[发明专利]一种数控深孔钻床双重过载保护方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种数控机床的保护方法，具体地说为一种数控深孔钻床双重过载保护方法，属于机械加工设备方法领域。

背景方法

三轴落地式深孔钻由底座、工作台、主轴头、X、Y、Z三轴移动机构构成。主轴头通常为空心主轴，空心主轴的前端接空心钻管和钻头，空心主轴的前端或后端接高压冷却液注入装置，X、Y、Z三个移动轴分别由驱动装置驱动。目前，市面上常见的数控三轴深孔钻床主要有两种，一种是以工作台作前后水平移动(X轴)，立柱上的主轴头作上下(Y轴)和进给(Z轴)两个方向的移动；另一种是工作台作固定不动，立柱作前后水平移动(X轴)，主轴头作上下(Y轴)和进给(Z轴)两个方向的移动。在深孔加工过程中，如果遇到钻头损坏、零件材质不均匀、排屑管堵塞等异常情况时，由于机床没有过载保护功能，极易造成零件报废、主轴和深孔钻系统装置损伤，增加加工成本。在加工大型零件时，如热交换管板，其毛坯成本是很高的，由于机床的功能缺陷造成的毛坯报废既增加了成本，浪费了资源，又由于返工而浪费了工时，耽误了生产进度。因此要确保深孔加工的可靠性和稳定性，降低加工成本，机床具备相应的过载保护功能是必不可少的条件。

发明内容

为解决上述方法问题，本发明提出了一种数控深孔钻床双重过载保护方法，使用本发明过程中，当遇到钻头损坏、零件材质不均匀、排屑管堵塞等异常情况，数控系统均会发出报警，并立即中断加工程序的执行，起到安全保护的作用。

本发明采用的方法方案如下：

一种数控深孔钻床双重过载保护方法，包括带有高速跳转功能的数控系统，其特征在于：所述双重保护指电主轴保护和切削进给伺服驱动Z1、Z2轴保护，所述电主轴保护与切削进给伺服驱动Z1、Z2轴保护互相交叉保护，所述数控系统的高速跳转功能指系统的G31功能，

所述电主轴保护的具体步骤为：

①通过系统参数6200～6202设定使用普通跳转口X4.7还是使用高速跳转口HDIO；

②设定变频器参数。变频器中针对扭矩的监控共有三个参数需要设定，分别为：06-12，即转矩限制，设定值范围为0～250％；06-07即过转矩检出，设定值范围10～250％；06-08即过转矩检出时间，设定值范围为0.0～60.0S；

③当主轴异常时超出转矩设定范围，变频器多功能输出端子M01输出过转矩信号提供给CNC，通过梯形图处理让系统进给保持信号G8.5由ON变OFF；

④系统进给保持信号G8.5由ON变OFF后，系统伺服驱动Z1、Z2轴进给保持，同时输出跳转信号给普通跳转口X4.7或者输出跳转信号给高速跳转口JA40中的HDIO；

⑤系统高速跳转功能G31接受到.X4.7、HDIO中任意一个信号后中断该命令的执行并转入执行下一个程序段，完成对电主轴的保护；

所述切削进给伺服驱动Z1、Z2轴过载保护的具体步骤为：

①通过系统参数设定伺服轴异常负栽检测信号F90.0的输出。数控系统中针对伺服电机负载扭矩的监控设定如下三个参数：1880，即异常报警检测时间，设定为0～32767ms；2103，即检测到异常负载转矩时的自退量，设定为3mm；2104，即检测到异常负载的报警电平＝最大放大器电流×7282+500～1000；其中负载检测信号F90.0为一个伺服轴异常扭矩输出信号。

②将检测到的伺服轴异常负载检测信号F90.0，提供给普通跳转口X4.7或高速跳转口JA40中的HDIO。

③系统高速跳转功能G31接受到.X4.7、HDIO中任意一个信号后中断该命令的执行并转入执行下一个程序段，完成对切削进给伺服驱动Z1、Z2轴的保护。

所述数控系统为FANUC-0iMC系统。

所述电主轴头为带内装式电机的主轴头，转子就是主轴，定子就是主轴箱。

所述伺服驱动电机为数控机床常用的数字控制式电动机，是指为切削进给Z1、Z2轴提供进给动力的驱动电机。

所述变频器是为电主轴配套的用于变速的装置，深孔钻电主轴转速和扭矩采用变频器控制。

本发明的工作原理如下：