自動(dòng)潤(rùn)滑系統(tǒng)在數(shù)控機(jī)床改造的應(yīng)用論文

　　摘要：:介紹了基于FANUC機(jī)床PMC控制的自動(dòng)潤(rùn)滑系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)及軟件設(shè)計(jì)，主要包括自動(dòng)潤(rùn)滑系統(tǒng)的電路、I/O接口、程序控制流程圖以及PMC梯形圖設(shè)計(jì)等，該自動(dòng)潤(rùn)滑系統(tǒng)克服了必須依靠手動(dòng)潤(rùn)滑等缺點(diǎn)，避免了機(jī)床因長(zhǎng)時(shí)間不潤(rùn)滑所帶來(lái)的設(shè)備故障，并且還可以根據(jù)機(jī)床的工作狀態(tài)隨機(jī)調(diào)整供油潤(rùn)滑循環(huán)時(shí)間，以節(jié)約潤(rùn)滑油。

　　關(guān)鍵詞：:PMC;自動(dòng)潤(rùn)滑;數(shù)控機(jī)床改造

　　潤(rùn)滑系統(tǒng)在數(shù)控機(jī)床中占有非常重要的位置，正常潤(rùn)滑對(duì)于數(shù)控機(jī)床提高加工精度、延長(zhǎng)機(jī)床使用壽命起著十分重要的作用。經(jīng)濟(jì)性數(shù)控機(jī)床潤(rùn)滑系統(tǒng)對(duì)機(jī)床導(dǎo)軌、傳動(dòng)齒輪、滾珠絲杠及主軸箱等機(jī)件的潤(rùn)滑，基本都是采用人為潤(rùn)滑方式，即人為操作潤(rùn)滑泵對(duì)機(jī)床潤(rùn)滑點(diǎn)進(jìn)行潤(rùn)滑。但是人為潤(rùn)滑存在潤(rùn)滑時(shí)間不確定、潤(rùn)滑點(diǎn)潤(rùn)滑不徹底等缺點(diǎn)。針對(duì)人為潤(rùn)滑的不足，本研究在經(jīng)濟(jì)性FUNAC數(shù)控機(jī)床技術(shù)改造過(guò)程中，基于機(jī)床PMC程序設(shè)計(jì)了一套機(jī)床自動(dòng)潤(rùn)滑系統(tǒng)，解決了該機(jī)床在長(zhǎng)期使用過(guò)程中因?yàn)闈?rùn)滑不到位而帶來(lái)的機(jī)床故障，而且該系統(tǒng)有潤(rùn)滑系統(tǒng)報(bào)警功能，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐證明其潤(rùn)滑方式簡(jiǎn)單可靠。

　　1機(jī)床自動(dòng)潤(rùn)滑系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　本研究所改造的機(jī)床是經(jīng)濟(jì)型數(shù)控銑床XK0740，整個(gè)機(jī)床采用半包圍設(shè)計(jì)，配FANUC－0i－MATEMD數(shù)控系統(tǒng)，其中主軸采用變頻控制，X、Y、Z軸分別采用FANUC伺服驅(qū)動(dòng)，原潤(rùn)滑方式采用集中方式手動(dòng)潤(rùn)滑，機(jī)床潤(rùn)滑點(diǎn)主要是主軸、導(dǎo)軌和絲杠傳動(dòng)部分，現(xiàn)根據(jù)用戶實(shí)際加工要求更改如下:每次機(jī)床啟動(dòng)系統(tǒng)自動(dòng)潤(rùn)滑15s，然后每隔一段時(shí)間自動(dòng)潤(rùn)滑一次(操作者根據(jù)加工需要可以自己修改時(shí)間)，潤(rùn)滑打油時(shí)間3s，為了防止因潤(rùn)滑油不足或管道堵塞而造成故障，自動(dòng)潤(rùn)滑系統(tǒng)設(shè)計(jì)有過(guò)載檢測(cè)、油面檢測(cè)和壓力檢測(cè)，用于及時(shí)提醒操作者停機(jī)檢查。

