数控机床润滑系统控制的改进

韩炼

[摘要]本文针对数控机床润滑系统的不足提出了改进方法，重点阐述了润滑时间和润滑次数的控制。

[关键词]漏油；PMC；间歇供油

机L润滑系统的设计、调试和维修保养，对于提高机L加工精度、延长机L使用寿命等都有着十分重要的作用。但是在润滑系统的电气控制方面，仍存在以下问题：一是润滑系统工作状态的监控。数控机L控制系统中一般仅设油箱油面监控，以防供油不足，而对润滑系统易出现的漏油、油路堵塞等现象，不能进行控制。二是设置的润滑循环和给油时间单一，容易造成浪费。数控机L在不同的工作状态下，需要的润滑+量是不一样的，如在机L暂停阶段就比加工阶段所需要的润滑油量要少。针对上述情况，在数控机L电气控制系统中，对润滑控制部分进行了改进设计，时刻监控润滑系统的工作状况，以保证机L机械部件得到良好润滑，并且还可以根据机L的工作状态，自动调整供油、循环时间，以节约润滑油。

1、润滑系统工作状态的监控

润滑系统中除了因油料消耗，油箱油过少而使润滑系统供油不足外，常见的故障还有油：失效、供油管路堵塞、分流器工作不正常、漏油严重等。因此，在润滑系统中设置了下述检测装置，用于对润滑：的工作状态实施监控，避免机L在缺油状态下工作，影响机L性能和使用寿命。

1.1过载检测

在润滑：的供电回路中使用过载保护元件，并将其热过载触点作为PMC系统的输入信号，一旦润滑：出现过载，PMC系统即可检测到并加以处理，使机L立即停止运行。

1.2油面检测

润滑油为消耗品，因此机L工作一段时间后，润滑：油箱内润滑油会逐渐减少。如果操作人员没有及时一加，当油箱内润滑油到达最低油位，油面检测开关随即动作，并将此信号传送给PMC系统进行处理。

1.3压力检测

机L采用递进式集中润滑系统，只要系统工作正常，每个润滑点都能保证得到预定的润滑+。一旦润滑：本身工作不正常、失效，或者是供油回路中有一处出现供油管路堵塞、漏油等情况，系统中的压力就会显现异常。根据这个特点，设计时在润滑：出口处安装压力检测开关，并将此开关信号输入PMC系统，在每次润滑：工作后，检查系统内的压力，一旦发现异常则立即停止机L工作，并产生报警信号。

2、润滑时间及润滑次数的控制

为了要使机L运动副的磨损减小，必须在运动副表面保持适当的清洁的润滑油b，即维持摩Q表面之间恒量供油以形成油b。但是数控机L运动副需要的润滑油量不是太多时，采用连续供油方式既不经济也不合理。因为过量供油与供油不足同样是有害的、会产生附加热量、污染和浪费。因此，润滑系统均采用定期、定量的周期工作方式。

集中润滑系统本身可以配置微处理器，专门用于设定润滑：停止的时间和每次供油时间，以控制润滑：问u工作，设计人员往往也借此来简化自己的PMC程序。但机L在不同的工作状态下，如刚刚通电初始工作阶段、加工运行和因调整、检测工件而使机L暂停运行时，机L对润滑油的需求量各不相同。在配置FANUC数控系统的机L中，通常通过控制润滑：工作的时间来调节提供的润滑油量，但是，习惯考虑的是润滑系统在机L加工运行状态下的供油方式，而没有顾及其它工作状态，这样，当机L处于其它工作状态时，润滑系统所提供的润滑油量要么不够，要么过多。机L导轨需要的润滑油量近似可用下面公式计算：

（长度+移动行程）×宽度×K。

从公式中可以看出，机L导轨需要的润滑油量与该导轨上的q的移动距离有关。欧美生产的数控系统大多以行程量作为依据，来控制润滑：工作，间U供油，并在系统中提供了相应的参数，便于机L制造商通过PMC程序对润滑：进行电气控制。而在FANUC 0i系统中没有类似的控制方法，为了能在配置FANUC 0i的数控机L上，采用近似的供油方式控制润滑：工作，改进了润滑控制部分的电气设计，让控制系统能根据机L的具体工作情况自动调整润滑：工作频率和每次的工作时间，在机L暂停时适当减少供油量，而机L初始工作时适当增加。

