CN104407571A - 一种数控机床用于火炸药加工的改造方法 - Google Patents

一种数控机床用于火炸药加工的改造方法 Download PDF

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陈道君
秦能
陈松
苏杨
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马宁
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    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/414—Structure of the control system, e.g. common controller or multiprocessor systems, interface to servo, programmable interface controller

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Abstract

本发明公开了一种数控机床用于火炸药加工的改造方法，通过Profinet网络和Profibus总线增加机床的远程控制功能，使机床实现远程安全控制和隔离操作，解决了数控机床用于火炸药加工必须实现人机隔离的问题，适用于采用Profinet网络进行通信的数控机床。具有控制线路简单、操作稳定可靠等特点，并具有火炸药加工过程安全联锁控制等突出优点。

Description

一种数控机床用于火炸药加工的改造方法
技术领域
本发明涉及火炸药安全控制技术领域，具体涉及一种数控机床用于火炸药加工的改造方法。
背景技术
火炸药加工过程危险性高，为保证操作者的人生安全，火炸药加工过程必须进行远程控制和隔离操作，即操作者不直接在机床端操作机床，而是在控制室通过远控操作台远程操作机床，并通过工业电视监控火炸药的加工过程，如图1所示。
新购进的数控机床必须通过改造后才能用于火炸药加工，由于不同的机床生产厂家所采用的数控系统都不尽相同，因此每台数控机床的改造必须根据数控系统自身的特点采用不同的改造方法，单独进行控制电路设计和控制程序设计。
现有技术对数控系统的改造主要采取对远/近控显示和操作单元进行硬件切换的方式，由于信号线太多，必须增加很多的中间继电器和信号转换单元，导致线路复杂，故障率高；并且弱电信号在长距离传输以后信号衰减严重，必须增加信号放大单元对信号进行放大，否则会导致远控显示不清和操作不可靠。
现有技术也有采取MPI/OPI总线技术对数控系统进行改造，但该方法只适合具有MPI/OPI总线接口的数控系统。
现有技术只适用于某种具体的数控系统。
发明内容
本发明针对的数控系统不带MPI/OPI总线接口，不能采用MPI/OPI总线技术；由于操作单元和数控系统之间是Profinet网络通信，因此也不能采取对远/近控显示和操作单元进行硬件切换的方式。
现有技术不能用于本系统的改造。
本发明的目的在于提供一种新的数控机床用于火炸药加工的改造方法，以解决不带MPI/OPI总线接口且采用Profinet网络通信的数控机床用于火炸药加工的远程控制和安全控制问题。
本发明包括以下步骤：
(1)设计制作机床的远控操作台，在远控操作台上设计并安装带显示单元的操作员面板1，机床控制面板2，人机对话单元3，安全联锁控制面板4。
(2)将远控操作台上的人机对话单元3与带显示单元的操作员面板1直接装配到一起，再将人机对话单元3、机床控制面板2通过Profinet网线连接到数控系统5。
(3)在远控操作台上安装安全联锁控制面板4，将安全联锁控制面板4的开关信号输入到PLC分布式I/O单元，再通过Profibus总线连接到数控系统5。
(4)将机床PLC程序下载到电脑，用STEP7编程软件修改对应程序块，并用修改后的PLC程序替换机床原有程序。
(5)按照STEP7编程调试手册调试PLC程序，直至机床动作正常。
所述的远控操作台包括带显示单元的操作员面板1，机床控制面板2，人机对话单元3，安全联锁控制面板4，如图2所示
所述的操作员面板1用于编辑程序及参数修改；所述的机床控制面板2用于操作机床执行动作；所述的人机对话单元3用于人机交互；所述的安全联锁控制面板4用于远控火炸药加工过程的联锁控制和防爆门、火炸药装夹装置的开启。
所述的远控安全联锁控制面板4上包括远/近控转换开关，防爆门开/关/停按钮和指示灯，火炸药装夹装置开/关按钮和指示灯，防爆门安全联锁开关，火炸药装夹装置安全联锁开关，用于远控火炸药加工过程的联锁控制和防爆门、火炸药装夹装置的安全开启。
本发明的整体技术效果体现在以下几个方面。
(1)本发明针对现有技术不能用于本系统改造的缺陷，提供了一种新的数控机床用于火炸药加工的改造方法。通过Profinet网络和Profibus总线增加机床的远程控制功能，使机床实现远程安全控制和隔离操作，解决了数控机床用于火炸药加工必须实现人机隔离的问题。
(2)通过增加远控安全联锁控制面板控制远控NC程序的启停和防爆门、火炸药装夹装置的安全开启，实现了火炸药加工过程的安全联锁控制。
附图说明
图1为本发明一个实施例的系统组成框图。
图2为本发明一个实施例的远控操作台的组成及其与数控系统的通信结构框图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步阐述。
如图1所示，图1示出了本发明一个实施例的系统组成框图，包括机床主机系统、近控操作箱、远控操作台和远程监控系统。
如图2所示，图2示出了远控操作台的组成及其与数控系统的通信结构框图。
(1)设计制作机床的远控操作台，在远控操作台上设计并安装带显示单元的操作员面板1，机床控制面板2，人机对话单元3，安全联锁控制面板4。
(2)将远控操作台上的人机对话单元3与带显示单元的操作员面板1直接装配到一起，再将人机对话单元3、机床控制面板2通过Profinet网线连接到数控系统5。
(3)在远控操作台上安装安全联锁控制面板4，将安全联锁控制面板4的开关信号输入到PLC分布式I/O单元，再通过Profibus总线连接到数控系统5。
(4)将机床PLC程序下载到电脑，用STEP7编程软件修改对应程序块，并用修改后的PLC程序替换机床原有程序。
(5)按照STEP7编程调试手册调试PLC程序，直至机床动作正常。
所述的远控操作台包括带显示单元的操作员面板1，机床控制面板2，人机对话单元3，安全联锁控制面板4，如图2所示
所述的操作员面板1用于编辑程序及参数修改；所述的机床控制面板2用于操作机床执行动作；所述的人机对话单元3用于人机交互；所述的安全联锁控制面板4用于远控火炸药加工过程的联锁控制和防爆门、火炸药装夹装置的开启。
所述的远控安全联锁控制面板4上包括远/近控转换开关，防爆门开/关/停按钮和指示灯，火炸药装夹装置开/关按钮和指示灯，防爆门联锁开关，火炸药装夹装置联锁开关，用于远控火炸药加工过程的联锁控制和防爆门、火炸药装夹装置的开启。
操作使用
(1)远控操作：在近控完成产品的装夹、找正和程序调试之后，将安全联锁控制面板4上的远/近控转换开关打到远控位置，操作者离开防爆间，关好防爆门后回到控制室，此时远控指示灯亮，机床控制面板2的控制权已转到远控，可通过远控机床控制面板2操作机床；按带显示单元的操作员面板1上的任意键，系统提示是否需要将操作员面板1的控制权转到远控，确认之后操作员面板1的控制权转到远控，可通过远控带显示单元的操作员面板1显示人机界面和编辑程序、参数。
(2)防爆门联锁：远控操作时，防爆门联锁开关打到“有效”状态，这时必须关好防爆门才能启动NC程序，否则会出现报警“防爆门未关好”；NC程序启动之后，防爆门不能打开。
(3)火炸药装夹装置联锁：远控操作时，火炸药装夹装置联锁开关打到“有效”状态，只有在火炸药装夹装置正常时才能启动NC程序，否则会出现报警“火炸药装夹装置故障”；NC程序启动之后，如果火炸药装夹装置不正常，NC程序立即停止。

