導(dǎo)語(yǔ)：防錯(cuò)裝置與數(shù)控加工論文一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

1現(xiàn)狀說(shuō)明

在零件加工過(guò)程中，通常需要在加工中心數(shù)控系統(tǒng)中輸入操作數(shù)據(jù)，包括加工原點(diǎn)、刀具半徑補(bǔ)償值、刀具Z值、公共坐標(biāo)偏置值等，其中尤以修改刀具Z值最為頻繁。由于每把刀具的長(zhǎng)度不同，每換一次刀，都要重新確定刀具Z值并輸入，而生產(chǎn)加工中經(jīng)常會(huì)使用多把不同的刀具，如果操作者粗心大意，用錯(cuò)刀具，或是在需要換刀時(shí)未更換刀具而繼續(xù)進(jìn)行加工，等發(fā)現(xiàn)問(wèn)題時(shí)已經(jīng)發(fā)生碰撞、過(guò)切或損壞，造成的損失無(wú)法補(bǔ)救。據(jù)統(tǒng)計(jì)2012～2013年7月份，我單位在數(shù)控加工過(guò)程中由于人為差錯(cuò)導(dǎo)致零件報(bào)廢的數(shù)量高達(dá)65件，損失原材料價(jià)值146.72萬(wàn)元。因此，加工現(xiàn)場(chǎng)的質(zhì)量事故倒逼數(shù)控車間工藝技術(shù)革新，筆者設(shè)計(jì)的這種防錯(cuò)裝置，能及時(shí)避免操作者由于疏忽而造成的誤操作，并停機(jī)報(bào)警。。

2起落架結(jié)構(gòu)件生產(chǎn)線人為錯(cuò)誤分析

人為錯(cuò)誤是指操作人員在加工操作時(shí)非蓄意性不符合操作規(guī)范的操作，而導(dǎo)致出錯(cuò)的動(dòng)作。美國(guó)國(guó)家航空與航天局（NASA）在一份報(bào)告中指出，自1990年以來(lái)的大多數(shù)航空器故障都是由人為錯(cuò)誤引起的。人機(jī)工程學(xué)也告之錯(cuò)誤是不可避免的，事實(shí)已研究證實(shí)了這一點(diǎn)?！案杏X(jué)-判斷-行為”的過(guò)程對(duì)產(chǎn)生人為錯(cuò)誤的典型原因進(jìn)行分類。主要分為四大類。

（1）感覺(jué)認(rèn)識(shí)上的錯(cuò)誤。它包括：①信息量過(guò)大，過(guò)于復(fù)雜；②信息傳遞過(guò)快；③信息不夠完整；④疲勞疾病的影響或是錯(cuò)覺(jué)；⑤接收人沒(méi)有充分確認(rèn)信息而錯(cuò)誤地領(lǐng)會(huì)了表達(dá)的內(nèi)容；⑥在先入感官的強(qiáng)烈影響下發(fā)生錯(cuò)覺(jué)等。

（2）判斷過(guò)程中的錯(cuò)誤。它包括：①知識(shí)或能力不足；②缺乏經(jīng)驗(yàn)和訓(xùn)練不足；③遺忘（暫時(shí)記憶消失、過(guò)程中斷的遺忘、沒(méi)有想起）；④因?yàn)槠诨蚱渌蛟斐梢庾R(shí)水平低下等。

（3）行為的錯(cuò)誤。它包括：①精神不集中；②反應(yīng)遲緩；③行為缺乏準(zhǔn)則；④作業(yè)單調(diào)引起瞌睡、失神等。

（4）異常狀態(tài)下的錯(cuò)誤行為。它包括：大腦意識(shí)水平處于初級(jí)階段，注意力集中于一點(diǎn)，喪失對(duì)信息方向的選擇和過(guò)濾功能，造成驚慌失措等。

3防錯(cuò)技術(shù)原理

通過(guò)檢索，1969年到2005年間涉及防錯(cuò)裝置的高水平論文（EI、SCI等）總數(shù)不超過(guò)150篇，其中80%以上為美國(guó)人的研究成果，從這點(diǎn)可以看出美國(guó)人對(duì)于防錯(cuò)技術(shù)研究的興趣。防錯(cuò)技術(shù)的基本原理為：用一套裝置或方法消除操作者的作業(yè)感官依賴性，使操作者在操作時(shí)可明顯發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤或一旦操作失誤后及時(shí)彌補(bǔ)。防錯(cuò)技術(shù)就是一個(gè)防止制造過(guò)程中出現(xiàn)差錯(cuò)，提高產(chǎn)品一次合格率的方法，其核心就是通過(guò)識(shí)別和控制引起缺陷的原因，通過(guò)預(yù)防及檢測(cè)來(lái)保證生產(chǎn)線能夠持續(xù)地生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品。

4防錯(cuò)裝置設(shè)計(jì)思路

4.1防錯(cuò)裝置的構(gòu)思

采用工藝方法干預(yù)，在加工程序運(yùn)行前，增加一段檢查程序。在零件材料被切削之前，首先運(yùn)行檢查程序，如果使用了錯(cuò)誤的刀具或錯(cuò)誤的坐標(biāo)值時(shí)，檢查程序?qū)?huì)使刀具與尼龍棒發(fā)生碰撞，操作工通過(guò)加工中心的觀察窗很容易察覺(jué)，進(jìn)而立即停止程序運(yùn)行，而這個(gè)檢查程序所驅(qū)動(dòng)的刀具路徑就成為防錯(cuò)的關(guān)鍵。

