自动化车床刀具检测优化探讨
2018-5-30 来源： 营口理工学院 作者：朱江
摘 要：随着自动化技术在各个行业的广泛应用，自动化车床刀具的检测方式也开始经历了一定的改革和创新。文章从自动化车床加工零件过程中的问题检测流程进行分析，为检测方式的优化与刀具之间的关系展开探讨。
关键词：自动化车床；刀具；检测技术；优化研究
自动车床的可靠性以及维护策略一直都是相关行业的研究课题，设计部门通过采取可靠性良好的维修模式可以帮助工业企业的发展提高生产资本的使用效率。自动化车床的管使用是一个较为复杂的系统，可以为生产工序的安全运行以及刀具的检测结果进行优化。刀具检测周期的设定一直是该课题中的关键点，若是刀具检测周期过长，可以降低检测过程使用的经费但是往往也会对故障的产生无可奈何；若是刀具检测周期过短，可以提高产品检测质量的同时也会增加检查经费，因此研究部门需要对自动化车床刀具的检测过程进行优化，全面提高工业企业的生产质量和效率。
一、自动化车床刀具检测优化模型分析
在经过对自动化车床设备运行过程的研究可以发现，故障的出现阶段往往是刀具的检测环节，因此文中暂且将其他的设备故障形式称之为小概率事件，在对自动化车床检测优化的研究中只考虑到刀具故障，使用数学中概率理论，建立检测周期为时间单位的期望资费模型，已确定最佳检测周期为基本目的，利用函数的性质将期待值最小情况下的检测周期推算出来，文中将会使用数学模型化的方式求出设备检测周期和刀具更换的最佳时间间隔。
二、自动化车床刀具检测优化问题假设
前文中提到使用自动化车床处理零件的过程作为课题的研究背景，而刀具出现的故障是检测过程中最需要优化的地方，因此研究人员现将出现了100 次故障以后的刀具完成生产零件的数目进行统计。
设定问题：假设自动化车床在刀具故障时无法生产任何合格的零件，而刀具正常的情况下产生的零件均为合格零件，设计出生产最佳情况的故障检测周期和刀具更换状态；假设自动化车床刀具在故障时的零件合格率为40%，而正常情况生产的同时仍然存在2% 的不合格率，求解生产最佳情况的故障检测周期和刀具更换方式。
设定假设：假设每一个零件的生产过程的故障都是随机具的寿命是影响零件产生的直接原因；假设只能使用检测零件的方式判断故障的产生情况；假设不合格零件的检查是没有失误的；假设不论是任何形式的刀具损坏情况维修费用均是3000 元每次，恢复好的刀具是可以立即投入生产过程的；假设工序正常的情况下的停机费用在1500 元每次，这个费用包含了更换刀具的费用；假设零件的检测过程可以不必产生任何费用，只是在检测出不合格零件的同时需要工况的调整和误工。
三、自动化车床刀具检测优化模型建立
（一）零件和故障数据的函数对应
根据前文中列出的100 次故障检测结果，使用计算机软件进行处理之后可以得出对应的散点拟合函数图，根据图中体现的刀具寿命散点的正如态分布情况，可以设立出有关检测周期的概率密度函数，再使用极大值的估计法可以对应的密度数值。根据自动化车床故障的问题假设，不是由刀具的故障和零件的生产数据和刀具故障产生的机率一致，因此可以求解出每一个零件在不是刀具故障产生的不合格情况的概率，由于每一个零件都属互相独立的存在，因此可求解出概率的合计分布情况。
（二）故障优化的模型建立
在对问题假设的分析可以了解到，研究刀具检测情况的问题也是对单个故障目标的研究问题，因此将函数中的平均附加成本设为定值，这个定值越小则故障检测的投资也就越小。自动化车床生产运行过程中的附加成本可以分为三个部分，包括检测成本、不合格零件的浪费费用和刀具的维修费用，其中维修成本中还可以细分为故障后的维修成本和周期性更换刀具的成本。因此自动化车床刀具故障的维护人员可以根据实际生产中的情况设定出对应的检测过程和检查费用，维护流程和维护成本，具体的检测过程可以根据下图得出最终结果。
自动化车床刀具检测优化的流程参考
综上所述，文章使用了函数建模的形式为自动化车床刀具检测优化的古城哦横进行了对应的流程分析，为检测成本、不合格零件的损失情况以及故障维护和更换费用的统计提供了具体的方向。这样的故障检测优化方案可以把把现实中比较难以用经验讨论的问题归为了模型和函数的形式，自动化车床的故障检测和维护人员可以根据实际的生产工序对降低企业资本投入做出贡献，对于企业的经济发展和运营质量的提高也有一定的指导作用。
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