加工中心刀具检测装置故障原因分析及改进

0引言

汽车发动机缸体生产线呈U型布置，展开全长250 m，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3 240 min，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；（）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； ()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16 V，低于正常工作电压24 V。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. 2 mm，反映到刀检杆末端最大偏差为232X0. 2/32 = 1. 45 mm，大于标准要求（1 mm)，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经测算刀检杆末端最大偏差为２３２×０．２６００．７７ｍｍ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。

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