一种数控精车防扎刀的控制方法技术

本发明专利技术涉及一种数控精车防扎刀的控制方法，属于机械数控加工技术领域，包括：1、确定精车工序加工过程中的力矩、电流以及功率特征数据；2、确定机床空运行状态及加工状态下的数据大小；3、结合步骤2确定的空运行状态以及加工状态数据，利用轴定位程序，实现机床超负荷运行时伺服轴的自动定位功能；4、伺服轴自动定位功能触发之后，机床报警灯提示操作人员的设备状态，同时机床操作面板显示相应的报警信息；5、数控精车防扎刀控制方法实现完毕。本发明专利技术可以有效防止切削过程因负荷增加而导致的车床扎刀事故，在数控机床内部运行，不影响操作人员的正常操作，实施效果良好，应用市场广阔，对于机床保护功能的开发具有较为深远的意义。于机床保护功能的开发具有较为深远的意义。于机床保护功能的开发具有较为深远的意义。

【技术实现步骤摘要】
一种数控精车防扎刀的控制方法


[0001]本专利技术涉及一种数控精车防扎刀的控制方法，属于机械数控加工


技术介绍

[0002]精车是涉及设备、人员最多的工序，受刀具质量、刀具装配、产品质量、操作失误等影响，加工过程中常会出现扎刀(切削深度突然变大)的情况，轻则刀具损坏，重则产品至废、甚至伤及人身安全。统计分析扎刀的原因，操作过程失误导致的扎刀事故占主要原因，其中辊身部位的占比超过50％；分析辊身车削过程，辊身硬度高难加工、刀片易崩碎；人为操作、干预环节较多，操作失误概率大大增加，均可能直接导致扎刀事故。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种数控精车防扎刀的控制方法，防止轧刀事故的发生，保障正常加工步骤的有序运行。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
[0005]一种数控精车防扎刀的控制方法，包括以下步骤：
[0006]步骤1、确定精车工序加工过程中的力矩、电流以及功率特征数据；
[0007]步骤2、确定机床空运行状态及加工状态下的数据大小；
[0008]步骤3、结合步骤2确定的空运行状态以及加工状态数据，利用轴定位程序，实现机床超负荷运行时伺服轴的自动定位功能；
[0009]步骤4、伺服轴自动定位功能触发之后，机床报警灯提示操作人员的设备状态，同时机床操作面板显示相应的报警信息；
[0010]步骤5、数控精车防扎刀控制方法实现完毕。
[0011]本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述步骤1的具体步骤包括：
[0012]步骤1
‑
1、采用系统变量提取控制块将机床伺服轴的力矩、电流以及功率数据提取至可编程逻辑控制器的内部存储单元；
[0013]步骤1
‑
2、在空运行情况下，统计设备运行过程中各个伺服轴力矩、电流以及功率数据的变化区域；
[0014]步骤1
‑
3、在加工状态下，统计设备加工过程中各个伺服轴力矩、电流以及功率数据之间的变化情况。
[0015]本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述步骤2的具体步骤包括：
[0016]步骤2
‑
1、将空运行统计过程中伺服轴力矩、电流以及功率之间的变化区域明确数值大小。
[0017]步骤2
‑
2：将步骤2
‑
1确定的数值记录在背景存储块中；
[0018]步骤2
‑
3：将加工状态下伺服轴力矩、电流以及功率之间的变化区域明确数值大小；
[0019]步骤2
‑
4：将步骤2
‑
3确定的加工数据记录在加工数据存储块中。
[0020]本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述轴定位程序控制以主电机功率使用情况区分空运行和吃刀两种状态。
[0021]由于采用了上述技术方案，本专利技术取得的技术效果有：
[0022]本专利技术突出表现在伺服轴控制程序与现场加工实际情况有效结合，保障了正常加工步骤的有序运行。通过实时监控切削负荷情况，根据机床设定不同的报警数值，对加工过程进行自动监控，发现异常状态后可以自动报警，伺服轴自动回退，同时机床停止作业，最终实现了数控精车扎刀控制预防的功能。