4.2基于干涉的防錯(cuò)裝置作用原理

防錯(cuò)裝置能起到預(yù)防或者檢測(cè)的作用，本文以三軸聯(lián)動(dòng)加工中心為例，防錯(cuò)裝置作用原理如圖1所示。多軸機(jī)床亦可借鑒，無(wú)外乎要插補(bǔ)其它軸的檢測(cè)程序。為了有效防止上文中所述的人為差錯(cuò)，首先，數(shù)控程序都是以加工原點(diǎn)為參考點(diǎn)執(zhí)行，因此，防錯(cuò)裝置相對(duì)加工原點(diǎn)必須有固定的位置；其次，機(jī)床加工坐標(biāo)系中的X、Y、Z三軸坐標(biāo)值是工序中的操作者在完成了對(duì)刀操作后手工輸入的，為了使操作者能在刀具切入工件之前有足夠的時(shí)間發(fā)現(xiàn)工序中程序、刀具的偏差，及時(shí)采取停車措施，就必須得有方法檢測(cè)并確認(rèn)機(jī)床X、Y、Z三軸坐標(biāo)值的正確性。檢測(cè)Z值時(shí)可以在工件的切削軌跡中插補(bǔ)一段直線，使刀具先碰觸安裝在工裝上或零件工藝夾頭上的防錯(cuò)裝置。刀具如果順利通過(guò)防錯(cuò)裝置，則表明Z值正確無(wú)誤；如果發(fā)生切削干涉，那么Z值就有問(wèn)題，操作者就可以立即停機(jī)以判斷究竟是拿錯(cuò)了長(zhǎng)度不同刀具，還是機(jī)床公共坐標(biāo)Z值偏置發(fā)生了輸入性錯(cuò)誤。同樣，在檢測(cè)X值和Y值的正確性時(shí)，可以在工件的切削軌跡中插補(bǔ)一段圓弧，由于3點(diǎn)確定一個(gè)圓弧，刀具繞安裝在工裝或零件工藝夾頭上的防錯(cuò)裝置走刀一圈，通過(guò)是否切入防錯(cuò)裝置可有效地檢查刀具X軸、Y軸對(duì)刀值的正確性，可以直接防止操作者拿錯(cuò)直徑不同的刀具，以及機(jī)床公共坐標(biāo)X值、Y值偏置人為輸入的錯(cuò)誤。

4.3防錯(cuò)程序（走刀路線）的確定

要對(duì)三軸坐標(biāo)的正確性進(jìn)行檢測(cè)，刀具必須與檢測(cè)裝置在X、Y、Z3個(gè)方向進(jìn)行接觸，如圖2（a）所示的刀具走刀路線，由于刀具的邊緣與檢測(cè)塊在X、Y方向的距離不一致，刀具在Y方向?qū)?huì)觸碰到檢測(cè)塊。如圖2（b）所示，也就是說(shuō)X軸、Y軸的加工路徑?jīng)]有形成封閉檢測(cè)，若在這種情況下進(jìn)刀，仍然有銑傷零件的風(fēng)險(xiǎn)。因此，刀具必須與檢測(cè)塊相對(duì)的兩個(gè)側(cè)面都有接觸，才能確定一個(gè)坐標(biāo)方向的正確性。

4.4防錯(cuò)裝置的結(jié)構(gòu)

考慮到防錯(cuò)程序段運(yùn)行過(guò)程中可能出現(xiàn)的撞刀現(xiàn)象，將刀具和防錯(cuò)裝置的接觸部位設(shè)計(jì)為尼龍材料，避免了刀具撞損和過(guò)沖對(duì)機(jī)床造成的損壞。檢測(cè)塊與夾具連接部分使用螺桿，以保證互換性。

5防錯(cuò)裝置的應(yīng)用

（1）結(jié)構(gòu)件防錯(cuò)裝置的應(yīng)用。正在運(yùn)行防錯(cuò)程序的扭力臂結(jié)構(gòu)件的加工工位，這一類零件由于批量大，有專用工裝，因此將防錯(cuò)裝置安裝在工裝上，防錯(cuò)裝置的位置與零件定位中心（即加工原點(diǎn)）關(guān)聯(lián)。

（2）大型整體鍛件防錯(cuò)裝置的應(yīng)用。防錯(cuò)裝置在前起落架零件數(shù)控加工中的應(yīng)用。該零件原材料為鈦合金，價(jià)格昂貴，零件加工時(shí)無(wú)專用工裝，采用在工藝夾頭上設(shè)置防錯(cuò)裝置，并運(yùn)行防錯(cuò)程序，有效地避免了由于人為差錯(cuò)而造成零件報(bào)廢的風(fēng)險(xiǎn)。

（3）連桿類零件防錯(cuò)裝置的應(yīng)用。該零件在本套工裝上要旋轉(zhuǎn)4個(gè)工位，右端利用限位柱可實(shí)現(xiàn)防錯(cuò)裝置相對(duì)零件位置的定位。限位柱上端配有插銷，該插銷可以有效地補(bǔ)償零件由于工位切削后余量的補(bǔ)償，從而實(shí)現(xiàn)零件在不同加工工位的限位，防錯(cuò)裝置由相對(duì)限位柱的固定位置（工藝結(jié)合零件裝夾給定）定位，保證了防錯(cuò)程序在每個(gè)加工工位運(yùn)行的一致性，實(shí)現(xiàn)了防錯(cuò)程序的通配性。

作者:舒曉君張新民劉軍單位:中航飛機(jī)股份有限公司