一种雕刻中心切削液集中处理控制方法与流程

本发明属于技术领域，具体涉及一种雕刻中心切削液集中处理控制方法。

背景技术：

随着3c产业的不断发展，数控雕刻中心应用的场景越来越多，普通加工工厂的雕刻中心数量也在不断增加。为了更加方便、更加有效地管理这些设备，车间里的各个雕刻中心经常被集中放置在一起用于生产加工，为了节省空间，各个设备之间的间距也比较小。随着设备使用时间的增加，雕刻中心所使用的切削液会逐渐变质，甚至变臭。但是，集中摆放雕刻中心这种方式使得切削液地处理和更换变得非常麻烦。

目前，雕刻中心切削液的处理和更换的方式主要有以下两种：

1.每天需要人工采集每台雕刻中心水箱内的切削液样品，通过仪器测量切削液是否变质。当发现切削液变质后，需要人工手动将雕刻中心水箱内的变质切削液抽出到废液箱中回收处理。然后，清理干净水箱内的残留废渣。最后，按照一定比例配制干净的切削液倒入水箱中。

2.集中处理切削液的方式，使用一个额外的集液箱，将所有雕刻中心水箱中的切削液通过各个分支管流入回水管中，再通过这根回水管回流到集液箱中，然后在集液箱中对流进来的切削液过滤处理，最后将过滤处理过得切削液通过送水管送到各个雕刻中心水箱中，从而实现多台雕刻中心切削液的循环处理。

现有技术缺陷和不足如下：

1.人工操作方式工作强度大，费时费力，尤其当设备数目较多时，工作量非常大；

2.人工操作可能会出现忘记测量切削液水质的情况；

3.现有集中处理方式可参与切削液循环的总设备数量不可控，由于集液箱容积固定，可参与循环切削液的总设备数量是固定的；

4.现有集中处理方式非常耗时，整个系统中所有设备切削液循环完成一次时间只能由每个设备水箱中循环泵和集液箱循环泵的功率来决定。

5.现有集中处理方式较为死板，难以实现自由控制单个设备的切削液循环。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种雕刻中心切削液集中处理控制方法，实现多台雕刻中心废旧切削液快速自动循环过滤处理。

本发明采用以下技术方案：

一种雕刻中心切削液集中处理控制方法，包括n台雕刻中心及其切削液水箱、1个电气控制柜、1个集液箱、1根主回液管路、1根主送液管路和各个分支切削液回路，每台雕刻中心的切削液水箱均包括1个冲洗泵、3个电磁阀以及1个液位传感器，集液箱中包含1个送水泵、1个净水泵及1个液位传感器，电气控制柜上安装有n个在线/离线旋钮用于指示对应的雕刻中心水箱切削液是否参与自动循环，控制方法的步骤如下：

s1、对单台雕刻中心进行检测，判断单台雕刻中心的水箱切削液是否参与系统循环；

s2、将单台雕刻中心加入循环队列并对循环队列进行更新；

s3、对循环队列中的雕刻中心进行切削液循环状态检测，开始物料加工。

具体的，步骤s1中，每台雕刻中心参与切削液自动循环的条件为：该雕刻中心处于在线状态；该雕刻中心切削液水箱内冲洗泵断路器处于闭合状态；集液箱中包含的送水泵和净水泵断路器也都处于闭合状态；电气控制柜急停按钮未按下；系统启动按钮按下；该雕刻中心处于数控系统退出或者设备断电状态。

进一步的，雕刻中心进入自动循环后，电气控制柜内的可编程控制器首先将该雕刻中心正在循环中的信号置位发送给对应雕刻中心；同时雕刻中心水箱出水阀开启，冲洗泵打开，废旧切削液沿管道流入净水泵所处集液箱中；

若此时雕刻中心水箱液位传感器到达下限位或循环时间到达，雕刻中心水箱进水阀打开，集液箱中的送水泵打开，过滤后的切削液回流到水箱中；水箱出水阀和冲洗泵开关由切削液循环时间t2控制，循环时间完成后水箱中的出水阀和冲洗泵关闭；

当雕刻中心水箱进水阀和集液箱送水泵打开后，水箱中持续流入过滤后的切削液，当循环时间结束后，雕刻中心水箱内的切削液到达该雕刻中心水箱内液位传感器的上限设定值，整个雕刻中心循环结束，水箱进水阀和集液箱中的送水泵关闭；

若切削液循环时间t2未结束，水箱内的切削液已经到达液位传感器的上限，关闭水箱进水阀和集液箱中的送水泵，水箱出水阀和冲洗泵继续工作，等待循环时间结束或水箱液位传感器到达下限，实现以循环时间为判定循环结束的最终条件。

