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自动润滑系统在数控机床改造的应用论文
摘要：:介绍了基于FANUC机床PMC控制的自动润滑系统硬件设计及软件设计，主要包括自动润滑系统的电路、I/O接口、程序控制流程图以及PMC梯形图设计等，该自动润滑系统克服了必须依靠手动润滑等缺点，避免了机床因长时间不润滑所带来的设备故障，并且还可以根据机床的工作状态随机调整供油润滑循环时间，以节约润滑油。
关键词：:PMC;自动润滑;数控机床改造
润滑系统在数控机床中占有非常重要的位置，正常润滑对于数控机床提高加工精度、延长机床使用寿命起着十分重要的作用。经济性数控机床润滑系统对机床导轨、传动齿轮、滚珠丝杠及主轴箱等机件的润滑，基本都是采用人为润滑方式，即人为操作润滑泵对机床润滑点进行润滑。但是人为润滑存在润滑时间不确定、润滑点润滑不彻底等缺点。针对人为润滑的不足，本研究在经济性FUNAC数控机床技术改造过程中，基于机床PMC程序设计了一套机床自动润滑系统，解决了该机床在长期使用过程中因为润滑不到位而带来的机床故障，而且该系统有润滑系统报警功能，现场实践证明其润滑方式简单可靠。
1机床自动润滑系统设计
本研究所改造的机床是经济型数控铣床XK0740，整个机床采用半包围设计，配FANUC－0i－MATEMD数控系统，其中主轴采用变频控制，X、Y、Z轴分别采用FANUC伺服驱动，原润滑方式采用集中方式手动润滑，机床润滑点主要是主轴、导轨和丝杠传动部分，现根据用户实际加工要求更改如下:每次机床启动系统自动润滑15s，然后每隔一段时间自动润滑一次(操作者根据加工需要可以自己修改时间)，润滑打油时间3s，为了防止因润滑油不足或管道堵塞而造成故障，自动润滑系统设计有过载检测、油面检测和压力检测，用于及时提醒操作者停机检查。
机床润滑系统控制设计如图1所示。图1中，润滑油泵采用海天ＲD54/380－3L电动油泵，该油泵采用齿轮泵供油方式，额定工作压力4Mpa，具有液面和管道压力检测功能;QF采用正泰0．63A塑料外壳式断路器，当润滑管道有堵塞时，润滑油泵因过载而使QF断开，常闭辅助触点SE随之触发PMC报警;中间继电器KA常开触点和接触器KM的线圈串联，当KA线圈得电时，KA常开触点闭合而使KM线圈得电，其主触点闭合使得润滑电机工作;SQ1是润滑系统油面检测开关，作为系统润滑油位低报警的输入信号，只需要操作者添加润滑油就可以解除报警;SQ2是润滑系统润滑压力检测的压力开关，作为系统润滑压力低报警的输入信号;Y0．2表示启动润滑泵电动机，Y0．2为机床润滑报警灯的输出信号。
2机床自动润滑系统控制设计
机床自动润滑系统控制流程设计如图2所示，要求机床首次开机自动润滑15s(由PMC的T9参数设定)。机床正常运行时，操作者根据加工需要可以自己确定润滑间隔时间，当达到润滑间隔(由PMC的C2参数设定)时，系统自动润滑一次。润滑泵工作打油时间初始定为3s(由PMC的T8参数设定，可以由用户自行调节)。当润滑泵油箱油面低于极限时，即液面控制继电器闭合时，PMC系统出现油液不足报警提示，当检测到润滑压力低于设定压力后(PMC的T10参数为延时检测润滑压力)，PMC系统出现润滑压力低报警提示。
3机床自动润滑系统PMC梯形图设计
当机床正常开机时，触发脉冲Ｒ000．1信号为1，起动定时器T9，当定时器定时15s后，Ｒ0090．4线圈得电为1，该继电器的常闭点断开润滑泵电动机启动电路，实现开机自动润滑15s，该时间可以由操作者修改定时器参数T来改变润滑时间。机床开机润滑梯形图设计如图3所示。自动润滑的间隔控制由定时器C2和计数器T7、T8共同来完成，自动润滑梯形图设计如图4所示。在机床工作过程中，内部继电器Ｒ0090．0常闭触点接通定时器T7(时间是1s)，该时间可以由用户自行调节。延时到后Ｒ0090．0为1，同时断开定时器T7。计数器指令初始值CN0=0，计数器的计数从0开始;加法计数UPDOWN=0，指定为加1计数器;Ｒ0090．3=1时把计数器复位到初始值;控制条件Ｒ0090．0为1，执行从0变成1的上升沿计数。当计数器计数到C2预置值时，计数器输出Ｒ0090．1为1。通过Ｒ0090．1变为1后，接通内部继电器Ｒ0090．2为1，并且自保导通。通过Ｒ0090．2为1，定时器T8开始工作(润滑泵工作打油时间可以由操作者自行调节)，定时器时间到后内部继电器Ｒ0090．3为1，从而把计数器C2复位到初始值，同时Ｒ0090．3的常闭点断开Ｒ0090．2的自保回路，定时器T8(机床改造时，按操作者要求把初始值定为3s)停止工作，从而完成机床自动润滑一次的自动控制，机床周而复始地按照上述控制进行润滑。在润滑系统工作打油期间，T10定时器程序作用是延时检测润滑压力。在规定的时间内(T10设定值1s)，系统润滑压力检测的压力开关输入信号X0009．5不是1时，内部继电器Ｒ0091．1为1，从而导通输出信号Y000．2为1，机床润滑报警灯点亮，提示操作者检查润滑回路是否油泄漏。当润滑系统的油面下降到极限位置时，X0009．4信号接通，机床输出信号Y000．2为1，机床润滑报警灯点亮，提示操作者添加润滑油。润滑压力检测和液面检测梯形图如图5所示。
4结论
2017年6月，基于FANUC机床PMC程序设计的机床自动润滑系统成功用于数控铣床XK0740的润滑系统，解决了该机床在长期使用过程中因为经常润滑不到位而带来的机床故障，而且该系统有润滑系统报警功能。现场实践证明，其润滑方式简单可靠，并且还可以根据机床的工作状态自动调整供油润滑、循环时间，以节约润滑油。
参考文献:
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