一种实现大型数控设备高值零件加工的保护方法及其系统技术方案

本发明专利技术公开了本发明专利技术的目的在于提供一种实现大型数控设备高值零件加工保护的电压恢复系统，用于解决现有的数控设备或者机床在加工零件，尤其是高价值零件过程中，由于供电网络的突然断电或者电压突然跌落造成的加工刀具将零件划伤，刀具断裂甚至导致零件报废带来巨大的损失的问题。同时本发明专利技术还提供一种实现大型数控设备高值零件加工的保护方法，用于实现数控设备在工作过程中出现的供电网络瞬间降压或者断电情况依然能够保证继续正常加工，并在5秒内检测供电网络未及时恢复，自动对刀具进行法向退刀并关机。

A protection method and system for machining high value parts of large NC equipment

The present invention discloses the purpose of the invention is to provide a large high voltage parts processing, CNC equipment protection recovery system, to solve the existing NC machine tool in machining equipment or parts, especially high value parts, because of the power supply network of a power failure or sudden voltage drop caused by the scratch parts machining tool the tool, fracture or even lead to scrap parts caused great losses of problems. At the same time, the invention also provides a protection method to achieve high value of machining large CNC equipment, for the realization of NC equipment appears in the work process of the power supply network or step-down power moment can still guarantee to continue normal processing, and within 5 seconds of detection of power supply network is not timely recovery, automatic method of tool to retract and shutdown.

