自動潤滑系統在數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硬件設計及軟件設計，主要包括自動潤滑系統的電路、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，并且還可以根據機床的工作狀態隨機調整供油潤滑循環時間，以節約潤滑油。
關鍵詞：:PMC;自動潤滑;數控機床改造
潤滑系統在數控機床中占有非常重要的位置，正常潤滑對于數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。經濟性數控機床潤滑系統對機床導軌、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，本研究在經濟性FUNAC數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，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，而且該系統有潤滑系統報警功能，現場實踐證明其潤滑方式簡單可靠。
1機床自動潤滑系統設計
本研究所改造的機床是經濟型數控銑床XK0740，整個機床采用半包圍設計，配FANUC－0i－MATEMD數控系統，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，現根據用戶實際加工要求更改如下:每次機床啟動系統自動潤滑15s，然后每隔一段時間自動潤滑一次(操作者根據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PMC報警;中間繼電器KA常開觸點和接觸器KM的線圈串聯，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是潤滑系統油面檢測開關，作為系統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是潤滑系統潤滑壓力檢測的壓力開關，作為系統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機床自動潤滑系統控制設計
機床自動潤滑系統控制流程設計如圖2所示，要求機床首次開機自動潤滑15s(由PMC的T9參數設定)。機床正常運行時，操作者根據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C2參數設定)時，系統自動潤滑一次。潤滑泵工作打油時間初始定為3s(由PMC的T8參數設定，可以由用戶自行調節)。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系統出現油液不足報警提示，當檢測到潤滑壓力低于設定壓力后(PMC的T10參數為延時檢測潤滑壓力)，PMC系統出現潤滑壓力低報警提示。
3機床自動潤滑系統PMC梯形圖設計
當機床正常開機時，觸發脈沖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，實現開機自動潤滑15s，該時間可以由操作者修改定時器參數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。延時到后Ｒ0090．0為1，同時斷開定時器T7。計數器指令初始值CN0=0，計數器的計數從0開始;加法計數UPDOWN=0，指定為加1計數器;Ｒ0090．3=1時把計數器復位到初始值;控制條件Ｒ0090．0為1，執行從0變成1的上升沿計數。當計數器計數到C2預置值時，計數器輸出Ｒ0090．1為1。通過Ｒ0090．1變為1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)，定時器時間到后內部繼電器Ｒ0090．3為1，從而把計數器C2復位到初始值，同時Ｒ0090．3的常閉點斷開Ｒ0090．2的自保回路，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。在規定的時間內(T10設定值1s)，系統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成功用于數控銑床XK0740的潤滑系統，解決了該機床在長期使用過程中因為經常潤滑不到位而帶來的機床故障，而且該系統有潤滑系統報警功能。現場實踐證明，其潤滑方式簡單可靠，并且還可以根據機床的工作狀態自動調整供油潤滑、循環時間，以節約潤滑油。
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