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

1現(xiàn)狀說明

在零件加工過程中，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、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)常會使用多把不同的刀具，如果操作者粗心大意，用錯刀具，或是在需要換刀時未更換刀具而繼續(xù)進(jìn)行加工，等發(fā)現(xiàn)問題時已經(jīng)發(fā)生碰撞、過切或損壞，造成的損失無法補(bǔ)救。據(jù)統(tǒng)計2012～2013年7月份，我單位在數(shù)控加工過程中由于人為差錯導(dǎo)致零件報廢的數(shù)量高達(dá)65件，損失原材料價值146.72萬元。因此，加工現(xiàn)場的質(zhì)量事故倒逼數(shù)控車間工藝技術(shù)革新，筆者設(shè)計的這種防錯裝置，能及時避免操作者由于疏忽而造成的誤操作，并停機(jī)報警。。

2起落架結(jié)構(gòu)件生產(chǎn)線人為錯誤分析

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

（1）感覺認(rèn)識上的錯誤。它包括：①信息量過大，過于復(fù)雜；②信息傳遞過快；③信息不夠完整；④疲勞疾病的影響或是錯覺；⑤接收人沒有充分確認(rèn)信息而錯誤地領(lǐng)會了表達(dá)的內(nèi)容；⑥在先入感官的強(qiáng)烈影響下發(fā)生錯覺等。

（2）判斷過程中的錯誤。它包括：①知識或能力不足；②缺乏經(jīng)驗和訓(xùn)練不足；③遺忘（暫時記憶消失、過程中斷的遺忘、沒有想起）；④因為疲勞或其它原因造成意識水平低下等。

（3）行為的錯誤。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)下的錯誤行為。它包括：大腦意識水平處于初級階段，注意力集中于一點，喪失對信息方向的選擇和過濾功能，造成驚慌失措等。

3防錯技術(shù)原理

通過檢索，1969年到2005年間涉及防錯裝置的高水平論文（EI、SCI等）總數(shù)不超過150篇，其中80%以上為美國人的研究成果，從這點可以看出美國人對于防錯技術(shù)研究的興趣。防錯技術(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，使操作者在操作時可明顯發(fā)現(xiàn)錯誤或一旦操作失誤后及時彌補(bǔ)。防錯技術(shù)就是一個防止制造過程中出現(xiàn)差錯，提高產(chǎn)品一次合格率的方法，其核心就是通過識別和控制引起缺陷的原因，通過預(yù)防及檢測來保證生產(chǎn)線能夠持續(xù)地生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品。

4防錯裝置設(shè)計思路

4.1防錯裝置的構(gòu)思

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

4.2基于干涉的防錯裝置作用原理

防錯裝置能起到預(yù)防或者檢測的作用，本文以三軸聯(lián)動加工中心為例，防錯裝置作用原理如圖1所示。多軸機(jī)床亦可借鑒，無外乎要插補(bǔ)其它軸的檢測程序。為了有效防止上文中所述的人為差錯，首先，數(shù)控程序都是以加工原點為參考點執(zhí)行，因此，防錯裝置相對加工原點必須有固定的位置；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間發(fā)現(xiàn)工序中程序、刀具的偏差，及時采取停車措施，就必須得有方法檢測并確認(rèn)機(jī)床X、Y、Z三軸坐標(biāo)值的正確性。檢測Z值時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裝置。刀具如果順利通過防錯裝置，則表明Z值正確無誤；如果發(fā)生切削干涉，那么Z值就有問題，操作者就可以立即停機(jī)以判斷究竟是拿錯了長度不同刀具，還是機(jī)床公共坐標(biāo)Z值偏置發(fā)生了輸入性錯誤。同樣，在檢測X值和Y值的正確性時，可以在工件的切削軌跡中插補(bǔ)一段圓弧，由于3點確定一個圓弧，刀具繞安裝在工裝或零件工藝夾頭上的防錯裝置走刀一圈，通過是否切入防錯裝置可有效地檢查刀具X軸、Y軸對刀值的正確性，可以直接防止操作者拿錯直徑不同的刀具，以及機(jī)床公共坐標(biāo)X值、Y值偏置人為輸入的錯誤。

4.3防錯程序（走刀路線）的確定

要對三軸坐標(biāo)的正確性進(jìn)行檢測，刀具必須與檢測裝置在X、Y、Z3個方向進(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塊在X、Y方向的距離不一致，刀具在Y方向?qū)|碰到檢測塊。如圖2（b）所示，也就是說X軸、Y軸的加工路徑?jīng)]有形成封閉檢測，若在這種情況下進(jìn)刀，仍然有銑傷零件的風(fēng)險。因此，刀具必須與檢測塊相對的兩個側(cè)面都有接觸，才能確定一個坐標(biāo)方向的正確性。

4.4防錯裝置的結(jié)構(gòu)

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

5防錯裝置的應(yīng)用

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

（2）大型整體鍛件防錯裝置的應(yīng)用。防錯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，價格昂貴，零件加工時無專用工裝，采用在工藝夾頭上設(shè)置防錯裝置，并運行防錯程序，有效地避免了由于人為差錯而造成零件報廢的風(fēng)險。

（3）連桿類零件防錯裝置的應(yīng)用。該零件在本套工裝上要旋轉(zhuǎn)4個工位，右端利用限位柱可實現(xiàn)防錯裝置相對零件位置的定位。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，從而實現(xiàn)零件在不同加工工位的限位，防錯裝置由相對限位柱的固定位置（工藝結(jié)合零件裝夾給定）定位，保證了防錯程序在每個加工工位運行的一致性，實現(xiàn)了防錯程序的通配性。

作者:舒曉君張新民劉軍單位:中航飛機(jī)股份有限公司