CN114858359B - 真空氦检方法及其氦检机 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种真空氦检方法及其氦检机，该氦检机包括氦检组件，所述氦检组件包括真空箱和位于所述真空箱外的多个封堵装置，所述氦检机还包括连通所述真空箱内的真空泵，其中，所述真空箱开设有多个封堵孔，所述封堵装置包括能够与所述封堵孔密封配合的封堵座和安装于所述封堵座的封堵杆，该封堵杆能够从所述封堵孔进入所述真空箱内以对被测工件进行封堵，所述封堵杆为实心杆或所述封堵杆沿杆体的轴线贯通有能够连接气源的气孔。根据该方案能够减少或消除氦气在封堵装置中的残留，从而提高检测精度。

Description

真空氦检方法及其氦检机

技术领域

本申请涉及密封检测领域，更具体地说，涉及一种用于真空氦检的检测方法和氦检机。

背景技术

变速箱作为汽车的重要部件，该部件的油管路的密封要求较高，因此需要对变速箱进行较为精确地密封检测。

由于传统的空气容积试漏方式难以满足试漏精度的要求，为检测变速箱油管路的密封性能，通常采用氦气检测方式。现有的真空箱氦检是将封堵工件的机构固定在真空箱内，但由于氦分子直径和质量小，容易穿过微小缝隙，残留到真空箱内的机械结构里面，导致在重复氦检的情况下难以干净残留氦气，对后检测的工件检漏造成误判。

因此，如何减小氦气残留对氦检精度的影响成为本领域需要解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本申请提出了一种真空氦检方法及其氦检机，以提供一种氦气残留较小的真空氦检方案。

根据本申请，提出了一种氦检机，该氦检机包括机架和氦检组件，所述氦检组件包括设置于所述机架上的真空箱和位于所述真空箱外的多个封堵装置，所述真空箱连通于真空泵，其中，所述真空箱开设有多个封堵孔，所述封堵装置包括能够与所述封堵孔密封配合的封堵座和安装于所述封堵座的封堵杆，该封堵杆能够从所述封堵孔进入所述真空箱内以对被测工件进行封堵，所述封堵杆为实心杆或所述封堵杆沿杆体的轴线贯通有能够连接气源的气孔。

优选地，所述真空箱开设有用于观察被测工件封堵状态的观测孔，该观测孔由透明材料密封。

优选地，所述真空箱包括箱体和能够与该箱体闭合的盖板；其中，所述盖板朝向所述箱体的一面形成有能够与被测工件定位安装的定位面；或者所述盖板朝向所述箱体的一面固定有用于安装所述被测工件的定位座。

优选地，所述机架上设置有用于打开或关闭所述真空箱的位移机构，该位移机构包括第一驱动器和与该第一驱动器驱动连接的移动副，所述箱体和盖板中的一者安装于所述移动副，以在所述第一驱动器的驱动下，靠近或远离固定安装于所述机架的另一者。

优选地，所述封堵杆沿自身轴向方向可弹性浮动地安装于所述封堵座。

优选地，所述封堵装置包括第二驱动器，所述封堵座安装于该第二驱动器的驱动端，以在所述第二驱动器的驱动下沿所述封堵杆的轴向方向靠近或远离所述封堵孔。

优选地，所述封堵装置包括变位机构，该变位机构包括：一级滑台，该一级滑台沿第一方向X可移动地安装于机架；和二级滑台，该二级滑台沿第二方向Y可移动地安装于所述一级滑台，所述第二驱动器固定安装于所述二级滑台；其中，所述第一方向X和第二方向Y彼此垂直，且所述封堵杆的轴向方向与该第一方向X和第二方向Y均不平行。

优选地，所述封堵杆远离所述封堵座的一端固定有封堵头，在所述封堵杆的轴向方向上，所述封堵头的两侧分别形成用于封堵被测工件的第一封堵面和用于在所述真空箱内封堵所述封堵孔的第二封堵面。

根据上述氦检机，本申请还提供了一种真空氦检方法，该方法包括：封堵步骤，使用所述氦检机将被测工件定位于真空箱内，并通过封堵装置同时封堵被测工件的孔结构和真空箱的封堵孔；氦检步骤，真空泵将真空箱抽真空，气源通过封堵杆向被测工件内充入氦气到预定压强，试漏仪检测有无氦气泄漏；氦气回收步骤，将真空箱放空，回收被测工件内的氦气。