【技术实现步骤摘要】
一种实现大型数控设备高值零件加工的保护方法及其系统
本专利技术涉及数控机床零件加工保护系统及方法领域，尤其涉及大型数控设备的高值零件加工的保护系统及其方法领域，具体的说，是一种实现大型数控设备高值零件加工的保护方法，及其该方法采用的保护系统。
技术介绍
为实现整体化、复杂化的结构件精密高效加工，多轴联动、高精密、大型的数控机床开始在企业中大量采用。同时，国内数控装备车间供电系统不完善，比如：①电网断电。电网受到雷电等不可控的外部力影响，导致车间突然断电。②电压瞬变。包括：电压跌落，供电电压在短时间内突然下降到额定电压的90%，甚至降低到10%；或者电压瞬间超高，超过380V/220V；或者电压高低跳变。虽然高端的数控机床针对电网的波动进行了一定的保护措施，设计系统接入电压范围较宽，当外部电网电压波动小或者波动缓慢时，数控系统可以采用自洽系统进行修复，不影响正常加工。但电网断电或大幅度跳变时，系统没有很好的保护手段。数控机床的运动单元在通电时，可以实现高精度的往复运动。但大部门运动单元没有自锁结构，当数控系统电网故障时，运动单元会脱离系统程序的控制，在自身重力和惯性的作用下，会出现严重的加工事故，例如：①碰撞数控装备的其他零部件，如行程开关。②铣伤零件。③出现安全事故。高端数控机床在加工高值结构件时，尤其在加工航空类结构件时，毛坯成本高，交付时间紧，所以对车间电网的稳定性提出了极高的要求。要求：①在电网断电和电压瞬时跳变时，数控装备在5秒内能正常加工，当电网稳定时，可以无缝连接，继续加工。②当电网断电和电压瞬变超过5秒后，启动保护程序，安全退刀，实现高值结构件和数控装备的保护。③记录加工停止时的程序段，避免出现零件二次铣伤问题。在加工航空框类等具有大型、高值、易变型的薄壁、深腔零件时，如果机床断电回退再重新启动时，没有记录当时加工段，重新执行之前程序，可能碰触加工后的薄壁层，导致高值零件的二次铣伤。中国专利技术专利申请，申请号为201210081457.0，申请公布号CN102608949A公开了一种数控机床断电自动退刀的控制方法及装置，主要涉及用数控系统控制机床回退的
，尤其是涉及机床断电回退和紧急回退的控制方法及装置。一种数控机床断电自动退刀的控制方法，包括中断信号处理、供电、进给伺服电机通过砂轮架回退模块对进给伺服电机电容模块进行能量消耗，电容模块迅速消耗完，即数控机床断自动电退刀完成的步骤。还提供一种数控机床断电自动退刀的控制装置包括断电检测信号模块、可编程逻辑控制器、数控机床控制单元、伺服驱动模块，伺服驱动模块驱动进给伺服电机退刀。本专利技术利用西门子802Dsl系统的异步子程序功能来控制实现机床的断电退刀和紧急退刀的功。中国专利技术专利，申请号为201420039413.6，授权公告号CN203696590U公开了一种机床断电保护装置，其包括工质源、换向阀和锁紧体；工质源通过换向阀和换向阀所连接的加压管线、卸压管线给锁紧体输送做功工质；加压管线与锁紧体上做功腔的注入口连接，卸压管线与锁紧体上做功腔的排出口连接；锁紧体套装在直线运动部件的外围，在锁紧体上设有至少两个做功腔，做功腔内装有活塞和复位弹簧，做功腔的底部具有往复深孔，往复深孔内装有与活塞连接的推杆，往复深孔的孔壁上具有至少一个与锁紧体内壁相通的穿孔，穿孔内穿装有与推杆铰接的摆动杆，摆动杆以穿孔为支点在推杆的带动下上、下摆动，进而松开、锁紧直线运动部件。它在不影响机床通电后正常运行的前提下，在机床突然断电后对机床的直线运动部件实现迅速的锁紧保护。上述两个专利均为对高值零件在加工过程中对于突然的机床断电或者瞬间电压跌落起到零件的良好保护和不间断工作的问题进行有效解决。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种实现大型数控设备高值零件加工保护的电压恢复系统，用于解决现有的数控设备或者机床在加工零件，尤其是高价值零件过程中，由于供电网络的突然断电或者电压突然跌落造成的加工刀具将零件划伤，刀具断裂甚至导致零件报废带来巨大的损失的问题。同时本专利技术还提供一种实现大型数控设备高值零件加工的保护方法，用于实现数控设备在工作过程中出现的供电网络瞬间降压或者断电情况依然能够保证继续正常加工，并在5秒内检测供电网络未及时恢复，自动对刀具进行法向退刀并关机。本专利技术通过下述技术方案实现：一种实现大型数控设备高值零件加工保护的电压恢复系统，用于保护数控设备在外部电源电压跳变或断电时依然能够不间断正常工作或者正常退刀关机，其特征在于，所述电压恢复系统包括用于进行补偿供电的超级电容，以及连通所述超级电容并控制所述数控设备的NC程序，所述NC程序包括用于向所述NC程序发送驱动信号的PLC逻辑控制器；还包括：与所述超级电容并联的外部电源，所述外部电源与数控设备之间连接有相互并联设置的第一电路和第二电路，所述第一电路上设置有第一空气开关QF2，用于实现外部电源与数控设备之间的断开或连接；所述第二电路包括从外部电源到数控设备之间依次连接的第二空气开关QF1、电流检测装置TA1、第一电压检测装置TU1、整流器SCR、第三空气开关QF3；所述整流器SCR并联有用于实现整流器SCR短路的第一继电器KM1；所述第二空气开关QF1与电流检测装置TA1之间连接有用于滤波的小型电容；所述超级电容设置在所述整流器SCR与第三空气开关QF3之间。优选地，所述超级电容与所述数控设备之间依次连接有第二电压检测装置TU2、第三继电器KM3、第三空气开关QF3；所述第三继电器KM3还并联有第三电路；所述第三电路包括串联的第二继电器KM2和定值电阻R1、R2、R3，所述定值电阻R1、R2、R3的阻值相等且分别连接动力电的A、B、C三项。优选地，所述第三继电器KM3与第三空气开关QF3还并联设置有用于对NC程序散热的风扇，所述风扇与第三空气开关QF3之间还设置有用于开断所述风扇的第四继电器KM4。一种采用实现大型数控设备高值零件加工保护的电压恢复系统的保护方法，包括以下步骤：S100外网电压信号检测：所述第一电压检测装置TU1不间断的对外部电源的电压进行实时检测并与PLC逻辑控制器实时通信；S200当第一电压检测装置TU1检测的电压值低于所述PLC逻辑控制器预设工作电压时，所述PLC逻辑控制器向所述第三继电器KM3发送控制信号，接通第三继电器KM3的控制电路，闭合第三继电器KM3，超级电容与数控设备电性连接；S300当外部电源电压断电或者电压瞬变时间大于等于5秒，则中断NC程序，终止加工，待数控设备停止状态保持7秒后，数控设备按照退刀程序沿法向退刀；S400当数控设备完成退刀后，NC程序返回加工程序段，并进给保持；S500若完成步骤S400后，所述第一电压检测装置TU1依然没有检测到外部电源电压值恢复到工作电压，则数控设备急停报警；S600当步骤S500中报警持续时间达到3秒后，PLC逻辑控制器断开第三继电器KM3的电路，使第三继电器KM3断开供电，超级电容停止工作。优选地，步骤S300中所述外部电源电压断电或者电压瞬变时间小于5秒，则按照当期加工程序继续加工。优选地，步骤S500中所述第一电压检测装置检测到外部电源电压恢复到工作电压后，则数控设备按照当期NC程序加工段继续加工。本专利技术与现有技术相比，具有以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种实现大型数控设备高值零件加工保护的电压恢复系统，用于保护数控设备在外部电源电压跳变或断电时依然能够不间断正常工作或者正常退刀关机，其特征在于，所述电压恢复系统包括用于进行补偿供电的超级电容，以及连通所述超级电容并控制所述数控设备的NC程序，所述NC程序包括用于向所述NC程序发送驱动信号的PLC逻辑控制器；还包括：与所述超级电容并联的外部电源，所述外部电源与数控设备之间连接有相互并联设置的第一电路和第二电路，所述第一电路上设置有第一空气开关QF2，用于实现外部电源与数控设备之间的断开或连接；所述第二电路包括从外部电源到数控设备之间依次连接的第二空气开关QF1、电流检测装置TA1、第一电压检测装置TU1、整流器SCR、第三空气开关QF3；所述整流器SCR并联有用于实现整流器SCR短路的第一继电器KM1；所述第二空气开关QF1与电流检测装置TA1之间连接有用于滤波的小型电容；所述超级电容设置在所述整流器SCR与第三空气开关QF3之间。