具体的，步骤s2中，当雕刻中心达到允许切削液自动循环条件时，从雕刻中心退出数控系统开始计时时间t1，时间到达后该雕刻中心加入切削液循环队列，且处于队列级别的最低级；在此期间，若该雕刻中心由于特殊原因未能达到允许切削液自动循环条件，该雕刻中心退出队列。

进一步的，系统启动后，控制柜内plc在其运行的每个周期内筛选出该循环队列中级别最高的前m台雕刻中心，这m台雕刻中心切削液处于自动循环过程，该循环持续时间t2，循环持续时间完成后，该雕刻中心退出循环队列并再次计时时间t3作为再次进入循环队列的条件，实现该雕刻中心水箱切削液完全自动循环控制；若某台雕刻中心在某一时刻未能达到允许切削液自动循环条件，该雕刻中心退出循环队列。

具体的，步骤s3中，若某台雕刻中心进入数控系统准备开始加工物料，切削液处于正在循环中的雕刻中心持续报警，不能加工，当该雕刻中心切削液循环完毕后报警自动消除，雕刻中心正常加工物料；切削液处于未自动循环状态但已经加入循环队列中的雕刻中心退出队列，该雕刻中心正常加工物料；切削液处于未循环也没有加入循环队列中的雕刻中心直接加工物料。

具体的，集液箱中的净水泵能够将流入集液箱中的废旧切削液打入袋式过滤器中，集液箱中的送水泵能够将过滤后的新切削液打入雕刻中心的切削液水箱中；液位传感器能够控制净水泵的启动和停止；当废旧切削液液位高度超过液位传感器上限设定值时，净水泵开始工作，直至废旧切削液液面高度低于液位传感器下限设定值，净水泵停止工作。

具体的，当循环系统中所有雕刻中心均不满足允许切削液自动循环条件或满足允许切削液循环条件的所有雕刻中心均未退出数控系统，若此时集液箱中两个净水泵的断路器均处于闭合状态，集液箱间隔实现集液箱内部切削液自循环。

进一步的，集液箱内部切削液自循环具体为：

系统计时t4，当时间t4到达后，集液箱中的送水泵持续工作时间t5，所有处于切削液循环系统中的雕刻中心水箱中的入水阀和出水阀均关闭，集液箱中内部的切削液沿主回液管路和主送液管路内部循环，持续时间t5后实现一次集液箱内部切削液自循环。

更进一步的，若在集液箱内部自循环的任意时刻不满足集液箱内部自循环的条件，集液箱内部自循环立即停止，集液箱送水泵立即停止工作。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

本发明一种雕刻中心切削液集中处理控制方法，采用全自动化实现雕刻中心水箱切削液循环和处理，大幅度减少切削液更换时间，延长切削液的使用寿命；通过旋钮自由控制某一雕刻中心是否参与切削液循环；参与切削液循环的设备数量不受集液箱容积限制，可增加或减少加工中心参与切削液循环的最大(或最小)设备数量；可根据加工碎屑材质自由调节单台设备切削液循环时间；可随时动态调节同时参与切削液循环的设备数量。

进一步的，步骤s1是控制系统判断步骤s2是否执行的前提条件，当控制系统检测出该单台雕刻中心的水箱切削液确认参与系统循环后，系统会执行步骤s2操作。

进一步的，雕刻中心进行切削液循环得前提条件之一便是该机床处于循环队列，同时该雕刻中心处于循环队列的末尾，只有当该雕刻中心处于循环队列中前m台时(m值可设置)，该雕刻中心立即实现自动切削液循环过程。

进一步的，步骤s3是判断处于循环队列中但还未进行切削液循环的雕刻中心(即该雕刻中心在队列中顺序号处于(n-m)到n台之间，n为该系统中总的雕刻中心数目。例如，总雕刻中心数目为5台，有4台雕刻中心进入循环队列，循环队列可同时循环雕刻中心数目为前2台，则m＝2，n＝5，循环队列中序号处于3之后的雕刻中心即属于步骤s3多判断的对象)，通过控制系统判断雕刻中心若还未处于切削液循环状态，则该雕刻中心可以立即进行加工，不用等待所有雕刻中心均循环完毕才能加工。同时该雕刻中心退出切削液循环队列，切削液循环队列也实时更新队列状态。

