西門子斷電退刀技術在大型重型臥式車床上的應用
2012年02月16日 19:56點擊：642作者：默認來源：>>進入該公司展臺
近幾年隨著國內基礎建設力度的加大，中國的制造裝備業得到了迅猛發展，國內數控重型臥式車床的設計開發能力和生產制造水平也在不斷的攀升，隨之而來的市場競爭日益突出。隨著工業現代化水平的不斷提高，數控機床正向高精密、率、高可靠性的方向發展。國內大批重大項目的建設，也使得數控機床向著超大超重的方向發展，對一些特殊用途和特殊材質的超大超重零件，如加工大型發電機的轉子、氣輪機轉子等大型軸類零件(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控機床有更高的精度、效率，更重要的是要求數控機床要有更高的安全可靠性，因此對數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，這就會使數控機床出現輕則刀具損壞、重則工件報廢的現象，更嚴重的是有可能會直接導致人員的傷害、機床的嚴重損壞，從而造成巨大的經濟損失。因此在機床設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計生產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，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的CK61250X14/120數控重型臥式車床為例介紹斷電退刀技術的應用。本機床系采用西門子840D數控系統。
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值、數控系統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，來自穩壓電源。
MX1.2輸入電源負，來自穩壓電源。
L+X1.3輸出電源正，去數控系統I/O接口。
MX1.4輸出電源負，去數控系統I/O接口。
+BatX1.7去電池“+”端。
-BatX1.8去電池“-”端。
在設計控制電源時，應在控制回路中加時間繼電器以確保斷電時直流穩壓電源延時斷開，同時使S7300延時斷電。
二、軟件配置
1、NC數據
19320[18]=1
19340[2]=1
37500=11
2、驅動數據及含義(以X軸退刀為例)
1634---母線電壓
此參數由用戶定義母線電壓低于某個值時系統認為突然斷電，單位V。
1638---退回時間
此參數由用戶定義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和進給驅動裝置提供控制和動力電源，產生母線電壓，同時監測電源和模塊狀態，模塊的斷電時序如下：
根據時序圖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2
4、NC程序
$AA_ERS_ENABLE[X]=1
當系統完成上述配置后就具備了突然斷電退刀功能，在編寫加工程序時將程序段$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X軸的突然斷電退刀功能。
三、結束語
斷電退刀功能的硬件電路設計及軟件編程、參數設置簡單方便、結構緊湊、運行可靠。實踐證明數控機床在采用了斷電退刀技術后控制效果明顯，由于這一*技術的應用，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備帶來的傷害，也大大減少了不必要的經濟損失，因此提高了此類機床在市場上的競爭能力，是未來機床的發展趨勢。
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，這就會使數控機床出現輕則刀具損壞、重則工件報廢的現象，更嚴重的是有可能會直接導致人員的傷害、機床的嚴重損壞，從而造成巨大的經濟損失。因此在機床設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計生產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，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的CK61250X14/120數控重型臥式車床為例介紹斷電退刀技術的應用。本機床系采用西門子840D數控系統。
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值、數控系統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，來自穩壓電源。
MX1.2輸入電源負，來自穩壓電源。
L+X1.3輸出電源正，去數控系統I/O接口。
MX1.4輸出電源負，去數控系統I/O接口。
+BatX1.7去電池“+”端。
-BatX1.8去電池“-”端。
在設計控制電源時，應在控制回路中加時間繼電器以確保斷電時直流穩壓電源延時斷開，同時使S7300延時斷電。
二、軟件配置
1、NC數據
19320[18]=1
19340[2]=1
37500=11
2、驅動數據及含義(以X軸退刀為例)
1634---母線電壓
此參數由用戶定義母線電壓低于某個值時系統認為突然斷電，單位V。
1638---退回時間
此參數由用戶定義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和進給驅動裝置提供控制和動力電源，產生母線電壓，同時監測電源和模塊狀態，模塊的斷電時序如下：
根據時序圖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2
4、NC程序
$AA_ERS_ENABLE[X]=1
當系統完成上述配置后就具備了突然斷電退刀功能，在編寫加工程序時將程序段$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X軸的突然斷電退刀功能。
三、結束語
斷電退刀功能的硬件電路設計及軟件編程、參數設置簡單方便、結構緊湊、運行可靠。實踐證明數控機床在采用了斷電退刀技術后控制效果明顯，由于這一*技術的應用，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備帶來的傷害，也大大減少了不必要的經濟損失，因此提高了此類機床在市場上的競爭能力，是未來機床的發展趨勢。
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