现将润滑：的工作状态分成三类，分别设置润滑：工作时间和频率。

2.1开机初始阶段

机L开机，润滑：即刻开始工作，连续供油一段时间，此时润滑：工作的时间Tl比正常状态下的要长，以便在短时间内提供足够润滑油，使机L导轨上迅速形成一层油b。润滑：运行时间由PMC程序中的TMRB指令设定。与TMR指令不同，由TMRB设定的时间，用户不能随意修改调整。

2.2加工运行阶段

机L开机以后，经过空载运行预热后，进入稳定工作状态。此后，控制系统控制润滑：间歇工作，以保证机L导轨能够得到定期、定量的润滑。润滑：每次工作的时间和其停止的时间由PMC程序中的TMR指令设定。TMR设定的时间参数，用户可以在PMC数据=口中根据需要适当调整。

2.3暂停阶段

工件待加工或加工完毕时，机L往往处于暂停工作状态，润滑油的需求量相应减少，因此，需要及时调整控制方式，适当延长润滑：停止工作的时间，以减少其工作频率，从而减少油品消耗。实现的关键是机L处于暂停状态时，系统如何获知。FANUC 0i數控系统中提供了信号MVX（F102.0）、MVY（F102.1）、MVZ（F102.3）『21，用于反映机L各q的移动状态。如果该信号状态为“0”，表明相应机L q静止不动，如果所有移动q均静止不动，则表明机L此时处于暂停工作状态。所以，只要上述所有信号状态都为“0”，通过设计，PMC程序自动改变润滑：工作及停止时间。此时，润滑：工作的时间T2和停止的时间T3均使用TMRB指令设定，同样，用户不可以随意修改这两个时间参数。

3、润滑报警信号的处理

3.1压力异常

数控机L中润滑系统为间歇供油工作方式。因此，润滑系统中的压力采用定期检查方式，即在润滑：每次工作以后检查。如果出现故障，如漏油、油：失效、油路堵塞，润滑系统内的压力就会突然下降或升高，此时应立即强制机L停止运行，进行检查，以免事态扩大。

3.2油面过低

以往习惯的处理方法是将“油面过低”信号与“压力异常”报警信号归为一类，作为紧急停止信号。一旦PMC系统接收到上述信号，机L立即进入紧急停止状态，同时让伺服系统断电。但是，与润滑系统因油路堵塞或漏油现象而造成“压力异常”的情况不同，如果润滑：油箱内油不够，短时间不至于影响机L的性能，无需立即使机L停止工作。但是，出现此现象后，控制系统应及时显示相应的信息，提醒操作人员及时一加润滑油。如果操作人员没有在规定时间内予以补充，系统就会控制机L立即进入暂停状态。只有及时补给润滑油后，才允许操作人员运行机L，继续中断的工作。针对“油面过低”信号，这样的处理方法可以避免发生不必要的停机，减少辅助加工时间，特别是在加工大型模具的时候。在设计时，我们将“油面过低”信号归为电气控制系统“进给暂停”类信号，采用“提醒——警告——暂停，禁止自动运行”的报警处理方式。一旦油箱内油过少，不仅在操作面板上有红色指示X提示，在屏幕上也同时显示警告信息，提醒操作人员。如果该信号在规定的时间内没有消失，则让机L迅速进入进给暂停状态，此时暂停机L进行任何自动操作。操作人员往油箱内一加足够的润滑油后，只需要按“循环启动”按d，就可以解除此状态，让机L继续暂停前的加工操作。

4、结束语

数控机L电气控制设计过程中，润滑系统的处理若被忽视，对于机L的使用者而言，机L各部件能否定期定量得到润滑，却是十分重要的问题。应不断改进、完善产品的设计，减少机L出现故障的次数，提高产品的可靠性。endprint