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        數控機床的安全控制設計

        文章來源:syqrmc 更新時間:2013-12-22

          數控機床的安全控制設計
          在使用數控機床的過程中作者發現:有些系統的機床在操作不當或因機床本身原因出現故障報警停機之后,需要消除報警并重新返回HOME點才能再次執行程序,可是有些系統的機床在消除報警后并不需要返回HOME點就可以直接再次運行程序。后者雖然節省了一點時間,可是卻存在極大的安全隱患。某企業有一臺數控加工中心就出現過這樣的情況:某次執行空運行時,產生了機床報警導致停機,操作工消除報警后未回HMOE點就再次運行空運轉程序,使主軸與夾具發生碰撞,造成主軸精度及動平衡超差,無法滿足設備加工的工藝要求。分析其原因:當機床在運行過程中報警停機之后,機床夾具及主軸的位置狀態已經發生了變化(不再是初始狀態),若是消除報警之后立即重新開始執行后續程序,就很容易導致機床主軸誤動作造成主軸與夾具或工件發生碰撞。為了避免因碰撞造成的不必要的工廢.進一步提高設備本身的防錯能力,作者針對FUNUC系統加工中心設計了一個數控機床動作的安全控制程序,該程序的作用主要是保證在執行加工程序或者空運行程序過程中發生了機床停機報警,在操作人員消除報警后,必須執行回參考點的程序,如果不執行回參考點程序使程序、設備的夾具、主軸、刀具等恢復到初始位置,機床將無法執行加工程序或空運轉程序,這樣就有效避免了設備碰撞的可能性。
          2.1 設計思路
          為機床增加防錯功能以實現機床動作的安全控制是通過修改數控機床的PMC程序及機床自動運行的條件,增加機床啟動條件的限制,并在操作面板上增加循環啟動準備好指示燈(STEN—L)、返修指示燈(RECUTL)及返修鍵按鈕。具體方案是:
          (1)設置的機床啟動條件:①x,y、z軸必須回到第二參考點,且A軸在90。狀態(STA—ENI);②主軸上的刀具為初始刀具(T6)或者為空刀(T14)(STA—EN2);③A軸處于夾緊狀態(STA—EN3);④夾具處于松開狀態(STA—EN4)。機床必須同時滿足這4個條件才能夠執行加工程序進行自動加工(STA—EN)。設計此限制條件的目的是使機床在發生報警后,必須先運行RETURN程序,待機床恢復至可以正常運行的狀態后,才在AUTO或者MEM模式下運行機床,防止程序從中間狀態啟動,引起機床碰撞。
          (2)如果未滿足啟動條件,循環啟動準備好指示燈不亮時,按下[CYCLE START]按鍵,機床則產生"61.0 CYCLE START NOT REDAY,PLEASERETURN!"報警,提醒操作人員機床被禁止自動加工的原因及應該采取的措施。
          (3)當有工件需要返修時,可能只需要執行某個特定的程序段,此時可以接下返修鍵,返修指示燈亮后,即可進行返修工件的加工。在返修加工或單段加工模式下,設備不受"循環啟動準備好"條件的限制,可以循環啟動。
          2.2 梯形圖設計
          按照前面的設計思路,在數控機床PMC程序中增加P110子程序,生成R2.7(STS-A);其中循環啟動準備好指示燈信號輸出點為Y5.1,返修鍵信號輸入點為X4.6,返修指示燈信號輸出點為Y4.6。相應的梯形圖如圖1示。
          3 結束語
          數控機床是集計算機技術、PLC技術、自動化技術等于一身的機、電一體化產物,作為數控機床核心的控制系統直接關系到設備的正常運行,利用數控機床PLC的強大功能,可以充分發揮數控機床控制系統的作用,還可以為數控機床故障診斷及維修帶來極大的方便。作者為加工中心設計的防止機床發生碰撞的安全控制功能,有效消除了因操作人員的失誤導致機床主軸與夾具、工件發生碰撞的隱患,確保了生產的安全性,有良好的經濟效益。

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