优选地，在所述氦检步骤之前，该方法还包括：氮检步骤，真空泵将真空箱抽真空，气源通过封堵杆向被测工件内充入氮气到预定压强，试漏仪检测有无氮气泄漏；如检测到氮气泄漏，则被测工件不合格，将被测工件和真空箱放空；如未检测到氮气泄漏，则将被测工件和真空箱抽真空，然后继续所述氦检步骤。

优选地，所述氮检步骤中，所述充入氮气的预定压强为5-6bar，到达预定压强后保压时长至少2s；和/或所述氦检步骤中，所述充入氦气的预定压强为8-10bar，到达预定压强后保压时长至少3s，试漏仪检测时间为6-8s。

根据本申请的技术方案，氦检机的封堵装置设置于真空箱外，通过伸入封堵孔的封堵杆对被测工件的孔进行封堵。在检测过程中，位于真空箱内的仅有被测工件和封堵杆，因此能够有效减少氦气在封堵装置的结构缝隙中的残留，从而在自动化的批量检测作业中，能够保持较高的检测精度。

本申请的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施方式及其说明用于解释本申请。在附图中：

图1为根据本申请优选实施方式的氦检机的立体图；

图2为图1所示的氦检机的剖视图；

图3为氦检机的封堵装置的立体图；

图4为图3所示的封堵装置的剖视图；

图5为另一种实施方式的封堵装置的立体图；

图6为图5所示的封堵装置的剖视图。

具体实施方式

本申请中涉及的“第一方向X”和“第二方向Y”是以单一封堵装置为基准进行描述的方位词，其中不同封堵装置之间的“第一方向X”和“第二方向Y”没有关联。可以理解的是，上述方位词的描述是为了清楚表示本申请的技术方案而表示的相对位置关系，承载有本申请技术方案的产品的摆放布置方式可不限于本申请图中所示的方位关系，因此上述方位词不对本申请保护范围构成限制。

下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本申请的技术方案。

变速箱油管路密封性要求高，传统的空气容积试漏不能满足试漏精度，普通氦检方式在批量测量时又容易受到检测气体的残留的影响导致误判。有鉴于此，本申请提供了一种能够减小检测气体的残留对检测精度的影响的氦检机，可以理解的是，除用于变速箱油管路的密封性检测，该氦检机也可以简单变形后以用于其他工件的密封性检测。

如图1所示，该氦检机包括机架100和氦检组件。氦检组件用于提供检测环境和封堵被测工件，具体包括设置于机架100上的真空箱110和位于真空箱110外的多个封堵装置120，真空箱110连通于真空泵，以在真空箱110密封的情况下通过真空泵工作在真空箱110内实现检测所需的真空环境。如图2所示，真空箱110开设有多个封堵孔111，该多个封堵孔111与多个封堵装置120一一对应。如图3所示，封堵装置120包括能够与封堵孔111密封配合的封堵座121和安装于封堵座121的封堵杆122，该封堵杆122能够从封堵孔111进入真空箱110内以对被测工件进行封堵。根据实际检测需求，不同封堵装置120的封堵杆122可以分别为实心杆或空心杆。优选地，空心杆的封堵杆122沿杆体的轴线贯通有能够连接气源的气孔，以使气源能够通过该气孔向被测工件内供如检测气体。所述气源优选为氦气，也可以为氮气或其他检测气体。

根据上述方案，检测时将被测工件定位于真空箱110内，封堵装置120的封堵杆122从封堵孔111进入真空箱110内以对被测工件表面的孔结构进行封堵形成对被测工件的密封，同时封堵座121封堵于真空箱110的封堵孔111外侧形成对真空箱110的密封。真空泵工作使真空箱110内被测工件外形成真空环境，再通过气源沿某一个或几个封堵杆122的气孔向被测工件内充入检测气体。随后通过试漏设备检测是否有检测气体泄漏到真空箱110内，从而判断被测工件的密封性。检测过程中，由于封堵装置120的主体均位于真空箱110外侧，仅封堵杆122伸入真空箱110内，因此能够有效减少检测气体在机械结构缝隙中的残留，在批量检测或重复检测的工序中降低了检测气体残留对检测结果的影响。

为方便工作人员实时监控设备运行状态，如图2所示，真空箱110优选开设有用于观察被测工件封堵状态的观测孔112，该观测孔112由透明材料密封。所述观测孔112的数量可以为一个或多个，根据封堵孔111的数量以及被测工件上需要封堵的孔结构的位置而确定。另一方面，被测工件需要准确定位于真空箱110内，以使需要封堵的孔结构与封堵孔111的位置分布相对应，因此该真空箱110内可以设置有用于定位被测工件的定位面或定位销等定位结构。优选情况下，真空箱110包括箱体113和能够与该箱体113闭合的盖板114，该盖板114可以位于真空箱110的顶部、底部或侧部。

