飛揚C0數控系統在電主軸上的PLC應用

佟冬張璐

(沈陽機床股份有限公司，遼寧沈陽110142)

1 綜述

電主軸具有結構緊湊、重量輕、慣性小、振動小、噪聲低及響應快等優點，而且轉速高、功率大，簡化機床設計，易于實現主軸定向停，是高速主軸單元中的一種理想結構。電主軸軸承采用高速軸承技術，耐磨耐熱，壽命是傳統軸承的幾倍。

電主軸由于其高速運行的工作特性，必須采用合理可靠同時又可控制的軸承潤滑方式來控制軸承的溫度，以保證電主軸在加工過程中的精度和穩定性。電主軸的潤滑方式目前主要有脂潤滑、油霧潤滑和油氣潤滑等方式。對于轉速相對較低的電主軸，油脂潤滑是一種常見的潤滑方式。油脂潤滑系統簡單、應用起來方便、通用性強。油脂潤滑通常采用定時定量潤滑方式。所謂定時，就是固定時間間隔內注入一次油。所謂定量，就是通過定量閥，精確地控制每次注入潤滑油的油量。油霧潤滑不僅具有潤滑的作用，同時也可以冷卻電主軸的軸承，具有雙重效果。油霧潤滑是通過壓縮空氣氣源，由油霧器將潤滑油液霧化并混入到氣流中，將其輸送到需要潤滑的位置。油霧潤滑對設備需求簡單，方便維修維護，價格相對便宜，是一種普遍使用的電主軸潤滑方式。油氣潤滑也是利用壓縮空氣，將微量的潤滑油連續不斷地、精確地供給每一套主軸軸承，微小油滴在滾動體和內、外滾道間形成彈性動壓油膜，而壓縮空氣則可帶走軸承運轉所產生的部分熱量。

另外，電主軸在電氣上采用的是Y/△起動電路，在主軸低速恒轉矩運行時，采用Y接線方式，當主軸高速恒功率運行時，采用△接線方式，數據如表1所示。飛揚C0系統作為沈陽機床自主研發的系統，不僅可以實現主軸高轉速的控制精度，同時也滿足連續輸出的高轉矩能力以及寬幅的恒功率運行范圍。

表1

飛揚C0數控系統使用符合IEC1131－3標準的OpenPCS Infoteam軟件產品，采用的是Structure Text(結構文本，簡稱ST語言)語言進行PLC程序的編寫，該產品包括1個項目瀏覽器以及1個插入飛揚數控系統的IEC1131－3編譯器。下面介紹其在電主軸潤滑PLC和電氣接線切換PLC上的應用。

2 采用油脂定時潤滑PLC編程

其ST語言的PLC程序如下:

定義全局變量:

定義局部變量:

邏輯程序:

在這里，技術人員可以根據實際需要修改PLC程序中的每次潤滑時間g_tAxs_Lub_ON和潤滑間隔時間 g_tAxs_Lub_Wait，通過修改 iecblk.set中的“CREAM LUBRICATION TIME ON”以及“CREAM LUBRICATION TIME WAIT”的設定值來設定。

3 采用油氣油霧潤滑PLC編程

其ST語言的PLC程序如下:

定義全局變量:

邏輯程序:

4 電主軸接線切換PLC編程

主軸Y/△線路切換時，PLC程序可以將其處理成主軸換擋模式，可以將其主軸低速恒轉矩運行時，采用主軸低檔輸出信號和低檔確認信號，將線路Y形線路接通，而主軸在高速恒功率時，采用高檔輸出信號和高檔確認信號，將△形線路接通。當主軸速度發生變化時，給出變檔輸出信號，主軸停止并接通線路，然后自動啟動。

其結構文本PLC程序如下:

定義全局變量:

定義局部變量:

邏輯程序如下:

5 結語

電主軸在數控機床上的應用，不僅可以極大地提高加工效率，而且還可以明顯提高加工工件的質量，所以其應用領域非常廣泛，特別是在航空航天、汽車和模具等制造業中。電主軸的應用很好地適應了超高速加工的要求，并將逐步取代傳統的機床主軸系統。

［1］Franz Kessler電主軸使用說明手冊［M/OL］.www.gat－mbh.de

［2］Openpcs User Manual，Version5.5.0［M/OL］.www.infoteam.de