　　機(jī)床潤(rùn)滑系統(tǒng)控制設(shè)計(jì)如圖1所示。圖1中，潤(rùn)滑油泵采用海天ＲD54/380－3L電動(dòng)油泵，該油泵采用齒輪泵供油方式，額定工作壓力4Mpa，具有液面和管道壓力檢測(cè)功能;QF采用正泰0．63A塑料外殼式斷路器，當(dāng)潤(rùn)滑管道有堵塞時(shí)，潤(rùn)滑油泵因過(guò)載而使QF斷開(kāi)，常閉輔助觸點(diǎn)SE隨之觸發(fā)PMC報(bào)警;中間繼電器KA常開(kāi)觸點(diǎn)和接觸器KM的線圈串聯(lián)，當(dāng)KA線圈得電時(shí)，KA常開(kāi)觸點(diǎn)閉合而使KM線圈得電，其主觸點(diǎn)閉合使得潤(rùn)滑電機(jī)工作;SQ1是潤(rùn)滑系統(tǒng)油面檢測(cè)開(kāi)關(guān)，作為系統(tǒng)潤(rùn)滑油位低報(bào)警的輸入信號(hào)，只需要操作者添加潤(rùn)滑油就可以解除報(bào)警;SQ2是潤(rùn)滑系統(tǒng)潤(rùn)滑壓力檢測(cè)的壓力開(kāi)關(guān)，作為系統(tǒng)潤(rùn)滑壓力低報(bào)警的輸入信號(hào);Y0．2表示啟動(dòng)潤(rùn)滑泵電動(dòng)機(jī)，Y0．2為機(jī)床潤(rùn)滑報(bào)警燈的輸出信號(hào)。

　　2機(jī)床自動(dòng)潤(rùn)滑系統(tǒng)控制設(shè)計(jì)

　　機(jī)床自動(dòng)潤(rùn)滑系統(tǒng)控制流程設(shè)計(jì)如圖2所示，要求機(jī)床首次開(kāi)機(jī)自動(dòng)潤(rùn)滑15s(由PMC的T9參數(shù)設(shè)定)。機(jī)床正常運(yùn)行時(shí)，操作者根據(jù)加工需要可以自己確定潤(rùn)滑間隔時(shí)間，當(dāng)達(dá)到潤(rùn)滑間隔(由PMC的C2參數(shù)設(shè)定)時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)潤(rùn)滑一次。潤(rùn)滑泵工作打油時(shí)間初始定為3s(由PMC的T8參數(shù)設(shè)定，可以由用戶自行調(diào)節(jié))。當(dāng)潤(rùn)滑泵油箱油面低于極限時(shí)，即液面控制繼電器閉合時(shí)，PMC系統(tǒng)出現(xiàn)油液不足報(bào)警提示，當(dāng)檢測(cè)到潤(rùn)滑壓力低于設(shè)定壓力后(PMC的T10參數(shù)為延時(shí)檢測(cè)潤(rùn)滑壓力)，PMC系統(tǒng)出現(xiàn)潤(rùn)滑壓力低報(bào)警提示。

　　3機(jī)床自動(dòng)潤(rùn)滑系統(tǒng)PMC梯形圖設(shè)計(jì)