优选如图1所示，盖板114朝向箱体113的一面形成有能够与被测工件定位安装的定位面；或者盖板114朝向箱体113的一面固定有用于安装被测工件的定位座。根据该真空箱110，当盖板114打开或与箱体113分离时，工作人员或输送机构将被测工件安装定位于盖板114的定位面或安装于盖板114上的定位座上，从而当盖板114闭合时，能够使被测工件准确定位于真空箱110内的预定位置。所述封堵孔111优选均位于所述箱体113上，封堵装置120设置于与箱体113上的封堵孔111相匹配的位置。

如图1所示，机架100上设置有用于打开或关闭真空箱110的位移机构，该位移机构包括第一驱动器115和与该第一驱动器115驱动连接的移动副116。所述位移机构可以为驱动箱体113和盖板114中的一者相对于另一者旋转，从而使真空箱110打开或关闭的旋转机构，第一驱动器115可以为如电机的旋转驱动器，移动副116可以为传动轴；优选情况下，位移机构也可为线性位移机构，其中箱体113和盖板114中的一者安装于移动副116，以在第一驱动器115的驱动下，线性地靠近或远离固定安装于机架100的另一者。所述第一驱动器115可以为气缸、液压缸或电机搭配丝杠副等形式，所述移动副116可以为滑动安装于机架100的平台或滑块等。例如图1所示，箱体113固定于机架100上，侧方的盖板114在第一驱动器115的驱动下能够靠近或远离箱体113的开口，在远离的情况下，盖板114和箱体113之间存在足够允许被测工件上料或下料的距离空间。

根据上述实施方式的氦检机，在能够精确被测工件的孔位和封堵孔111之间的相对距离的情况下，封堵装置120的封堵杆122可以固定设置于封堵座121用于密封封堵孔111的一面上，或者优选情况下封堵杆122沿自身轴向方向可弹性浮动地安装于封堵座121，从而当封堵座121完成封堵时，封堵杆122在自身轴向方向上具备可弹性浮动的裕度，能够自适应被测工件的孔位与封堵孔111之间的相对距离误差，提高封堵成功率。另一方面，封堵杆122在自身径向方向上优选为可浮动地安装于所述封堵座121，从而使封堵杆122在径向方向上具备相对于封堵座121可浮动的裕度，以提高封堵杆122对被测工件的孔位的找正效率。

封堵装置120可以设置在如机械臂的移动装置上，以控制封堵座121和封堵杆122靠近或远离真空箱110，或者优选如图3和图4所示，封堵装置120包括第二驱动器123，封堵座121安装于该第二驱动器123的驱动端。其中，封堵座121在第二驱动器123的驱动下能够沿封堵杆122的轴向方向靠近或远离封堵孔111。优选地，封堵装置120还可以设置有与所述第二驱动器123固定的导向机构（如导轨），封堵座121与该导向机构导向配合，从而减小第二驱动器123的径向负担，并使封堵座121和封堵杆122的封堵轨迹更为精确。

当需要针对同一种工件类型不同型号的工件进行检测时，由于工件型号不同，被测工件表面的孔位可能存在差异（例如不同型号的变速箱的油管路孔位可能存在差异）。因此，根据本申请优选的封堵方案，封堵装置120包括变位机构，以能够根据不同型号的被测工件的孔位变化调整封堵装置120的封堵位置，从而兼容多种被测工件类型。

如图3和图4所示，该变位机构包括：一级滑台125，该一级滑台125沿第一方向X可移动地安装于机架；和二级滑台126，该二级滑台126沿第二方向Y可移动地安装于一级滑台125，第二驱动器123固定安装于二级滑台126。进行检测前，工作人员可根据被测工件的孔位调整每个封堵装置120的一级滑台125在第一方向X上的移动位置以及二级滑台126在第二方向Y上的位置，以能够使封堵座121和封堵杆122能够准确执行封堵作业。所述第一方向X和第二方向Y优选为彼此垂直，且封堵杆122的轴向方向与该第一方向X和第二方向Y均不平行。可以理解的是，每个封堵装置120的所述第一方向X和第二方向Y是单独定义的，不同封堵装置120的第一方向X和第二方向Y并无关联。根据该实施方式，所述一级滑台125和二级滑台126优选分别由不同的伺服驱动器驱动，基于封堵孔111的内径大于封堵杆122的直径，在变位机构的变位范围内，封堵杆122可在封堵孔111内径向移动且两者间不发生干涉，以适应不同类型被测工件的孔位变化。

