一种机床发生撞刀时的保护方法与流程

    技术2024-12-02  11


    本发明主要涉及数控,具体为一种机床发生撞刀时的保护方法。


    背景技术:

    1、在机床加工过程中出现碰刀、刀具破损及其他非正常因素的时候,机床继续动作或操机工误操作会导致刀具甚至机床进一步的损坏。

    2、为了避免上述情况的出现,现有技术中大多都是通过增设硬件机构来实现,例如,在申请公布号为cn 112757013 a的专利中公开了一种撞刀时防止刀具折弯的机床保护装置,在加工的过程中,通过了两个受推块能够触发推动机构进而达到限制夹紧底座移动的目的,进而在手摇的过程中防止了刀具和工件进一步损伤,通过了抵接机构能够达到对工件有效的夹持,进而达到了保护人们的目的,同时使用抵接板能够达到在切削完毕后对工件进行推动进而方便拿出的目的。还有的通过硬件和程序的结合来实现。例如,在授权公告号为cn 110682145 b的专利中公开了一种用于加工中心链式刀库的防撞刀系统,通过将传感器安装在刀套的外表面,能够准确判断刀套的形态,进而推断出装夹于刀套上的刀柄的空间姿态,由此控制主轴停止或继续工作,避免撞刀情况的发生和减小撞刀损失。

    3、故而,现有的机床撞刀保护手段都或多或少的要通过增设硬件设备来实现撞刀保护效果,不能仅通过程序方面实现。


    技术实现思路

    1、本发明技术方案针对现有技术解决方案过于单一的技术问题,提供了显著不同于现有技术的解决方案,主要提供了一种机床发生撞刀时的保护方法,用以解决上述背景技术中提出的不能仅通过程序方面实现撞刀保护效果的技术问题。

    2、本发明解决上述技术问题采用的技术方案为:

    3、一种机床发生撞刀时的保护方法,包括如下步骤:

    4、s1、启动主轴负载监控;

    5、s2、pmc实时读取主轴电机负载值;

    6、s3、pmc将读取的主轴电机负载值与预设值对比,在主轴电机负载值超过预设值时,进行步骤s4;

    7、s4、控制三轴往当前加工方向的相反方向移动,以保护主轴;

    8、步骤s3中,所述预设值的设定方法为:先获取正常试加工过程中的最大主轴负载值,然后将正常试加工过程中的最大主轴负载值加10~20后的运算结果设为主轴负载上限值的最小值,将设定的主轴负载上限值的最小值加10~20后的运算结果设为主轴负载上限值的最大值;最后设定主轴负载预设值的动态变化,预设值从主轴负载上限值中的最小值逐渐增加到最大值。

    9、优选地,预设值的设定方法中,将正常试加工过程中的最大主轴负载值加20后的运算结果设为主轴负载上限值的最小值,将设定的主轴负载上限值的最小值加20后的运算结果设为主轴负载上限值的最大值。

    10、进一步地,预设值的设定方法中,将主轴负载预设值的动态变化与机床系统自带的刀具寿命管理功能配合,刀具完好时,主轴负载上限值中的最小值对应刀具的预设值,刀具每使用设定的次数后,预设值会相应增加1,直至加到主轴负载上限值的最大值。

    11、进一步地,步骤s3中,在读取的主轴电机负载值超过预设值时,进行一个延时处理,排除主轴加减速带来负载值瞬间波动引起的误报;延时后,再次将当前主轴电机负载值与预设值对比,若主轴的负载值仍超过预设值,则进行步骤s4。

    12、优选地,所述延时处理的延时时间为0.1~0.3秒。

    13、优选地,步骤s4中,三轴往当前加工方向的相反方向移动的距离为0.01~0.02mm。

    14、进一步地,步骤s4中,在三轴反向移动结束后启动红色报警锁住三轴,防止操机工或机床进一步动作损坏主轴。

    15、进一步地,步骤s4中,在三轴往当前加工方向的相反方向移动的同时,通过pmc处理向d地址中传输当前时间,以记录异常发生时间。

    16、与现有技术相比,本发明的有益效果为:

    17、本发明考虑到在撞刀等非正常加工过程中,主轴伺服电机上产生很大的负载力矩,利用fanuc相关轴的负载状态来判断加工过程中机床的状态,实时将主轴电机负载值与预设值进行对比,在主轴电机负载值超过预设值时,控制三轴往当前加工方向的相反方向移动,以保护主轴,避免相关硬件的进一步损坏。则本发明不需要增设硬件设备,仅通过程序方面的设置就能实现撞刀保护效果。

    18、本发明考虑到正常试加工过程中的最大主轴负载值一定小于过载时的负载值,所以对于主轴负载值的预设值设定基于正常试加工过程中的最大主轴负载值增加一定范围值来设定预设值;且考虑到加工过程中当刀具产生轻微磨损,主轴负载会相应变大,可能会出现超过预设值误报警的情况,所以设定了主轴负载预设值的动态变化,预设值从主轴负载上限值中的最小值逐渐增加到最大值,可有效消除刀具轻微磨损等带来的误差,从而提升了通过程序实现撞刀保护的精确度。

    19、以下将结合附图与具体的实施例对本发明进行详细的解释说明。



    技术特征:

    1.一种机床发生撞刀时的保护方法,其特征在于:包括如下步骤:

    2.根据权利要求1所述的一种机床发生撞刀时的保护方法,其特征在于:预设值的设定方法中,将正常试加工过程中的最大主轴负载值加20后的运算结果设为主轴负载上限值的最小值,将设定的主轴负载上限值的最小值加20后的运算结果设为主轴负载上限值的最大值。

    3.根据权利要求1所述的一种机床发生撞刀时的保护方法,其特征在于:预设值的设定方法中,将主轴负载预设值的动态变化与机床系统自带的刀具寿命管理功能配合,刀具完好时,主轴负载上限值中的最小值对应刀具的预设值,刀具每使用设定的次数后,预设值会相应增加1,直至加到主轴负载上限值的最大值。

    4.根据权利要求1所述的一种机床发生撞刀时的保护方法,其特征在于:步骤s3中,在读取的主轴电机负载值超过预设值时,进行一个延时处理,排除主轴加减速带来负载值瞬间波动引起的误报;延时后,再次将当前主轴电机负载值与预设值对比,若主轴的负载值仍超过预设值,则进行步骤s4。

    5.根据权利要求4所述的一种机床发生撞刀时的保护方法,其特征在于:所述延时处理的延时时间为0.1~0.3秒。

    6.根据权利要求1所述的一种机床发生撞刀时的保护方法,其特征在于:步骤s4中,三轴往当前加工方向的相反方向移动的距离为0.01~0.02mm。

    7.根据权利要求1所述的一种机床发生撞刀时的保护方法,其特征在于:步骤s4中,在三轴反向移动结束后启动红色报警锁住三轴,防止操机工或机床进一步动作损坏主轴。

    8.根据权利要求1所述的一种机床发生撞刀时的保护方法,其特征在于:步骤s4中,在三轴往当前加工方向的相反方向移动的同时,通过pmc处理向d地址中传输当前时间,以记录异常发生时间。


    技术总结
    本发明公开了一种机床发生撞刀时的保护方法,属于数控技术领域,包括:启动主轴负载监控;PMC实时读取主轴电机负载值;将读取的主轴电机负载值与预设值对比,在主轴电机负载值超过预设值时,控制三轴往当前加工方向的相反方向移动,以保护主轴。预设值的设定方法为:先获取正常试加工过程中的最大主轴负载值,然后基于此数据加一定范围值设为主轴负载上限值;最后设定主轴负载预设值的动态变化,预设值从主轴负载上限值中的最小值逐渐增加到最大值。本发明不需要增设硬件设备,仅通过程序方面的设置就能实现撞刀保护效果;且预设值的动态变化,可有效消除刀具轻微磨损等带来的误差,从而提升通过程序实现撞刀保护的精确度。

    技术研发人员:钱程,毛益飞,周能余,薛超,蒋成成
    受保护的技术使用者:安徽省捷甬达智能机器股份有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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