进一步的，系统中净水泵可以将雕刻中心通过回液管路流入的废旧切削液通过袋式过滤器送入送水泵所处的干净切削液箱中。通过送水泵将过滤后的干净切削液通过送液管路送至各个雕刻中心切削液箱之中。液位传感器可以实时监测雕刻中心切削液水箱中切削液的液面高度，根据液位传感器的反馈值系统控制器可以判断雕刻中心循环过程的中止条件是否到达。

进一步的，当循环系统中某些雕刻中心不满足该雕刻中心执行切削液循环过程的条件(譬如雕刻中心冲洗泵电动机保护器跳闸、冲洗泵供电回路异常、进出液电磁阀异常等状态。)，系统控制器可以产生对应报警以提醒现场操作人员检查维护该雕刻中心循环回路，同时系统控制器立即中止该雕刻中心循环过程，将其退出循环队列中。

进一步的，切削液自循环是集液箱内部由雕刻中心流回的废旧切削液和集液箱内部干净切削液之间进行流动。当系统长时间没有雕刻中心进行切削液循环，集液箱中的两个部分的切削液便会进行自循环，从而保证集液箱中的切削液可以流动起来，避免因长时间静止产生大量细菌污染切削液，同时也保证了集液箱内部切削液浓度均匀，提高了切削液品质。

综上所述，本发明依靠位于雕刻中心切削液水箱处的检测装置(液位传感器)、执行装置(出液电磁阀和进液电磁阀)，雕刻中心循环判定条件及突发异常问题处理机制，实现了多台雕刻中心废旧切削液的全自动循环过滤处理，保证系统整体运行过程的稳定性。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为单台设备允许参与循环条件判断示意图；

图2为单台设备水箱切削液循环过程示意图；

图3为单台设备循环过程循环队列更新示意图；

图4为单台设备循环过程雕刻中心工作状态示意图；

图5为集液箱清洗泵启动及关闭过程示意图；

图6为集液箱内部切削液自循环过程示意图。

具体实施方式

本发明一种雕刻中心切削液集中处理控制系统，包括n台雕刻中心及其切削液水箱、1个电气控制柜、1个集液箱、1根主回液管路和1根主送液管路、各个分支切削液回路，n为正整数，其中，每台雕刻中心切削液水箱包含一个冲洗泵、3个电磁阀(出水阀、入水阀、机床冲洗阀)以及1个液位传感器，集液箱中包含1个送水泵、1个净水泵及1个液位传感器。

电气控制柜柜体安装有n个“在线/离线”旋钮，n为正整数，每个旋钮的“on/off”指示该雕刻中心水箱切削液是否参与自动循环。

①单台雕刻中心水箱处安装以下元器件：

1个冲洗泵、3个电磁阀(出水阀、入水阀、机床冲洗阀)以及1个液位传感器。

②空中管路支架包含以下元器件：

1根主回液管路、1根主送液管路、各个分支切削液回路(包含连接到雕刻中心水箱出水阀的出液分支管路及连接到雕刻中心水箱入水阀的进液分支管路)、电气控制柜到各个雕刻中心切削液水箱各个电气元器件的两根电缆(1根380v动力电缆供给冲洗泵、1根多芯信号电缆供给各个电磁阀、液位传感器及和雕刻中心通信)。

③集液箱处包含以下部分：

1个电气控制柜(“在线/离线”旋钮安装在电柜侧面供人工使用)、1个集液箱(集液箱中包含2个部分分别和主回液管路、主送液管路连接、集液箱表面安装有1个净水泵、1个送水泵，两个泵供电也是由电气控制柜控制)。

本发明一种雕刻中心切削液集中处理控制方法，包括以下步骤：

s1、单台雕刻中心的水箱切削液进行循环，判断系统中单台雕刻中心是否参与循环；

请参阅图1，每台雕刻中心参与切削液自动循环的条件是：

1.该雕刻中心处于在线状态；

2.该雕刻中心切削液水箱内冲洗泵断路器处于闭合状态；

3.集液箱中包含的送水泵和净水泵断路器也都处于闭合状态；

4.电气控制柜急停按钮未按下；

5.系统启动按钮按下；

6.该雕刻中心处于数控系统退出或者设备断电状态。

请参阅图2，雕刻中心进入自动循环后，电气控制柜内的可编程控制器首先将该雕刻中心“正在循环中”这一信号置位发送给对应雕刻中心；同时雕刻中心水箱出水阀开启，冲洗泵打开，使得废旧切削液沿着管道流入净水泵所处的那部分集液箱中；

若此时雕刻中心水箱液位传感器到达下限位或循环时间到达，雕刻中心水箱进水阀打开，集液箱中的送水泵也会打开，使得过滤后的切削液回流到水箱中；水箱出水阀和冲洗泵开关只由切削液循环时间t2控制，只有循环时间完成后水箱中的出水阀和冲洗泵才会关闭。