另一方面，不同型号的被测工件表面需要封堵的孔位的数量也有可能存在差异。为了能够进一步提高氦检机对不同型号被测工件的适用性，要求封堵装置120在不封堵被测工件时也能够实现对真空箱110的封堵孔111的密封。如图5和图6所示，封堵杆122远离封堵座121的一端优选固定有封堵头127，在封堵杆122的轴向方向上，封堵头127的两侧分别形成用于封堵被测工件的第一封堵面128和用于在真空箱110内封堵所述封堵孔111的第二封堵面129。根据该实施方式的封堵装置120，在该封堵装置120所对应的被测工件表面存在需要封堵的孔位时，由封堵头127的第一封堵面128封堵该孔位，并由封堵座121封堵于封堵孔111的外侧；而在该封堵装置120所对应的被测工件表面不存在需要封堵的孔位时，检测过程中可将封堵杆122向真空箱110外移动，以使封堵头127的第二封堵面129在真空箱110内侧堵住封堵孔111。该实施方式中，所述第二封堵面129的尺寸优选不小于所述封堵座121朝向封堵孔111的一面，封堵装置120的封堵头127始终位于真空箱110内。可以理解的是，本申请的氦检机可设有多个封堵装置120，多个封堵装置120可以分别为前文所述任意实施方式或任意实施方式的结合。

根据本申请的氦检机，封堵装置120设置于真空箱110外，通过伸入封堵孔111的封堵杆122对被测工件的孔进行封堵。在检测过程中，位于真空箱内的仅有被测工件和封堵杆122，因此能够有效减少氦气在封堵装置的结构缝隙中的残留，从而在自动化的批量检测作业中，能够保持较高的检测精度。在此基础上，本申请提供了一种真空氦检方法，该方法包括封堵步骤、氦检步骤和氦气回收步骤。其中，封堵步骤采用本申请提供的氦检机将被测工件定位于真空箱110内，并通过封堵装置120同时封堵被测工件的孔结构和真空箱110的封堵孔111。氦检步骤中，真空泵将真空箱110抽真空，气源通过封堵杆122向被测工件内充入氦气到预定压强，试漏仪检测有无氦气泄漏。完成检测后进行氦气回收，将真空箱110放空，回收被测工件内的氦气。

上述真空氦检方法在氦检步骤之前优选还包括氮检步骤，以检测被测工件是否存在大漏。氮检步骤中，利用真空泵将真空箱110抽真空，气源通过封堵杆122向被测工件内充入氮气到预定压强，试漏仪检测有无氮气泄漏。如检测到氮气泄漏，则被测工件存在大漏，无需氦检即可判断工件不合格，检测完成后将被测工件和真空箱110放空；如氮检步骤中未检测到氮气泄漏，则将被测工件和真空箱110抽真空，然后继续氦检步骤，以进一步检测被测工件是否存在微漏。

根据本申请优选实施方式的真空氦检方法及其氦检机，具体检测步骤如下：检测时由机械手或其他抓取机构将被测工件上料到打开状态的盖板114的定位面或定位座上。第一驱动器115驱动移动副116移动以使盖板114与箱体113闭合，从而使被测工件容纳于真空箱110内。然后封堵装置120的封堵座121和封堵杆122同时分别堵住真空箱110的封堵孔111和被测工件的孔位，以完成封堵步骤。然后首先通过氮检步骤检测工件是否有大漏，先将真空箱110抽真空，向被测工件充普通氮气达到5-6bar的预定压强，到达预定压强后保压时长至少2s，然后通过试漏仪检测有无氮气泄漏。如无氮气泄漏，则将真空箱110和被测工件放空，然后将工件抽真空，以继续氦检步骤。氦检过程中，将真空箱110抽真空，向被测工件内充氦气达到8-10bar的预定压强，到达预定压强后保压时长至少3s，试漏仪检测时间为6-8s。试漏仪检测是否存在氦气泄漏，根据泄漏情况判断被测工件是否存在微漏。检测完成后回收氦气，再打开盖板114取走被测工件。由于真空箱110内结构缝隙较少，因此氦气回收后氦气在真空箱110内能够实现无残留或残留极少，从而能够在短时间内进行下一个被测工件的检测，而无须担心检测气体残留较多影响检测结果。

