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La aplicación del PLC en el diseño de seguridad de máquinas herramienta NC
2023-12-08
El equipo CNC es un producto de integración mecánica y eléctrica intensivo en tecnología y conocimiento. Su tecnología es avanzada, su estructura es compleja y su precio es elevado. Con la continua expansión de las empresas de producción y la mejora continua de la automatización de equipos, también están aumentando los tipos y la cantidad de equipos CNC utilizados en los talleres CNC. Para hacer un mejor uso de las máquinas herramienta CNC, debemos tener una comprensión completa de la estructura, función y sistema de las máquinas herramienta CNC. El control de movimiento de las máquinas herramienta CNC suele realizarse de dos formas: Uno es controlar a través de la información digital del sistema CNC (computadora especial), es decir, "control digital", como el movimiento delantero, trasero, izquierdo y derecho del banco de trabajo de la máquina herramienta CNC, el movimiento hacia arriba y hacia abajo de la caja del husillo y la rotación. desplazamiento del movimiento alrededor de un eje lineal. Estos controles se realizan controlando el servomotor de alimentación con la diferencia entre la posición teórica calculada por interpolación y la posición de retroalimentación real. El núcleo de este control es asegurar la realización del contorno de la pieza a mecanizar, es decir, salvo el mecanizado puntual, el tiempo de movimiento de cada eje debe mantener una estricta relación proporcional; El otro es arrancar y detener, invertir el husillo, reemplazar el cortador y sujetar y soltar la pieza de trabajo de acuerdo con la secuencia lógica predeterminada cuando la máquina herramienta CNC está funcionando bajo la condición del estado de las señales del interruptor, como los interruptores de recorrido. , sensores, botones, relés, etc. dentro del sistema CNC y en la máquina herramienta. Control de operación de sistemas hidráulicos, de refrigeración y de lubricación. El control de este tipo de acción es principalmente el control secuencial de las señales de valor de conmutación, que generalmente lo completa el PLC. La aplicación del programa PLC en máquinas herramienta CNC El PLC es un controlador programable. El PLC utilizado en las máquinas herramienta CNC también se llama PMC. Tiene las siguientes ventajas: respuesta rápida. La precisión del control es alta, la confiabilidad es buena, el programa de control se puede cambiar según las diferentes ocasiones de aplicación y la interfaz con la computadora y el mantenimiento son convenientes. Generalmente, los programas de PLC utilizados en máquinas herramienta CNC incluyen programas de sistema y programas de usuario. El programa del sistema, incluido el programa de monitoreo, el programa compilador y el programa de diagnóstico, lo proporciona el fabricante del PLC y se solidifica en EPROM. Los usuarios no pueden acceder a él directamente y no necesitan la intervención del usuario. El programa de usuario Li es un programa de aplicación compilado por el usuario con un lenguaje de programa PLC de acuerdo con las necesidades del control de campo, para lograr diversos requisitos de control. Los lenguajes de programación de PLC comúnmente utilizados incluyen principalmente dígitos en forma de escalera, tablas de instrucciones, diagramas de bloques de funciones, etc. Dado que las acciones de muchos actuadores de las máquinas herramienta CNC se realizan a través de los comandos de control del PLC, el PLC se puede utilizar para detectar y reparar rápidamente las fallas de las máquinas herramienta CNC, o para agregar una acción o función ejecutable a las máquinas herramienta CNC modificando y escribir programas de PLC. 2 Diseño de control de seguridad de máquinas herramienta CNC. En el proceso de uso de máquinas herramienta NC, el autor descubrió que algunas máquinas herramienta del sistema necesitan eliminar la alarma y regresar al punto de INICIO para ejecutar el programa nuevamente después de una operación incorrecta o un apagado de alarma de falla debido a la propia máquina herramienta, pero algunos sistemas Las máquinas herramienta no necesitan regresar al punto HOME para ejecutar el programa nuevamente después de eliminar la alarma. Aunque esto último ahorra un