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自動化車床刀具檢測優化探討

2018-5-30 來源：營口理（lǐ）工（gōng）學院作者：朱（zhū）江

摘要：隨著自動化技術在各個行業的廣泛應用，自動化車床（chuáng）刀具的（de）檢測方式也開始經曆了一定的改革和創新。文章從自動化（huà）車（chē）床加工零件過程中的問題檢測流程進行分析，為檢測方式的優化與刀具之間的關係展開探（tàn）討（tǎo）。

關鍵詞：自動化車床；刀具；檢測技術；優化研究

自動車床的可靠性以及維護策略一直都是相關行業的研（yán）究課題，設計部門（mén）通過采取可靠性良好的維（wéi）修模式可以幫助（zhù）工業企業的發展提高生產資本的使用效率。自動化車床（chuáng）的管使用是一個較為複雜（zá）的係統，可以（yǐ）為（wéi）生產工序的（de）安全運（yùn）行以及刀具的檢測（cè）結果（guǒ）進行優化。刀具（jù）檢測周期的設定一直是該課題中的關鍵點，若是刀具檢測周（zhōu）期過長，可以（yǐ）降低檢測過程使（shǐ）用（yòng）的經費但是往往也會對故（gù）障（zhàng）的產生無可奈何；若是刀具檢測周期（qī）過（guò）短（duǎn），可以提高產品（pǐn）檢測質量的同時也會增加檢查經費，因此研究部門需要對自動（dòng）化車床刀具的檢測過程進行優化，全麵提（tí）高工業企業的生產質（zhì）量（liàng）和效率。

一（yī）、自動化車床刀具檢測優化模型（xíng）分析

在經過對自動化車床（chuáng）設備運行過程的研究可以發現，故障的出現階段往往是刀具的（de）檢測環節，因此文中（zhōng）暫且將其他的設備故障形式（shì）稱之為小概率事件，在對自動化車（chē）床檢（jiǎn）測（cè）優化的研究中隻考慮到刀具故障，使用數學中概率理論，建立檢測周期為時間單位的（de）期望資費模型，已確定最佳檢測周期為基本目的，利（lì）用函數的性質將期待值最小情況下的檢測周期推算出來，文中將會使（shǐ）用數學模型化的（de）方式求出設備檢測周（zhōu）期和刀具更換的最佳時間間隔。

二、自動（dòng）化車床刀具檢測優化問題假設

前文（wén）中提到使用（yòng）自動化車床處理零件的過程作為課題的研究背景（jǐng），而刀具出現的故障是檢測過程中最需要優化的地方，因此研究人員現將出現了100 次故（gù）障（zhàng）以後的刀具完成生產零件的數目進行統計。

設定問（wèn）題（tí）：假設自動化車床在刀具故障時無法生產任何合格的（de）零件，而刀具正常的情況下產生的零件均為合格零件，設計出生產最（zuì）佳情況（kuàng）的故障檢測周期和刀具更換狀態；假設自動（dòng）化車床（chuáng）刀具在故障時的零件合格率為40%，而正常情況生產的同時仍然存在2% 的不合格率，求解生產最（zuì）佳情況的故（gù）障檢測周期和（hé）刀（dāo）具更換方式。

設（shè）定假設：假設每一個零件的生產過（guò）程的（de）故障都是隨（suí）機具的壽命是影響零件產生（shēng）的直接（jiē）原因；假設隻能使用檢測（cè）零件的方式（shì）判斷故障的產生情況；假設不合格零（líng）件的（de）檢查是沒有失誤（wù）的；假設不論（lùn）是任（rèn）何形式（shì）的刀具損壞情況（kuàng）維修費用均是3000 元每（měi）次，恢複（fù）好的刀具是可以立即投入生產過程的；假設工序正（zhèng）常的情況下的停機費用在1500 元每次，這個費用包含了更換刀具的費用；假設零件的檢測過程可以不必產生任（rèn）何費用，隻是在檢測出不合格零件的同時需要工況的調整和誤工。

三、自動化車床（chuáng）刀具檢測優化模型建立

（一）零件和故障數據的函數對（duì）應（yīng）

根據（jù）前文中列出的100 次故障檢測結果，使（shǐ）用計算機軟件進行處理（lǐ）之後可（kě）以得出對應的散點擬合函（hán）數圖，根據圖中體現的刀具壽命散點的正如態分布情況，可以設立出有關檢測周期的概（gài）率密度函（hán）數，再使（shǐ）用極大值的估計法可以對應的密度數值。根據自動化車床故（gù）障的問題假（jiǎ）設，不是由刀具的故障和零件的生產數據和刀具故障產生的機率（lǜ）一致，因此可以求解出每一個零件在不是刀具故障產生的不合格情（qíng）況的概率，由於每（měi）一個零件都屬互相獨立的存在，因此可求解出概（gài）率的合計分布情況。

（二）故障優化的模型建立

在對問題假設的分（fèn）析可以了解到，研究刀（dāo）具檢測情況的問題也是對單個故障目標的研究問題，因此將函數（shù）中（zhōng）的平均附加成本設為定值，這個定值越小則故（gù）障檢測的投資也就越小。自動化車床生產運（yùn）行過（guò）程中的附加成本可以分為三個部分，包括檢測成本、不合格零（líng）件的浪費（fèi）費用和刀具的維修費用，其中維修成本中還可以細分為（wéi）故障後的（de）維修成本和周期性更換刀具的成本。因此自動化車床刀具故障的維護人員可以根據實際生產中的（de）情況設定出對應（yīng）的檢測過程和檢查費用，維護流程和維護（hù）成本，具（jù）體的檢測過程可以根據下圖得出最終結果。

自動化車床刀具檢測（cè）優化的流程參考

綜上所述，文章使用了函數建模的形式為自動化車床刀（dāo）具檢測優化的古城哦橫進行了對應的流程（chéng）分析，為檢測成本、不合格零件的損失情（qíng）況以及故障維護和更換費用的統計提供了具體的（de）方向（xiàng）。這樣的故障檢測優（yōu）化方案可以把把現實中比較難以（yǐ）用經驗討論的問題歸（guī）為了模型和函數的形式，自動化車床的故障檢測和維護人員可以根據實際的生（shēng）產工序對降低企業資（zī）本投入做出貢獻（xiàn），對於企業的經濟發展和運營質量的提高也有一定的指導作用。

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