近幾年隨著國內(nèi)基礎(chǔ)建設(shè)力度的加大，中國的制造裝備業(yè)得到了迅猛發(fā)展，國內(nèi)數(shù)控重型臥式車床的設(shè)計開發(fā)能力和生產(chǎn)制造水平也在不斷的攀升，隨之而來的市場競爭日益突出。隨著工業(yè)現(xiàn)代化水平的不斷提高，數(shù)控機床正向高精密、率、高可靠性的方向發(fā)展。國內(nèi)大批重大項目的建設(shè)，也使得數(shù)控機床向著超大超重的方向發(fā)展，對一些特殊用途和特殊材質(zhì)的超大超重零件，如加工大型發(fā)電機的轉(zhuǎn)子、氣輪機轉(zhuǎn)子等大型軸類零件(或筒形零件)。因為此類零件加工周期長、加工精度要求高、加工成本也很高，所以在加工過程中不但要求數(shù)控機床有更高的精度、效率，更重要的是要求數(shù)控機床要有更高的安全可靠性，因此對數(shù)控機床提出了更高的要求。
機床加工尤其是大型軸類零件的加工，在工件加工過程中可能會突然斷電，這就會使數(shù)控機床出現(xiàn)輕則刀具損壞、重則工件報廢的現(xiàn)象，更嚴重的是有可能會直接導(dǎo)致人員的傷害、機床的嚴重損壞，從而造成巨大的經(jīng)濟損失。因此在機床設(shè)計過程中增加機床斷電退刀保護功能有著十分重要的意義。
我公司在為*二重型機械集團公司、中信重型機械公司、中鋼集團邢臺機械軋輥有限公司等用戶設(shè)計生產(chǎn)的許多大重型臥式車床中都采用了斷電退刀保護這一*技術(shù)，以確保機床在零件加工過程中具有更高的安全可靠性。下面以我公司為*二重型機械集團公司生產(chǎn)的ck61250x14/120數(shù)控重型臥式車床為例介紹斷電退刀技術(shù)的應(yīng)用。本機床系采用西門子840d數(shù)控系統(tǒng)。
一、硬件配置
1、硬件組成及功能
過壓限制模塊：6sn1111-0ab00-0aa0
作用：將過電壓限制在一個可以接受的數(shù)值、數(shù)控系統(tǒng)通過該模塊檢測直流母線電壓。
電容模塊：6sn1112-1ab00-oca0
作用：突然斷電時為系統(tǒng)提供動力電源。
dcups模塊：6ep1931-2ec21
電池模塊：6ep1935-6md01
作用：dcups模塊與電池模塊在突然斷電時為系統(tǒng)提供控制電源。
2、硬件連接框圖
3、ups控制電源連接
l+x1.1輸入電源正，來自穩(wěn)壓電源。
mx1.2輸入電源負，來自穩(wěn)壓電源。
l+x1.3輸出電源正，去數(shù)控系統(tǒng)i/o接口。
mx1.4輸出電源負，去數(shù)控系統(tǒng)i/o接口。
+batx1.7去電池“+”端。
-batx1.8去電池“-”端。
在設(shè)計控制電源時，應(yīng)在控制回路中加時間繼電器以確保斷電時直流穩(wěn)壓電源延時斷開，同時使s7300延時斷電。
二、軟件配置
1、nc數(shù)據(jù)
19320[18]=1
19340[2]=1
37500=11
2、驅(qū)動數(shù)據(jù)及含義(以x軸退刀為例)
1634---母線電壓
此參數(shù)由用戶定義母線電壓低于某個值時系統(tǒng)認為突然斷電，單位v。
1638---退回時間
此參數(shù)由用戶定義x軸進給時突然斷電后的x軸退回時間，單位ms。
1639---退回速度
此參數(shù)由用戶定義x軸進給時突然斷電后的x軸退回速度，單位mm/s。
1639[31]---退回方向
此參數(shù)由用戶定義x軸進給時突然斷電后的x軸退回方向。
3、plc程序
電源模塊的主要作用是為nc和進給驅(qū)動裝置提供控制和動力電源，產(chǎn)生母線電壓，同時監(jiān)測電源和模塊狀態(tài)，模塊的斷電時序如下：
根據(jù)時序圖plc控制如下：
plc地址表
地址信號名稱地址信號名稱
i40.0進給潤滑正常q55.0電源模塊脈沖使能
q55.1電源模塊控制使能q55.2進給模塊控制使能
q56.0主軸潤滑正常
t38斷電延時繼電器t39斷電延時繼電器
db10.dbx106.1急停有效db31.dbx2.1x軸控制器使能
db31.dbx21.7x軸脈沖使能db31.dbx1.6x軸位置測量系統(tǒng)2
db32.dbx2.1z軸控制器使能db32.dbx21.7z軸脈沖使能
db32.dbx1.6z軸位置測量系統(tǒng)2
4、nc程序
$aa_ers_enable[x]=1
當系統(tǒng)完成上述配置后就具備了突然斷電退刀功能，在編寫加工程序時將程序段$aa_ers_enable[x]=1編寫在加工程序的zui前端，機床在加工工件時如遇突然斷電x軸就會立即離開進給方向從而使刀具離開加工工件實現(xiàn)x軸的突然斷電退刀功能。
三、結(jié)束語
斷電退刀功能的硬件電路設(shè)計及軟件編程、參數(shù)設(shè)置簡單方便、結(jié)構(gòu)緊湊、運行可靠。實踐證明數(shù)控機床在采用了斷電退刀技術(shù)后控制效果明顯，由于這一*技術(shù)的應(yīng)用，從而提高了機床的安全可靠性能，避免了突然斷電對人員或設(shè)備帶來的傷害，也大大減少了不必要的經(jīng)濟損失，因此提高了此類機床在市場上的競爭能力，是未來機床的發(fā)展趨勢。