吳國雄

（廣東省技師學院）

摘　要：介紹汽車發動機缸體加工生產線基本構成及HR3040加工中心結構與加工工藝，分析生產過程中出現的刀具檢測故障的原因，并通過加長直線軸承、更換刀檢桿、改進檢測裝置等方法，有效控制了加工中心刀具檢測裝置故障率，提高了發動機缸體的生產效率。

0　引言

汽車發動機缸體生產線呈U型布置，展開全長250m，加工設備31臺，輔助設備8臺，其中利用HR3040加工中心完成瓦蓋螺栓孔及油底殼螺栓孔的加工。2014年6-12月，刀具檢測故障共出現3040min，停機時間長，對生產線的正常運行造成了嚴重影響。

1、加工中心HR3040設備結構與加工工藝

加工中心HR3040（圖1）加工的部位為發動機缸體瓦蓋螺栓孔及油底殼螺栓孔（圖2），加工工藝為：（1）工件定位；（2）滑臺前進加工底孔；（3）轉塔旋轉切換主軸箱；（4）攻絲，同時對鉆頭進行刀具折斷檢測。其中，刀檢機構用于斷刀檢測以防止加工出不良品。

2、刀具檢測裝置的工作原理

如圖3所示，當加工中心對發動機缸體進行攻絲時，利用刀檢桿與刀具接觸時形成通路驅動繼電器向PLC發信號，完成對刀具折斷的檢測。動作順序：（1）刀檢油缸下降；（2）刀具檢測；（3）接通刀檢繼電器；（4）信號傳給PLC；（5）程序判定；（6）判定OK，油缸上升。

3、刀具檢測裝置故障原因分析

3.1刀具與刀檢桿連接有油污

刀具未折斷而出現的誤報警是HR3040/3041設備刀檢故障的主要現象，占到總故障的98.0％。檢測發現刀檢繼電器CR0及CR1不得電，其電壓為16V，低于正常工作電壓24。對刀具與刀檢桿接觸情況進行檢查，發現接觸部分有油污，引起電阻增加，致使繼電器工作電壓降低，直至無法工作。

3.2刀具與刀檢桿位置偏移

如圖4所示，經過測量與理論計算驗證，當頂絲擰緊后，刀檢配合間隙為12.5-12.3=0.2mm，反映到刀檢桿末端Z大偏差為232×0.2/32=1.45ｍｍ，大于標準要求（1ｍｍ），會導致刀檢桿位置偏離刀具。

4、刀具檢測裝置改進

4.1檢測裝置的改進

如圖5所示，利用光電開關進行檢測，將刀具狀態轉換為光信號的變化。借助光電元件將光信號轉變為電信號，具有精度高、反應快、非接觸等優點，徹底消除了油污對感應信號的影響。

4.2降低末端檢測部分的晃動量

為了降低刀檢桿末端檢測部分的晃動量，確保其與刀具緊密貼合，減少磨損量，將原有刀檢直線軸承長度由32ｍｍ改為60ｍｍ，經測算刀檢桿末端Z大偏差為232×0.2/60≈0.77ｍｍ，小于標準要求（1ｍｍ），從而大大減少了刀檢桿位置與刀具的偏離（圖6）。

5、結語

根據刀具檢測裝置的工作原理，分析刀具檢測裝置故障現象，故障原因是刀具與刀檢桿連接有油污及刀具與刀檢桿位置偏移，通過采用光電開關進行檢測及增加刀檢直線軸承長度，有效控制了刀具未折斷而出現的誤報警。

來源：《機電信息》2015年第21期