以上详细描述了本申请的优选实施方式，但是，本申请并不限于上述实施方式中的具体细节，在本申请的技术构思范围内，可以对本申请的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本申请的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本申请对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本申请的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本申请的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (9)

1.氦检机，该氦检机包括机架（100）和氦检组件，其特征在于，所述氦检组件包括设置于所述机架（100）上的真空箱（110）和多个封堵装置（120），所述真空箱（110）连通于真空泵，其中，

所述真空箱（110）开设有多个封堵孔（111），所述多个封堵装置（120）与所述多个封堵孔（111）一一对应，该多个封堵装置（120）设置于所述真空箱（110）外与所述封堵孔（111）相匹配的位置；

所述封堵装置（120）包括能够与所述封堵孔（111）密封配合的封堵座（121）和安装于所述封堵座（121）的封堵杆（122），该封堵杆（122）能够从所述封堵孔（111）进入所述真空箱（110）内以对被测工件进行封堵，所述封堵杆（122）为实心杆或所述封堵杆（122）沿杆体的轴线贯通有能够连接气源的气孔；

在所述多个封堵装置（120）中，至少一个封堵装置（120）的所述封堵杆（122）远离所述封堵座（121）的一端固定有封堵头（127），在所述封堵杆（122）的轴向方向上，所述封堵头（127）的两侧分别形成用于封堵被测工件的第一封堵面（128）和用于在所述真空箱（110）内封堵所述封堵孔（111）的第二封堵面（129）。

2.根据权利要求1所述的氦检机，其特征在于，所述真空箱（110）开设有用于观察被测工件封堵状态的观测孔（112），该观测孔（112）由透明材料密封。

3.根据权利要求1所述的氦检机，其特征在于，所述真空箱（110）包括箱体（113）和能够与该箱体（113）闭合的盖板（114）；其中，

所述盖板（114）朝向所述箱体（113）的一面形成有能够与被测工件定位安装的定位面；或者所述盖板（114）朝向所述箱体（113）的一面固定有用于安装所述被测工件的定位座。

4.根据权利要求3所述的氦检机，其特征在于，所述机架（100）上设置有用于打开或关闭所述真空箱（110）的位移机构，该位移机构包括第一驱动器（115）和与该第一驱动器（115）驱动连接的移动副（116），

所述箱体（113）和盖板（114）中的一者安装于所述移动副（116），以在所述第一驱动器（115）的驱动下，靠近或远离固定安装于所述机架（100）的另一者。

5.根据权利要求1所述的氦检机，其特征在于，所述封堵杆（122）沿自身轴向方向可弹性浮动地安装于所述封堵座（121）。

6.根据权利要求1所述的氦检机，其特征在于，所述封堵装置（120）包括第二驱动器（123），所述封堵座（121）安装于该第二驱动器（123）的驱动端，以在所述第二驱动器（123）的驱动下沿所述封堵杆（122）的轴向方向靠近或远离所述封堵孔（111）。

7.根据权利要求6所述的氦检机，其特征在于，所述封堵装置（120）包括变位机构，该变位机构包括：

一级滑台（125），该一级滑台（125）沿第一方向X可移动地安装于机架；和

二级滑台（126），该二级滑台（126）沿第二方向Y可移动地安装于所述一级滑台（125），所述第二驱动器（123）固定安装于所述二级滑台（126）；

其中，所述第一方向X和第二方向Y彼此垂直，且所述封堵杆（122）的轴向方向与该第一方向X和第二方向Y均不平行。

8.真空氦检方法，其特征在于，该方法包括：

封堵步骤，使用权利要求1-7中任意一项所述的氦检机将被测工件定位于真空箱（110）内，并通过封堵装置（120）同时封堵被测工件的孔结构和真空箱（110）的封堵孔（111）；

氦检步骤，真空泵将真空箱（110）抽真空，气源通过封堵杆（122）向被测工件内充入氦气到预定压强，试漏仪检测有无氦气泄漏；

氦气回收步骤，将真空箱（110）放空，回收被测工件内的氦气。

9.根据权利要求8所述的真空氦检方法，其特征在于，在所述氦检步骤之前，该方法还包括：

氮检步骤，真空泵将真空箱（110）抽真空，气源通过封堵杆（122）向被测工件内充入氮气到预定压强，试漏仪检测有无氮气泄漏；

如检测到氮气泄漏，则被测工件不合格，将被测工件和真空箱（110）放空；如未检测到氮气泄漏，则将被测工件和真空箱（110）抽真空，然后继续所述氦检步骤。

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