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自動潤滑系統(tǒng)在數(shù)控機床改造的應用論文
摘要：:介紹了基于FANUC機床PMC控制的自動潤滑系統(tǒng)硬件設計及軟件設計，主要包括自動潤滑系統(tǒng)的電路、I/O接口、程序控制流程圖以及PMC梯形圖設計等，該自動潤滑系統(tǒng)克服了必須依靠手動潤滑等缺點，避免了機床因長時間不潤滑所帶來的設備故障，并且還可以根據(jù)機床的工作狀態(tài)隨機調整供油潤滑循環(huán)時間，以節(jié)約潤滑油。
關鍵詞：:PMC;自動潤滑;數(shù)控機床改造
潤滑系統(tǒng)在數(shù)控機床中占有非常重要的位置，正常潤滑對于數(shù)控機床提高加工精度、延長機床使用壽命起著十分重要的作用。經(jīng)濟性數(shù)控機床潤滑系統(tǒng)對機床導軌、傳動齒輪、滾珠絲杠及主軸箱等機件的潤滑，基本都是采用人為潤滑方式，即人為操作潤滑泵對機床潤滑點進行潤滑。但是人為潤滑存在潤滑時間不確定、潤滑點潤滑不徹底等缺點。針對人為潤滑的不足，本研究在經(jīng)濟性FUNAC數(shù)控機床技術改造過程中，基于機床PMC程序設計了一套機床自動潤滑系統(tǒng)，解決了該機床在長期使用過程中因為潤滑不到位而帶來的機床故障，而且該系統(tǒng)有潤滑系統(tǒng)報警功能，現(xiàn)場實踐證明其潤滑方式簡單可靠。
1機床自動潤滑系統(tǒng)設計
本研究所改造的機床是經(jīng)濟型數(shù)控銑床XK0740，整個機床采用半包圍設計，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伺服驅動，原潤滑方式采用集中方式手動潤滑，機床潤滑點主要是主軸、導軌和絲杠傳動部分，現(xiàn)根據(jù)用戶實際加工要求更改如下:每次機床啟動系統(tǒng)自動潤滑15s，然后每隔一段時間自動潤滑一次(操作者根據(jù)加工需要可以自己修改時間)，潤滑打油時間3s，為了防止因潤滑油不足或管道堵塞而造成故障，自動潤滑系統(tǒng)設計有過載檢測、油面檢測和壓力檢測，用于及時提醒操作者停機檢查。
機床潤滑系統(tǒng)控制設計如圖1所示。圖1中，潤滑油泵采用海天ＲD54/380－3L電動油泵，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功能;QF采用正泰0．63A塑料外殼式斷路器，當潤滑管道有堵塞時，潤滑油泵因過載而使QF斷開，常閉輔助觸點SE隨之觸發(fā)PMC報警;中間繼電器KA常開觸點和接觸器KM的線圈串聯(lián)，當KA線圈得電時，KA常開觸點閉合而使KM線圈得電，其主觸點閉合使得潤滑電機工作;SQ1是潤滑系統(tǒng)油面檢測開關，作為系統(tǒng)潤滑油位低報警的輸入信號，只需要操作者添加潤滑油就可以解除報警;SQ2是潤滑系統(tǒng)潤滑壓力檢測的壓力開關，作為系統(tǒng)潤滑壓力低報警的輸入信號;Y0．2表示啟動潤滑泵電動機，Y0．2為機床潤滑報警燈的輸出信號。
2機床自動潤滑系統(tǒng)控制設計
機床自動潤滑系統(tǒng)控制流程設計如圖2所示，要求機床首次開機自動潤滑15s(由PMC的T9參數(shù)設定)。機床正常運行時，操作者根據(jù)加工需要可以自己確定潤滑間隔時間，當達到潤滑間隔(由PMC的C2參數(shù)設定)時，系統(tǒng)自動潤滑一次。潤滑泵工作打油時間初始定為3s(由PMC的T8參數(shù)設定，可以由用戶自行調節(jié))。當潤滑泵油箱油面低于極限時，即液面控制繼電器閉合時，PMC系統(tǒng)出現(xiàn)油液不足報警提示，當檢測到潤滑壓力低于設定壓力后(PMC的T10參數(shù)為延時檢測潤滑壓力)，PMC系統(tǒng)出現(xiàn)潤滑壓力低報警提示。
3機床自動潤滑系統(tǒng)PMC梯形圖設計
當機床正常開機時，觸發(fā)脈沖Ｒ000．1信號為1，起動定時器T9，當定時器定時15s后，Ｒ0090．4線圈得電為1，該繼電器的常閉點斷開潤滑泵電動機啟動電路，實現(xiàn)開機自動潤滑15s，該時間可以由操作者修改定時器參數(shù)T來改變潤滑時間。機床開機潤滑梯形圖設計如圖3所示。自動潤滑的間隔控制由定時器C2和計數(shù)器T7、T8共同來完成，自動潤滑梯形圖設計如圖4所示。在機床工作過程中，內部繼電器Ｒ0090．0常閉觸點接通定時器T7(時間是1s)，該時間可以由用戶自行調節(jié)。延時到后Ｒ0090．0為1，同時斷開定時器T7。計數(shù)器指令初始值CN0=0，計數(shù)器的計數(shù)從0開始;加法計數(shù)UPDOWN=0，指定為加1計數(shù)器;Ｒ0090．3=1時把計數(shù)器復位到初始值;控制條件Ｒ0090．0為1，執(zhí)行從0變成1的上升沿計數(shù)。當計數(shù)器計數(shù)到C2預置值時，計數(shù)器輸出Ｒ0090．1為1。通過Ｒ0090．1變?yōu)?后，接通內部繼電器Ｒ0090．2為1，并且自保導通。通過Ｒ0090．2為1，定時器T8開始工作(潤滑泵工作打油時間可以由操作者自行調節(jié))，定時器時間到后內部繼電器Ｒ0090．3為1，從而把計數(shù)器C2復位到初始值，同時Ｒ0090．3的常閉點斷開Ｒ0090．2的自�；芈�，定時器T8(機床改造時，按操作者要求把初始值定為3s)停止工作，從而完成機床自動潤滑一次的自動控制，機床周而復始地按照上述控制進行潤滑。在潤滑系統(tǒng)工作打油期間，T10定時器程序作用是延時檢測潤滑壓力。在規(guī)定的時間內(T10設定值1s)，系統(tǒng)潤滑壓力檢測的壓力開關輸入信號X0009．5不是1時，內部繼電器Ｒ0091．1為1，從而導通輸出信號Y000．2為1，機床潤滑報警燈點亮，提示操作者檢查潤滑回路是否油泄漏。當潤滑系統(tǒng)的油面下降到極限位置時，X0009．4信號接通，機床輸出信號Y000．2為1，機床潤滑報警燈點亮，提示操作者添加潤滑油。潤滑壓力檢測和液面檢測梯形圖如圖5所示。
4結論
2017年6月，基于FANUC機床PMC程序設計的機床自動潤滑系統(tǒng)成功用于數(shù)控銑床XK0740的潤滑系統(tǒng)，解決了該機床在長期使用過程中因為經(jīng)常潤滑不到位而帶來的機床故障，而且該系統(tǒng)有潤滑系統(tǒng)報警功能�，F(xiàn)場實踐證明，其潤滑方式簡單可靠，并且還可以根據(jù)機床的工作狀態(tài)自動調整供油潤滑、循環(huán)時間，以節(jié)約潤滑油。
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