Claims (3)

1.一种数控机床用于火炸药加工的改造方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)在远控操作台上设置带显示单元的操作员面板[1]，机床控制面板[2]，人机对话单元[3]，安全联锁控制面板[4]；
(2)将远控操作台上的人机对话单元[3]与带显示单元的操作员面板[1]直接装配到一起，再将人机对话单元[3]、机床控制面板[2]通过Profinet网线连接到数控系统[5]；
(3)在远控操作台上安装安全联锁控制面板[4]，将安全联锁控制面板[4]的开关信号输入到PLC分布式I/O单元，再通过Profibus总线连接到数控系统[5]；
(4)将机床PLC程序下载到电脑，用STEP7编程软件修改对应程序块，并用修改后的PLC程序替换机床原有程序；
(5)按照STEP7编程调试手册调试PLC程序，直至机床动作正常。
2.根据权利要求1所述的一种数控机床用于火炸药加工的改造方法，其特征在于：
所述的操作员面板[1]用于编辑程序及参数修改；所述的机床控制面板[2]用于操作机床执行动作；所述的人机对话单元[3]用于人机交互；所述的安全联锁控制面板[4]用于远控火炸药加工过程的联锁控制和防爆门、火炸药装夹装置的开启。
3.根据权利要求1所述的一种数控机床用于火炸药加工的改造方法，其特征在于：
所述的远控安全联锁控制面板[4]上包括远/近控转换开关，防爆门开/关/停按钮和指示灯，火炸药装夹装置开/关按钮和指示灯，防爆门联锁开关，火炸药装夹装置联锁开关，用于远控火炸药加工过程的联锁控制和防爆门、火炸药装夹装置的开启。
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