吴国雄

（广东省技师学院）

摘　要：介绍汽车发动机缸体加工生产线基本构成及HR3040加工中心结构与加工工艺，分析生产过程中出现的刀具检测故障的原因，并通过加长直线轴承、更换刀检杆、改进检测装置等方法，有效控制了加工中心刀具检测装置故障率，提高了发动机缸体的生产效率。

0　引言

汽车发动机缸体生产线呈U型布置，展开全长250m，加工设备31台，辅助设备8台，其中利用HR3040加工中心完成瓦盖螺栓孔及油底壳螺栓孔的加工。2014年6-12月，刀具检测故障共出现3040min，停机时间长，对生产线的正常运行造成了严重影响。

1、加工中心HR3040设备结构与加工工艺

加工中心HR3040（图1）加工的部位为发动机缸体瓦盖螺栓孔及油底壳螺栓孔（图2），加工工艺为：（1）工件定位；（2）滑台前进加工底孔；（3）转塔旋转切换主轴箱；（4）攻丝，同时对钻头进行刀具折断检测。其中，刀检机构用于断刀检测以防止加工出不良品。

2、刀具检测装置的工作原理

如图3所示，当加工中心对发动机缸体进行攻丝时，利用刀检杆与刀具接触时形成通路驱动继电器向PLC发信号，完成对刀具折断的检测。动作顺序：（1）刀检油缸下降；（2）刀具检测；（3）接通刀检继电器；（4）信号传给PLC；（5）程序判定；（6）判定OK，油缸上升。

3、刀具检测装置故障原因分析

3.1刀具与刀检杆连接有油污

刀具未折断而出现的误报警是HR3040/3041设备刀检故障的主要现象，占到总故障的98.0％。检测发现刀检继电器CR0及CR1不得电，其电压为16V，低于正常工作电压24。对刀具与刀检杆接触情况进行检查，发现接触部分有油污，引起电阻增加，致使继电器工作电压降低，直至无法工作。

3.2刀具与刀检杆位置偏移

如图4所示，经过测量与理论计算验证，当顶丝拧紧后，刀检配合间隙为12.5-12.3=0.2mm，反映到刀检杆末端Z大偏差为232×0.2/32=1.45ｍｍ，大于标准要求（1ｍｍ），会导致刀检杆位置偏离刀具。

4、刀具检测装置改进

4.1检测装置的改进

如图5所示，利用光电开关进行检测，将刀具状态转换为光信号的变化。借助光电元件将光信号转变为电信号，具有精度高、反应快、非接触等优点，彻底消除了油污对感应信号的影响。

4.2降低末端检测部分的晃动量

为了降低刀检杆末端检测部分的晃动量，确保其与刀具紧密贴合，减少磨损量，将原有刀检直线轴承长度由32ｍｍ改为60ｍｍ，经测算刀检杆末端Z大偏差为232×0.2/60≈0.77ｍｍ，小于标准要求（1ｍｍ），从而大大减少了刀检杆位置与刀具的偏离（图6）。

5、结语

根据刀具检测装置的工作原理，分析刀具检测装置故障现象，故障原因是刀具与刀检杆连接有油污及刀具与刀检杆位置偏移，通过采用光电开关进行检测及增加刀检直线轴承长度，有效控制了刀具未折断而出现的误报警。

来源：《机电信息》2015年第21期