poco de tiempo, presenta un gran riesgo potencial para la seguridad. Un centro de mecanizado NC de una empresa tuvo una situación de este tipo: durante una determinada operación inactiva, se generó la alarma de la máquina herramienta y la máquina se apagó. Después de que el operador eliminó la alarma, el programa inactivo se ejecutó nuevamente sin regresar al punto HMOE, lo que provocó la colisión entre el husillo y el accesorio, lo que provocó que la precisión del husillo y el equilibrio dinámico estuvieran fuera de tolerancia, lo que no podía cumplir con los requisitos del proceso. de procesamiento de equipos. Análisis de las causas: Cuando la máquina herramienta se detiene en el proceso de funcionamiento después de la alarma, el estado de posición del accesorio de la máquina herramienta y del husillo ha cambiado (ya no es el estado inicial). Si el programa posterior se reinicia inmediatamente después de que se elimina la alarma, es fácil hacer que el husillo funcione mal y colisione con el dispositivo o la pieza de trabajo. Para evitar desperdicios industriales innecesarios causados por colisiones. Para mejorar aún más la capacidad de prueba de errores del propio equipo, el autor diseñó un programa de control de seguridad para la acción de la máquina herramienta CNC para el centro de mecanizado del sistema FUNUC. Este programa se utiliza principalmente para garantizar que la alarma de apagado de la máquina herramienta se produzca durante la ejecución del programa de procesamiento o el programa en ejecución inactivo. Después de que el operador elimina la alarma, se debe ejecutar el programa regresando al punto de referencia. Si el programa que regresa al punto de referencia no se ejecuta, el programa, el dispositivo, el husillo. Cuando la herramienta regresa a su posición inicial, la máquina herramienta no podrá ejecutar el programa de procesamiento o el programa inactivo, evitando así efectivamente la posibilidad. de colisión de equipos. 2.1 Ideas de diseño La función a prueba de errores se agrega a la máquina herramienta para realizar el control de seguridad de la acción de la máquina herramienta modificando el programa PMC de la máquina herramienta NC y las condiciones para el funcionamiento automático de la máquina herramienta, aumentando el límite de las condiciones iniciales de la máquina herramienta y agregando la luz indicadora de inicio de ciclo listo (STEN-L), la luz indicadora de reparación (RECUTL) y el botón de la llave de reparación en el panel de operación. El plan específico es: (1) Establecer las condiciones de inicio de la máquina herramienta: ① Los ejes x, y, z deben regresar al segundo punto de referencia y el eje A debe estar en 90. Estado (STA - ENI); ② La herramienta en el husillo es la herramienta inicial (T6) o la herramienta vacía (T14) (STA-EN2); ③ El eje A está en estado de sujeción (STA-EN3); ④ La abrazadera está en estado liberado (STA-EN4). La máquina herramienta debe cumplir las cuatro condiciones al mismo tiempo para ejecutar el programa de procesamiento para procesamiento automático (STA-EN). El propósito de esta restricción es permitir que la máquina herramienta ejecute el programa RETURN después de que ocurra una alarma, y luego ejecute la máquina herramienta en modo AUTO o MEM después de que la máquina en espera regrese al estado de operación normal, para evitar que el programa comenzando desde el estado intermedio y provocando la colisión de la máquina herramienta. (2) Si no se cumplen las condiciones de inicio y el indicador de inicio de ciclo listo no está encendido, presione el botón [INICIO DE CICLO] y la máquina herramienta generará "61.0 INICIO DE CICLO NO DÍA, ¡POR FAVOR, TURNO!" Alarma para recordar al operador el motivo por el cual la máquina herramienta tiene prohibido el procesamiento automático y las medidas que debe tomar. (3) Cuando hay una pieza de trabajo que reparar, puede que solo sea necesario ejecutar un segmento de programa específico. En este momento, se puede conectar la clave Rework. Después de que la luz indicadora de Retrabajo esté encendida, se puede procesar la pieza de trabajo reelaborada. En el modo de procesamiento de reparación o procesamiento de segmento único, el equipo no está limitado por la condición "Listo para inicio de ciclo" y puede iniciarse en un ciclo.