FTC-350數控車床夾緊方式改進

禚玉寶

（山東濱州渤海活塞股份有限公司 山東濱州）

1.問題的提出

山東濱州渤海活塞股份有限公司引進一批FTC-350型數控車床，機床配備FANUC 0i-mate數控系統，采用腳踏控制尾座頂排夾緊方式。1臺機床在使用過程中發生夾手事故，造成機床操作人員右手食指骨折。結合操作者安裝工件啟動過程（圖1），分析事故原因，發現操作者右手抓取工件安裝位置正好位于工件與夾緊頂排之間，若腳踏信號提前，右手拿走動作滯后，則右手就夾在工件與夾緊頂排之間，造成傷手事故。為此，必須改進機床夾緊控制方式，杜絕機床隱患，避免人身事故再發。

圖1 工件安裝流程

2.改進實施

圖2 優化后的操作流程

經分析，最根本的解決辦法是去掉腳踏夾緊，改為右手夾緊，這樣不僅排除了腳踏與右手的時間差，而且右手按鈕夾緊使右手必須離開工件與尾座頂排的中間位置后才能執行夾緊動作。拆除腳踏開關，在右側操作面板適當位置加裝按鈕做為工件夾緊信號。信號更改后，在實驗加工過程中發現，當操作人員左手扶著工件，右手離開抓工件位置去按夾緊按鈕時，習慣性按在啟動按鈕上，導致加工程序瞬間啟動，主軸旋轉，未夾緊的工件脫離了主軸掉到機床底部，扶著工件的左手也被工件劃傷。進一步了解，該機床在不夾緊情況下可以啟動，必須將其更改為工件不夾緊機床不允許啟動。詢問操作人員得知，為保證工件加工精度，使機床在停止了一夜后能夠達到最佳加工狀態，每天上班后必須對機床進行十多次的空跑預演過程。這個過程機床必須在不夾緊的情況下能夠啟動，正好與要求的工件不夾緊機床不允許啟動相矛盾。經過幾次方案論證，最終確定利用系統副操作面板上的備用按鍵作為機床預演開關，增加機床預演功能。確定好改進方案，對操作流程進行進一步優化（圖2），改進所需I/O信號見表1。

改進過程：①將腳踏夾緊更改為右手按鈕夾緊。②將副操作面板上的備用按鍵（地址X0013.6）設置為機床預演開關。③當選擇預演開關時，預演開關指示燈（地址Y0009.6）點亮，同時機床出現報警提示OP2006：DEMONSTRATE，此時機床設置為不夾緊可以啟動，并設置計數器C0003=10，在機床不夾緊啟動后觸發PLC中編輯的C0003計數器，當達到10次預演次數后預演過程結束，機床此時停止不夾緊能啟動狀態并出現報警提示 OP2008：DEMONSTRATE COUNT OVER。④再一次按動預演開關按鈕取消預演功能，此時計數器復位，并且機床恢復為自動模式工件不夾緊機床不允許啟動狀態。⑤當預演開關取消或沒有選擇時為機床正常加工狀態，這時若操作人員將夾緊按鈕錯按成啟動按鈕，機床在不能啟動同時會出現報警提示OP2007：PLEASE CLAMP。松開錯誤的按鈕后報警消失。操作人員必須先執行夾緊動作后再按啟動按鈕啟動機床。機床增加的PLC控制程序（圖3）說明如下。

（1）程序段1。自動模式下設置一鍵啟停預演功能。

（2）程序段2。選擇預演功能時系統發出報警提示OP2006。

（3）程序段3。系統啟動后觸發預演功能計數器C0003，當計數達到系統設置的C0003=10時，預演功能結束，并發出報警OP2008。取消預演功能報警復位、計數器復位。

（4）程序段4。取消預演功能后，機床在未夾緊情況下，按機床啟動按鈕，系統出現報警OP2007。

表1 I/O定義表

（5）程序段5。設置自動模式下機床啟動條件，首先，當未選擇預演功能時機床必須在夾緊條件下才能啟動；其次，當選擇預演功能時機床可直接啟動，直到C0003=10，觸發R0050.5=1后，機床啟動條件被截止，系統無法啟動。

圖3 PLC程序

3.改進效果

改進后，機床運行3個月，未發生一起與夾緊有關的事故，機床運行狀況良好，有效提高了機床操作人員的操作安全系數。將此改進方式在全公司所有FTC-350機床推廣，均達到預期效果。