[0023]本专利技术可以有效防止切削过程因负荷增加而导致的车床扎刀事故，在数控机床内部运行，不影响操作人员的正常操作，实施效果良好，应用市场广阔，对于机床保护功能的开发具有较为深远的意义。
附图说明
[0024]图1是本专利技术的流程图。
具体实施方式
[0025]下面结合附图及具体实施例对本专利技术做进一步详细说明：
[0026]机床加工分为粗车、精车、磨、镗共4个主工序，其中，机床精车过程又分为去量加工、空运行以及精加工三个阶段，本实施方式针对数控精加工阶段。
[0027]一种数控精车防扎刀的控制方法，如图1所示，包括以下步骤：
[0028]步骤1、确定精车工序加工过程中的力矩、电流以及功率特征数据，具体包括以下步骤：
[0029]步骤1
‑
1、采用系统变量提取控制块将机床伺服轴的力矩、电流以及功率数据提取至可编程逻辑控制器的内部存储单元；
[0030]步骤1
‑
2、在空运行情况下，统计设备运行过程中各个伺服轴力矩、电流以及功率数据的变化区域；
[0031]步骤1
‑
3、在加工状态下，统计设备加工过程中各个伺服轴力矩、电流以及功率数据之间的变化情况。
[0032]步骤1的主要目的是导出加工过程机床参数，将力矩、电流、功率等参数导入至存储参数列表，采集辊身加工过程力矩、电流、功率等数据的分布情况。
[0033]步骤2、确定机床空运行状态及加工状态下的数据大小，具体包括以下步骤：
[0034]步骤2
‑
1、将空运行统计过程中伺服轴力矩、电流以及功率之间的变化区域明确数值大小。
[0035]步骤2
‑
2：将步骤2
‑
1确定的数值记录在背景存储块中；
[0036]步骤2
‑
3：将加工状态下伺服轴力矩、电流以及功率之间的变化区域明确数值大小；
[0037]步骤2
‑
4：将步骤2
‑
3确定的加工数据记录在加工数据存储块中。
[0038]根据力矩、电流、功率等数据和切削状态关联程度，选择X轴力矩为识别参数，同时在保证安全前提下，编制转矩比对程序。机床防扎刀保护力矩设定值在35N
·
m至55N
·
m之间(不同规格机床参数值不同)，现场12台设备均采取此类统计方法记录。
[0039]步骤3、结合步骤2确定的空运行状态以及加工状态数据，利用轴定位程序，实现机床超负荷运行时伺服轴的自动定位功能。轴定位程序控制以主电机功率使用情况区分空运行和吃刀两种状态，结合加工部位，根据实际加工过程中的进给轴负荷情况，其中停止功能的实现是应用轴定位功能，实现机床X轴精准回退。
[0040]步骤4、伺服轴自动定位功能触发之后，机床报警灯提示操作人员的设备状态，同时机床操作面板显示相应的报警信息；
[0041]步骤5、数控精车防扎刀控制方法实现完毕。
[0042]本专利技术基于西门子840D数控系统，应用FB2提取数控系统轴数据(力矩、位置)，结合主电机功率使用情况，编写控制方式。程序控制以主电机功率使用情况区分空运行和吃刀两种状态。根据实际加工过程中进给轴负荷情况，其中停止功能实现是应用定位轴功能，实现机床X轴精准回退。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种数控精车防扎刀的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、确定精车工序加工过程中的力矩、电流以及功率特征数据；步骤2、确定机床空运行状态及加工状态下的数据大小；步骤3、结合步骤2确定的空运行状态以及加工状态数据，利用轴定位程序，实现机床超负荷运行时伺服轴的自动定位功能；步骤4、伺服轴自动定位功能触发之后，机床报警灯提示操作人员的设备状态，同时机床操作面板显示相应的报警信息；步骤5、数控精车防扎刀控制方法实现完毕。2.根据权利要求1所述的一种数控精车防扎刀的控制方法，其特征在于，所述步骤1的具体步骤包括：步骤1
‑
1、采用系统变量提取控制块将机床伺服轴的力矩、电流以及功率数据提取至可编程逻辑控制器的内部存储单元；步骤1
‑
2、在空运行情况下，统计设备运行过程中各个伺服轴力矩、电流以及功率数据的变化区域；步骤1

【专利技术属性】
技术研发人员：孙韶锋，冯高坡，段露彬，张永生，
申请(专利权)人：中钢集团邢台机械轧辊有限公司，
类型：发明
国别省市：