　　當(dāng)機(jī)床正常開(kāi)機(jī)時(shí)，觸發(fā)脈沖Ｒ000．1信號(hào)為1，起動(dòng)定時(shí)器T9，當(dāng)定時(shí)器定時(shí)15s后，Ｒ0090．4線圈得電為1，該繼電器的常閉點(diǎn)斷開(kāi)潤(rùn)滑泵電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電路，實(shí)現(xiàn)開(kāi)機(jī)自動(dòng)潤(rùn)滑15s，該時(shí)間可以由操作者修改定時(shí)器參數(shù)T來(lái)改變潤(rùn)滑時(shí)間。機(jī)床開(kāi)機(jī)潤(rùn)滑梯形圖設(shè)計(jì)如圖3所示。自動(dòng)潤(rùn)滑的間隔控制由定時(shí)器C2和計(jì)數(shù)器T7、T8共同來(lái)完成，自動(dòng)潤(rùn)滑梯形圖設(shè)計(jì)如圖4所示。在機(jī)床工作過(guò)程中，內(nèi)部繼電器Ｒ0090．0常閉觸點(diǎn)接通定時(shí)器T7(時(shí)間是1s)，該時(shí)間可以由用戶自行調(diào)節(jié)。延時(shí)到后Ｒ0090．0為1，同時(shí)斷開(kāi)定時(shí)器T7。計(jì)數(shù)器指令初始值CN0=0，計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)從0開(kāi)始;加法計(jì)數(shù)UPDOWN=0，指定為加1計(jì)數(shù)器;Ｒ0090．3=1時(shí)把計(jì)數(shù)器復(fù)位到初始值;控制條件Ｒ0090．0為1，執(zhí)行從0變成1的上升沿計(jì)數(shù)。當(dāng)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)到C2預(yù)置值時(shí)，計(jì)數(shù)器輸出Ｒ0090．1為1。通過(guò)Ｒ0090．1變?yōu)?后，接通內(nèi)部繼電器Ｒ0090．2為1，并且自保導(dǎo)通。通過(guò)Ｒ0090．2為1，定時(shí)器T8開(kāi)始工作(潤(rùn)滑泵工作打油時(shí)間可以由操作者自行調(diào)節(jié))，定時(shí)器時(shí)間到后內(nèi)部繼電器Ｒ0090．3為1，從而把計(jì)數(shù)器C2復(fù)位到初始值，同時(shí)Ｒ0090．3的常閉點(diǎn)斷開(kāi)Ｒ0090．2的自�；芈�，定時(shí)器T8(機(jī)床改造時(shí)，按操作者要求把初始值定為3s)停止工作，從而完成機(jī)床自動(dòng)潤(rùn)滑一次的自動(dòng)控制，機(jī)床周而復(fù)始地按照上述控制進(jìn)行潤(rùn)滑。在潤(rùn)滑系統(tǒng)工作打油期間，T10定時(shí)器程序作用是延時(shí)檢測(cè)潤(rùn)滑壓力。在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)(T10設(shè)定值1s)，系統(tǒng)潤(rùn)滑壓力檢測(cè)的壓力開(kāi)關(guān)輸入信號(hào)X0009．5不是1時(shí)，內(nèi)部繼電器Ｒ0091．1為1，從而導(dǎo)通輸出信號(hào)Y000．2為1，機(jī)床潤(rùn)滑報(bào)警燈點(diǎn)亮，提示操作者檢查潤(rùn)滑回路是否油泄漏。當(dāng)潤(rùn)滑系統(tǒng)的油面下降到極限位置時(shí)，X0009．4信號(hào)接通，機(jī)床輸出信號(hào)Y000．2為1，機(jī)床潤(rùn)滑報(bào)警燈點(diǎn)亮，提示操作者添加潤(rùn)滑油。潤(rùn)滑壓力檢測(cè)和液面檢測(cè)梯形圖如圖5所示。

　　4結(jié)論

　　2017年6月，基于FANUC機(jī)床PMC程序設(shè)計(jì)的機(jī)床自動(dòng)潤(rùn)滑系統(tǒng)成功用于數(shù)控銑床XK0740的潤(rùn)滑系統(tǒng)，解決了該機(jī)床在長(zhǎng)期使用過(guò)程中因?yàn)榻?jīng)常潤(rùn)滑不到位而帶來(lái)的機(jī)床故障，而且該系統(tǒng)有潤(rùn)滑系統(tǒng)報(bào)警功能�，F(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐證明，其潤(rùn)滑方式簡(jiǎn)單可靠，并且還可以根據(jù)機(jī)床的工作狀態(tài)自動(dòng)調(diào)整供油潤(rùn)滑、循環(huán)時(shí)間，以節(jié)約潤(rùn)滑油。

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