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３　２４０ｍｉｎ，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２４Ｖ。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，反映到刀检杆末端最大偏差为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。

      图３　刀具检测装置的工作原理

      图４　刀具与刀检杆位置偏移计算

      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。

      图５　检测装置
 

      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２３２×０．２／６０≈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）

      图６　修改后偏移计算

      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。