[发明专利]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

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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。

中国发明专利申请，申请号为201210081457.0，申请公布号 CN 102608949 A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技术领域，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。本发明利用西门子 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。

中国发明专利，申请号为201420039413.6，授权公告号 CN 203696590 U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。

发明内容

本发明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。

本发明通过下述技术方案实现：