当雕刻中心水箱进水阀和集液箱送水泵打开后，水箱中持续流入过滤后的切削液，若在循环时间结束后，雕刻中心水箱内的切削液到达该雕刻中心水箱内液位传感器的上限设定值，此时整个雕刻中心循环结束，水箱进水阀和集液箱中的送水泵关闭；

若切削液循环时间t2未结束，水箱内的切削液已经到达液位传感器的上限，此时关闭水箱进水阀和集液箱中的送水泵，水箱出水阀和冲洗泵继续工作，再次等待循环时间结束或水箱液位传感器到达下限，不断周而复始，从而实现以循环时间为判定循环结束的最终条件。

s2、雕刻中心循环过程中更新循环队列；

请参阅图3，当雕刻中心达到允许切削液自动循环条件时，从雕刻中心退出数控系统开始计时一定时间t1(t1自由设置)，时间到达后该雕刻中心加入切削液循环队列，且处于队列级别的最低级；在此期间，若该雕刻中心由于特殊原因未能达到允许切削液自动循环条件，该雕刻中心会立刻退出队列。

系统启动后，控制柜内plc在其运行的每个周期内会筛选出该循环队列中级别最高的前m(m为正整数)台雕刻中心，这m台雕刻中心切削液处于自动循环过程，该循环持续一定时间t2(t2根据加工物料种类自由设置)，循环持续时间完成后，该雕刻中心退出循环队列并再次计时一段时间t3(t3自由设置)作为再次进入循环队列的条件(若此时该雕刻中心进入数控系统，t3计时会立刻清零，直至该雕刻中心再次退出数控系统后按照t1时间计时并加入循环队列)，由此可实现该雕刻中心水箱切削液完全自动循环控制。若某台雕刻中心由于特殊原因在某一时刻未能达到允许切削液自动循环条件，该雕刻中心会立刻退出循环队列。

s3、请参阅图4，若此时突然某台雕刻中心进入数控系统准备开始加工物料，切削液处于正在循环中的雕刻中心会持续报警，不能加工，当该雕刻中心切削液循环完毕后报警自动消除，雕刻中心可以正常加工物料；切削液处于未自动循环状态但已经加入循环队列中的雕刻中心会立刻退出队列，该雕刻中心可以正常加工物料；切削液处于未循环也没有加入循环队列中的雕刻中心可以直接加工物料。

s4、集液箱清洗泵启动及关闭

请参阅图5，集液箱中净水泵的作用是将流入集液箱中的废旧切削液打入袋式过滤器中，集液箱中的送水泵的作用是将过滤后的新切削液打入雕刻中心的水箱中；净水泵所处的液箱中安装有一个液位传感器，净水泵的启动和停止只受该液位传感器控制；当废旧切削液液位高度超过液位传感器上限设定值时，净水泵开始工作，直至废旧切削液液面高度低于液位传感器下限设定值，净水泵停止工作。

s5、集液箱内部切削液进行自循环。

请参阅图6，当系统中所有雕刻中心全部不满足允许切削液自动循环条件或满足允许切削液循环条件的所有雕刻中心均未退出数控系统，若此时集液箱中的两个泵的断路器均处于闭合状态，集液箱每隔一段时间便会实现集液箱内部切削液自循环。

自循环的具体实现过程为：

当满足上述所述条件时，集液箱内部自循环开始，此时系统会计时一段时间t4，该时间可自由设定，当计时时间t4到达后，集液箱中的送水泵持续工作一段时间t5，该时间可自由设定，所有处于切削液循环系统中的雕刻中心水箱中的入水阀和出水阀均关闭，此时集液箱中内部的切削液沿着两个主管道内部循环，持续时间t5到达后便实现一次集液箱内部切削液自循环；

若在集液箱内部自循环的任意时刻不满足集液箱内部自循环的条件，集液箱内部自循环立即停止，集液箱送水泵立即停止工作。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中的描述和所示的本发明实施例的组件可以通过各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明一种雕刻中心切削液集中处理控制方法，可以实现雕刻中心水箱切削液的自动循环处理，大大延长切削液的使用寿命。具体的工作流程图如下所示，包括“单台设备允许参与循环条件判断”、“单台设备水箱切削液循环过程”、“单台设备循环过程循环队列更新”、“单台设备循环过程雕刻中心工作状态”、“集液箱清洗泵启动及关闭过程”、“集液箱内部切削液自循环过程”。

以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。