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      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３　２４０ｍｉｎ，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２４Ｖ。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，反映到刀檢桿末端最大偏差為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。

      圖３　刀具檢測裝置的工作原理

      圖４　刀具與刀檢桿位置偏移計算

      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。

      圖５　檢測裝置
 

      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，經測算刀檢桿末端最大偏差為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）

      圖６　修改后偏移計算

      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。