摘 要：近些年，伴隨著國內、外數控系統的不斷更新，機床的性能和安全措施得到了很大的提升，比如安全退刀這一功能。但是原有的老式機床沒有數控系統的就很難做到這一個安全措施。以深孔鉆鏜床為例，通過對 6RA70 系列全數字直流調速裝置和數字量輸入模塊SM331 深刻了解，對其硬件及軟件的設計實現機床安全退刀功能。從而降低刀片損壞率、提高產品的成品率。
關鍵詞：安全退刀；硬件連接；軟件編程；成品率
1 、原因分析
中國一重軋電分廠 18 米深孔鉆車床是我廠重點設備及核電加工設備。當機床加工活件時，會因為切屑量過大、切屑刀片磨損嚴重、深孔鉆鏜桿內的鐵屑沒有及時清理出來，導致機床悶刀、刀具干壞，甚至活件加工不合格、影響機床精度，造成設備加工精度降低、部件損壞，因此設計機床安全退刀功能。
2 、理論依據
根據原因分析設計安全退刀功能，機床鉆桿旋轉由 6RA70 系列的全數字直流調速裝置 （6RA7075-6DV62-0） 帶有 CUD1 主板（6RY1703-0AA01） 控制，使用該主板模擬量輸出端子 14/15 或16/17 進行輸出轉矩電壓，通過對模擬量輸入模塊 SM331-AI8*12（6ES7331-7KB02-0AB0）進行硬件組態，將采集模擬量（轉矩電壓）信號轉換成數字量輸入信號。通過 PLC 程序將轉換的數字量（MW1）和我們實驗測量出來的數字量組（MW0）進行比較，如果前者比后者大將執行鉆桿箱向后運行程序，從而使機床安全退刀。
3 、方案設計及設施
3.1 硬件連接、功能設置及 SM331 模塊的硬件配置
3.1.1 硬件連接：將 6RA70 系統 CUD1 主板的模擬量輸出端子16、端子 17 分別與 SM331 的 0、1 通道連接。
3.1.2 6RA70 系統參數設置：對 6RA70 系統 CUD1 主板的模擬量輸出管腳 16 和管腳 17 進行設置：P755 （在模擬量輸出 2 的輸出值的源）=K042（實際轉矩值）、P756（在模擬量輸出 2 信號接入的方式）=1（接入信號的絕對值）、P758=10、P759（模擬量輸出 2 的偏置）=0。
3.1.3 SM331 模塊量程卡設置：SM331 模塊具有四個量程卡（每個通道組都有一個量程卡），每個量程卡都可以插到四個不同位置（A、B、C、D），這些位置將指定連接到各個通道組的傳感器，將量程卡的位置設置為 B。備注：位置 A（熱電偶 / 電阻測量）、位置 B（電壓）、位置 C（電流 4 線制傳感器）、位置 D（電流 2 線制傳感器）。
3.1.4 PLC SM331 硬件配置（原有的程序上添加硬件）
3.1.4.1 點開 IM153-1\ 再點開 AI-300\ 選中 SM331 AI8*12BIT模塊，并將其拖入左下面的第 10 槽中，一個 AI 模塊組態完畢。
3.1.4.2 雙擊模擬量輸入模塊，彈出模塊屬性畫面，點擊輸入欄，為每個通道定義信號類型，將 0-1 通道定義為電壓信號，其他通道不參與硬件連接可以定義為其他信號，點擊 OK，完成 AI 模塊組態。系統將為每個通道定義地址，該處第一通道是 PIW352、PIW354...。最后點擊“保存”，Save and Complice,存盤并編譯硬件組態，完成硬件組態工作。
3.2 軟件編程將 DB 點顯示的數值和實際設置的值進行比較，如果轉矩超過設定的轉矩，將會執行推刀程序，具體程序如圖 1、圖 2。
圖1
圖2
3.3 參數表的設定
通過實踐論證得出深孔活件主要兩種料（30B、40A）,不同料的硬度不同對應轉矩不同，從而通過選擇旋轉開關 A、B 的位置來設置 MW0 的參數。根據實踐得出 30B 材質的鋼 （硬度在 HRC35 左右）MW0 賦值 W#16#498，選擇旋轉開關 A。40A 材質的鋼（硬度在HRC54 左右）MW0 賦值 W#16#757，選擇旋轉開關 B。
4 、改造前后效果對比
4.1 通過改造后 5 個月效果對比，刀片損壞量由 70 塊 / 月降到30 塊 / 月，節省刀具費用 1.1 萬元 / 月。
4.2 避免活件加工最后一道車削工序出現悶刀現象，導致活件無法達到最終工藝標準的事故 2 起，減少損失近 90 萬元。
結束語
經過對深孔鉆鏜床安全退刀的設計及改造，運行效果良好。大大的降低刀片損壞率、提高產品的成品率和機床的安全性能。
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