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自動化車床刀具檢測優化探討

2018-5-30 來源：營口理工學（xué）院作者：朱江（jiāng）

摘要：隨著自（zì）動化技術在各個行業的廣泛應用，自動化車床刀具的檢測方式也開始經曆了一定的改革和創新。文（wén）章從自動化車床加工零件過程中的問題檢測流程（chéng）進行分（fèn）析（xī），為檢測方式的優化與刀（dāo）具之間的關係展開探討。

關鍵詞：自動化車床；刀具；檢（jiǎn）測技術；優化研究

自動車床的可靠性以及維護策略（luè）一直都是相關行業的研究課題，設計部門（mén）通過采取可靠性良好的維修模式（shì）可以幫助工業企業的發展提（tí）高生產資本的使用效率。自動化車床的管使用是一個較為複雜（zá）的係統，可以為生產工序的安（ān）全運行以及刀具的檢測結果進行優化。刀具檢測周期的設定一直是該課（kè）題中的關鍵點，若是刀具檢測周期過長，可以降（jiàng）低檢測過（guò）程使用的經費但（dàn）是往往也會對故障的產生無可奈何；若是刀具檢測（cè）周（zhōu）期過短，可以提高產品檢測質量的同時也會增（zēng）加檢查經費，因此研（yán）究部門需要對自動化車床刀具的檢測過程進行優化，全麵（miàn）提高工業企業的生產質（zhì）量和（hé）效率（lǜ）。

一、自（zì）動化車床刀具檢測優化模型分析

在經過對自動化（huà）車床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檢測環節，因此文中暫且將（jiāng）其他的設備故障形式稱之為小概率事（shì）件，在對自動化車（chē）床檢（jiǎn）測優化的研究中隻考慮到刀具故障，使（shǐ）用數學中概率理論，建立檢測周期為時間單位的期望資費（fèi）模型，已確定最佳檢測周期為基本目的，利用函數的性質將期待值最小情況下的檢測（cè）周期推算出來，文中將會使用數學模型化的方（fāng）式求出設備檢測周期和（hé）刀具更換（huàn）的最佳時間（jiān）間（jiān）隔。

二、自（zì）動化車床刀具檢測優化問題假設

前文中提到（dào）使用自動（dòng）化車床處理零件的過程作為課（kè）題的（de）研究背景，而刀（dāo）具出現的故障是（shì）檢測過程中最需要優（yōu）化的地方，因此研究人員現將出現（xiàn）了100 次故障以後的刀具完成生（shēng）產（chǎn）零件的數目進行統計。

設定（dìng）問題：假設（shè）自（zì）動化車床在刀具故障時無法（fǎ）生（shēng）產任何合格的零件（jiàn），而刀具正常的情況下產生的零件均為合格零（líng）件，設計出生產（chǎn）最佳情況的故障檢測周期和刀具更換狀態；假設自動化車床刀具在故障時的零件合格率為40%，而正常情況（kuàng）生產的同時（shí）仍然存在2% 的不合格率，求解生產最佳（jiā）情況的（de）故障檢測周期和刀具（jù）更換方式。

設定假設：假設每（měi）一個零件的生（shēng）產過程的故（gù）障都是隨機具的壽（shòu）命是（shì）影響零件產生的直接原因（yīn）；假設（shè）隻能使用檢測零件的方式判斷故障的產生情況；假（jiǎ）設不合格（gé）零件的檢查是沒有失誤的；假（jiǎ）設不論是任何形（xíng）式的（de）刀（dāo）具損壞（huài）情況維修費用均是3000 元（yuán）每次，恢複好的刀具是可以立即投入生（shēng）產過程的；假設工序正常的情況下的停機費用在1500 元（yuán）每次，這（zhè）個費用包含了更換刀具的費用；假設零件的檢（jiǎn）測過程可以不必產生任何費用，隻是在檢測（cè）出不合格零件（jiàn）的同時（shí）需（xū）要工況的調整和誤工。

三、自動化車床刀具檢測優化模型建立

（一）零件和故（gù）障數據的函數對應（yīng）

根據前文中（zhōng）列出的100 次故障檢（jiǎn）測結果，使（shǐ）用計算機軟件（jiàn）進行處理之（zhī）後可以得（dé）出對應的散點擬（nǐ）合函數圖，根據圖（tú）中（zhōng）體現的刀具（jù）壽命（mìng）散點的正如（rú）態分布情況，可以設（shè）立出有關（guān）檢測周期的概率密度函數，再使用極大值的估計法可以（yǐ）對（duì）應的密度（dù）數值。根（gēn）據自動（dòng）化車床故（gù）障的問題假設，不是由刀具的故障和零件的（de）生產數據和刀具（jù）故障產生的機率一致，因此可以求解出每一個零件在不是刀（dāo）具故（gù）障產（chǎn）生的不合格情況的概率（lǜ），由於每一個零件都屬互相獨立的存在，因（yīn）此（cǐ）可求解出概率的合計分布情況。

（二）故（gù）障優化的模型建立

在對問題假設的分析可以了解到（dào），研究刀具檢測情況的問題也是對單個故障目標的（de）研究問題，因此將函數中的平均附加成本設為定（dìng）值（zhí），這個定值越小則故障檢測的投資也就越小。自動化車床生產運行過程中的附加（jiā）成（chéng）本可（kě）以分為三個部分（fèn），包括檢測成本、不合格零件的浪（làng）費費用和刀具的維修費用，其中維修成本中還可以細分為故障（zhàng）後的維修成本和周期（qī）性更換刀具的成本。因此（cǐ）自動化車床刀具故障的維（wéi）護人員可以根據（jù）實際生產中的情況設定出對應的檢測過程和檢查費用，維護流程和維（wéi）護成本（běn），具體的檢（jiǎn）測過程（chéng）可以根據下圖得出最終結果。

自動化車床（chuáng）刀具檢測優化的流程參考

綜（zōng）上所述（shù），文章使用了函數建模的形式為自（zì）動化（huà）車床（chuáng）刀具檢測優化的（de）古城哦橫進行了對（duì）應的流程分析，為檢（jiǎn）測成本、不（bú）合格零件（jiàn）的損失情況以及故障維護和更換費用的統計（jì）提供了具體的方向。這樣的故障（zhàng）檢測優化方案可以把把現實中比較難以用經驗討論（lùn）的問題歸為（wéi）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（kě）以（yǐ）根據實際的生產工序對降低企業資本投入做出貢獻，對於企業的經濟發展和運營（yíng）質量的提高也（yě）有一定的指導作用。

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