關于一種防卡死電子裝置的研究

夏永紅 廖麗娟 龍海輝

摘 要：在數控金屬切削機床的排屑器及破碎機械中，一旦有大的異物或物料堆積造成電動機的堵轉，很容易燒毀電動機、引起斷路器跳閘及造成機械損壞，通過研究及發明一種防卡死電子裝置并做推廣使用，本研究是金屬加工機床的技術應用，屬于金屬加工機床制造技術領域。

關鍵詞：金屬切削；排屑器；卡死；程序

Research on An Anti-stuck Elctronic Device

Xia Yonghong Liao Lijuan Long Haihui

（Department of Defense，Inner Mongolia North Heavy Industries Group Corp.，Ltd，Baotou，Inner Mongolia 014030）

Abstract：In the chip extractor of CNC metal cutting machine and crushing machine，the motors are easy to burn，the circuit breaker stops and the machinery is damaged if the motor is blocked because of a large foreign body or material accumulation.An anti-stuck elctronic device is invented and popularized.

Key words：metal cutting;chip extractor;stuck;program

近年來，隨著制造業企業的快速發展，企業不斷引進數控設備作為主要加工載體，隨著產量越來越大，要求數控機床的連續工作時間就會越來越長，甚至有些數控機床出現24小時連續運轉的狀態。在加工過程中必不可少的就是對廢屑的排出，現在數控機床對廢屑的排出大多采用各種類型的排屑器裝置，解決排屑器順利快速排出全部廢屑成了制造業產品加工效率的關鍵。

1 背景技術

在數控金屬切削機床的排屑器及破碎機械中，一旦有大的異物或物料堆積造成電動機的堵轉，很容易燒毀電動機、引起斷路器跳閘及造成機械損壞。現有的保護裝置一般都是機械式的裝置，比如通過加裝彈簧，當傳動阻力大于彈簧的彈力時，觸碰限位開關，使電動機停止工作，從而保護電動機。還有就是加裝離合器摩擦片，當有異物時，摩擦片會打滑，從而保護電動機及機械部分不受損傷。當機械保護裝置起作用時，必須手動使排屑器反轉，再正轉，反復幾次，才能恢復正常。現有的許多排屑器沒有保護裝置，如果加裝機械式的保護裝置非常費力，因此需要設計一種保護裝置，完全是靠電氣控制來實現的，機械部分不用再改動，而且能夠實現自動反轉功能，當反轉幾秒后正轉，如果檢測排屑器正常，就不再反轉，如果不正常，再次反轉、正轉，直到排屑器正常為止，如果三次后排屑器仍然不能正常工作，則在數控系統上顯示報警“排屑器故障，請檢查是否有異物或其他故障”，排屑器電動機停止工作，防止電動機堵轉或損壞機械部分。

2 研究發明內容

本研究發明的目的是設計一套數控金屬切削機床的排屑器及破碎機械能夠防止機械卡死的電子裝置。在不需要機械部分做任何改動的情況下，能夠防止機械卡死且能夠實現自動反轉，再正轉，排除機械卡死的異物，設計一套完整的控制，如圖1所示。

3 技術方案

（1）在數控機床配電柜內的控制排屑器的繼電器的輸出端的一根電源線上套上精密電流互感器DL-CT08CL5。

（2）PLC信號模塊連接機架上安裝模擬量輸入模塊SM334訂貨號為6ES7-0CE01-0AA0（如果設備機架上已經有模擬量輸入模塊，就不需要再安裝了）。

（3）連接精密電流互感器DL-CT08CL5的兩根線到模擬量輸入模塊SM334的通道三。

（4）編寫PLC防止卡死程序。

（5）現場調試。

4 具體實施方式

選型并采購模擬量輸入模塊SM334一塊（如果設備機架上已經有模擬量輸入模塊，就不需要再安裝了）、精密電流互感器DL-CT08CL5一個。

在數控機床配電柜內的控制排屑器的繼電器KM8的輸出端的一根電源線上套上精密電流互感器DL-CT08CL5， 如圖2所示。

連接精密電流互感器DL-CT08CL5的兩根反饋線到模擬量輸入模塊SM334的通道三（12腳和13腳）。

4）按程序流程圖編寫控制程序，如圖3所示。

（1）在主程序OB1中添加以下程序：第一步，排屑器正轉Q48.0為一一秒后，定時器T30為1，通過比較指令CMP>I判斷排屑器電動機的實際電流值IW326與設定值的關系。

（2）如果排屑器電動機的實際電流值IW326大于設定值時，則復位Q48.0，置位Q48.1。排屑器反轉Q48.1為一一秒后，再判斷排屑器電動機的實際電流值IW326與設定值的關系。如果排屑器電動機的實際電流值IW326小于設定值時，則排屑器正常工作 。

（3）如果排屑器反轉時，排屑器電動機的實際電流值IW326大于設定值時，則復位Q48.0、Q48.1，置位DB2.DBX187.0，使數控系統的顯示器顯示700056號報警“排屑器故障，請檢查是否有異物或其他故障”。按下機床控制面板上的復位鍵I3.7，可復位700056號報警。

（4）如果排屑器反轉時，排屑器電動機的實際電流值IW326小于設定值時，則延時5秒后，置位Q48.0，復位Q48.1。排屑器正轉Q48.0為一一秒后，再判斷排屑器電動機的實際電流值IW326與設定值的關系 。

（5）如果排屑器電動機的實際電流值IW326大于設定值時，則執行第一步的動作，這時計數器T67計數一次，當動作重復3次后，計數器T67為一，復位Q48.0、Q48.1，置位DB2.DBX187.0，使數控系統的顯示器顯示700056號報警。如果排屑器電動機的實際電流值IW326小于設定值時，則排屑器正常工作 。

5 現場調試

當機床的排屑器工作時，由精密電流互感器DL-CT08CL5采集電動機的電流，傳送到模擬量輸入模塊SM334，通過通訊模塊IM361將數據傳送到數控系統的NCU中，當電流值大于設定的值時，說明機床的排屑器有異物或物料堆積造成電動機的堵轉，這時數控系統的NCU控制數字量輸出模塊SM322 的輸出點Q48.0=0、Q48.0=1，使排屑器正轉的中間繼電器KA0失電，排屑器反轉的中間繼電器KA1得電，排屑器正轉的交流接觸器KM8失電，排屑器反轉的交流接觸器KM9得電，5秒后，數控系統的NCU控制數字量輸出模塊SM322的輸出點Q48.0=1、Q48.0=0，使排屑器正轉的中間繼電器KA0得電，排屑器反轉的中間繼電器KA1失電，排屑器正轉的交流接觸器KM8得電，排屑器反轉的交流接觸器KM9失電，如果檢測電動機的電流值小于設定的值，則排屑器正常工作，如果檢測電動機的電流值仍大于設定的值，則重復反轉、正轉，直到排屑器正常為止，如果三次后排屑器仍然不能正常工作或排屑器在反轉時檢測電動機的電流值大于設定的值，則在數控系統上顯示報警“排屑器故障，請檢查是否有異物或其他故障”，排屑器電動機停止工作，防止電動機堵轉或損壞機械部分。

6 總結

通過給數控機床的排屑器加裝一套能夠防止機械卡死的電子裝置。在不需要機械部分做任何改動的情況下，能夠防止機械卡死且能夠實現自動反轉，再正轉，減少了設備的故障率、提高了自動化程度及生產效率。

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（責任編輯 郭曉勇）