【技术特征摘要】
1.一种实现大型数控设备高值零件加工保护的电压恢复系统，用于保护数控设备在外部电源电压跳变或断电时依然能够不间断正常工作或者正常退刀关机，其特征在于，所述电压恢复系统包括用于进行补偿供电的超级电容，以及连通所述超级电容并控制所述数控设备的NC程序，所述NC程序包括用于向所述NC程序发送驱动信号的PLC逻辑控制器；还包括：与所述超级电容并联的外部电源，所述外部电源与数控设备之间连接有相互并联设置的第一电路和第二电路，所述第一电路上设置有第一空气开关QF2，用于实现外部电源与数控设备之间的断开或连接；所述第二电路包括从外部电源到数控设备之间依次连接的第二空气开关QF1、电流检测装置TA1、第一电压检测装置TU1、整流器SCR、第三空气开关QF3；所述整流器SCR并联有用于实现整流器SCR短路的第一继电器KM1；所述第二空气开关QF1与电流检测装置TA1之间连接有用于滤波的小型电容；所述超级电容设置在所述整流器SCR与第三空气开关QF3之间。2.根据权利要求1所述的一种实现大型数控设备高值零件加工保护的电压恢复系统，其特征在于，所述超级电容与所述数控设备之间依次连接有第二电压检测装置TU2、第三继电器KM3、第三空气开关QF3；所述第三继电器KM3还并联有第三电路；所述第三电路包括串联的第二继电器KM2和定值电阻R1、R2、R3，所述定值电阻R1、R2、R3的阻值相等且分别连接动力电的A、B、C三项。3.根据权利要求2所述的一种实现大型数控设备高值零件加工保护的电压恢复系统，其特征在于，所述第三继电器KM3与第三空气开关QF3还并联设置有用于对NC程序...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋智勇，夏远猛，罗兴华，李颖，贺毅，张伟伟，孙越，汪强，
申请(专利权)人：成都飞机工业集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：四川,51