流线圈接近金属时，金属表面会发生涡电流，此涡电流会根据接近金属表面的距离发生变化，使线圈两端的电压发生变化，将此电压变化值通过电流值读取后即可换算成涂镀层的厚度值。此种方法通常用于测量非磁金属上绝缘层厚度。汽车空调压缩机上铝制活塞的漆膜厚度通常采用这种由电涡流测量原理制成的测厚仪进行测量。

漆膜测厚仪一般包括测头，机体、输出装置等。一些漆膜测厚仪具备存储和计算机数据接口，可将检测数据传输到计算机中，对数据进行汇总整理。以日本的KETT品牌漆膜厚度仪为例，介绍测厚仪的技术参数。

3 活塞漆膜厚度自动化检测

由于漆膜厚度检测是空调压缩机活塞生产过程中的一个必要工序，执行每件必检，所以在大批量生产活动中需要能够采用自动检测设备进行线上检测，以免去人工检测的大量工作负担。以实际量产的活塞为例，介绍活塞生产线上膜厚自动检测的实现过程。

1）活塞零件：活塞零件为两端圆柱形，中间由鞍座相连，外形类似一个哑铃，检测时，在两端圆柱面上各取3个测量点进行测量，每一侧的3个测量点在圆周方向上呈120°布置，总计6个测量点，6个测量点须全部合格才可判定此件合格。为便于生产，被测零件实为2个活塞，在膜厚检测工序完成后，在下一工序将零件从中间鞍座位置切割成为两个零件。

2）设备总体描述：采用双轴X-Y机器人配合气动滑台和气动手爪上料，采用单轴机器人配合气动滑台和气动夹紧缸来搬运和夹紧物料，用KETT膜厚检测仪来做膜厚的检测;用气动打标机给物料打标，作为工件是否完成检测的标记。配合下料滑台、上料滑台等，实现对活塞检测和打标的自动连线。设备可通过更换定位件、夹紧件等来实现多品种的产品生产。设备具有占地面积小，集成度高，便于组线的特点，如图1所示。

3）设备工作描述：设备工艺流程分为托盘上料—吹风干燥—膜厚检测—工件打标—下料回托盘这几个部分。人工上料至多层抽屉上下料台，气动滑台推拉抽屉机构移动至上下料台，将抽屉从料台抽出，每层抽屉装满后由伺服举升滑台升降至抽屉工作高度。X-Y两轴两爪机器人从抽屉中抓两个料至吹风干燥料台进行吹风干燥，以去除上一工序附着在工件上的少量切削液;随后抓取下料台的工件回托盘，正向移载单元的两只手爪同时从检测线和打标线下料移至打标线和气动下料台上料后复位，X-Y两轴两爪机器人同时抓取吹风干燥料台两个工件至检测单元工位A和上料滑台工位A，单轴机器人检测单元和单轴机器人打标单元同时夹紧工件，各自移至检测工位B和打标工位B进行检测和打标，上料滑台将工件由上料位A移动至上料位B，反向移载单元三只手爪同时抓取上料滑台B、检测单元工位C、打标单元工位C的工件移至检测单元工位C、打标单元工位C及下料滑台工位B，上料滑台由上料位B复位回到上料位A，随后检测单元、打标单元、下料滑台分别将工件移动至检测工位B检测、打标工位B打标，下料工位A下料，X-Y机器人抓取下料滑台工位A的工件回抽屉原上料位。此为一个工作循环。

结束语：

随着工件表面涂镀层对于工件性能的影响作用越来越大，工件漆膜质量的要求也越来越高，采用自动化方式对工件漆膜厚度进行检测，检测过程的一致性好，同时对于汽车行业等大批量生产的工件可以有效提高劳动生产率。随着检测技术的不断发展，自动化漆膜检测可以在漆膜质量控制中发挥越来越大的作用。

参考文献：

[1] 邓少卿，孙恩毅.浅谈漆膜厚度的测试方法[J].涂料技术与文摘，2004（3）：28-30.

[2] 杨华，董世运，徐滨士.涂镀层厚度检测方法的发展现状及展望[J].材料保护，2008（11）：34-37.

[3] 宋晓辉，安敏，吴钟达.镀层厚度测量方法[J].上海计量测试，2005（3）：35-36.

[4] 刘振作.磁性涂镀层测厚仪技术现状与展望[J]. 试验技术与试验机，2002（3、4）：3-5.

[5] 张瑞，张月富.涂装生产现场漆膜厚度检测仪器的选择与应用[J].现代涂装，2013（8）：59.