數(shù)控機(jī)床潤(rùn)滑系統(tǒng)控制的改進(jìn)

韓煉

[摘要]本文針對(duì)數(shù)控機(jī)床潤(rùn)滑系統(tǒng)的不足提出了改進(jìn)方法，重點(diǎn)闡述了潤(rùn)滑時(shí)間和潤(rùn)滑次數(shù)的控制。

[關(guān)鍵詞]漏油；PMC；間歇供油

機(jī)L潤(rùn)滑系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、調(diào)試和維修保養(yǎng)，對(duì)于提高機(jī)L加工精度、延長(zhǎng)機(jī)L使用壽命等都有著十分重要的作用。但是在潤(rùn)滑系統(tǒng)的電氣控制方面，仍存在以下問(wèn)題：一是潤(rùn)滑系統(tǒng)工作狀態(tài)的監(jiān)控。數(shù)控機(jī)L控制系統(tǒng)中一般僅設(shè)油箱油面監(jiān)控，以防供油不足，而對(duì)潤(rùn)滑系統(tǒng)易出現(xiàn)的漏油、油路堵塞等現(xiàn)象，不能進(jìn)行控制。二是設(shè)置的潤(rùn)滑循環(huán)和給油時(shí)間單一，容易造成浪費(fèi)。數(shù)控機(jī)L在不同的工作狀態(tài)下，需要的潤(rùn)滑+量是不一樣的，如在機(jī)L暫停階段就比加工階段所需要的潤(rùn)滑油量要少。針對(duì)上述情況，在數(shù)控機(jī)L電氣控制系統(tǒng)中，對(duì)潤(rùn)滑控制部分進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì)，時(shí)刻監(jiān)控潤(rùn)滑系統(tǒng)的工作狀況，以保證機(jī)L機(jī)械部件得到良好潤(rùn)滑，并且還可以根據(jù)機(jī)L的工作狀態(tài)，自動(dòng)調(diào)整供油、循環(huán)時(shí)間，以節(jié)約潤(rùn)滑油。

1、潤(rùn)滑系統(tǒng)工作狀態(tài)的監(jiān)控

潤(rùn)滑系統(tǒng)中除了因油料消耗，油箱油過(guò)少而使?jié)櫥到y(tǒng)供油不足外，常見(jiàn)的故障還有油：失效、供油管路堵塞、分流器工作不正常、漏油嚴(yán)重等。因此，在潤(rùn)滑系統(tǒng)中設(shè)置了下述檢測(cè)裝置，用于對(duì)潤(rùn)滑：的工作狀態(tài)實(shí)施監(jiān)控，避免機(jī)L在缺油狀態(tài)下工作，影響機(jī)L性能和使用壽命。

1.1過(guò)載檢測(cè)

在潤(rùn)滑：的供電回路中使用過(guò)載保護(hù)元件，并將其熱過(guò)載觸點(diǎn)作為PMC系統(tǒng)的輸入信號(hào)，一旦潤(rùn)滑：出現(xiàn)過(guò)載，PMC系統(tǒng)即可檢測(cè)到并加以處理，使機(jī)L立即停止運(yùn)行。

1.2油面檢測(cè)

潤(rùn)滑油為消耗品，因此機(jī)L工作一段時(shí)間后，潤(rùn)滑：油箱內(nèi)潤(rùn)滑油會(huì)逐漸減少。如果操作人員沒(méi)有及時(shí)一加，當(dāng)油箱內(nèi)潤(rùn)滑油到達(dá)最低油位，油面檢測(cè)開(kāi)關(guān)隨即動(dòng)作，并將此信號(hào)傳送給PMC系統(tǒng)進(jìn)行處理。

1.3壓力檢測(cè)

機(jī)L采用遞進(jìn)式集中潤(rùn)滑系統(tǒng)，只要系統(tǒng)工作正常，每個(gè)潤(rùn)滑點(diǎn)都能保證得到預(yù)定的潤(rùn)滑+。一旦潤(rùn)滑：本身工作不正常、失效，或者是供油回路中有一處出現(xiàn)供油管路堵塞、漏油等情況，系統(tǒng)中的壓力就會(huì)顯現(xiàn)異常。根據(jù)這個(gè)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)時(shí)在潤(rùn)滑：出口處安裝壓力檢測(cè)開(kāi)關(guān)，并將此開(kāi)關(guān)信號(hào)輸入PMC系統(tǒng)，在每次潤(rùn)滑：工作后，檢查系統(tǒng)內(nèi)的壓力，一旦發(fā)現(xiàn)異常則立即停止機(jī)L工作，并產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)。

2、潤(rùn)滑時(shí)間及潤(rùn)滑次數(shù)的控制

為了要使機(jī)L運(yùn)動(dòng)副的磨損減小，必須在運(yùn)動(dòng)副表面保持適當(dāng)?shù)那鍧嵉臐?rùn)滑油b，即維持摩Q表面之間恒量供油以形成油b。但是數(shù)控機(jī)L運(yùn)動(dòng)副需要的潤(rùn)滑油量不是太多時(shí)，采用連續(xù)供油方式既不經(jīng)濟(jì)也不合理。因?yàn)檫^(guò)量供油與供油不足同樣是有害的、會(huì)產(chǎn)生附加熱量、污染和浪費(fèi)。因此，潤(rùn)滑系統(tǒng)均采用定期、定量的周期工作方式。

集中潤(rùn)滑系統(tǒng)本身可以配置微處理器，專門用于設(shè)定潤(rùn)滑：停止的時(shí)間和每次供油時(shí)間，以控制潤(rùn)滑：?jiǎn)杣工作，設(shè)計(jì)人員往往也借此來(lái)簡(jiǎn)化自己的PMC程序。但機(jī)L在不同的工作狀態(tài)下，如剛剛通電初始工作階段、加工運(yùn)行和因調(diào)整、檢測(cè)工件而使機(jī)L暫停運(yùn)行時(shí)，機(jī)L對(duì)潤(rùn)滑油的需求量各不相同。在配置FANUC數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)L中，通常通過(guò)控制潤(rùn)滑：工作的時(shí)間來(lái)調(diào)節(jié)提供的潤(rùn)滑油量，但是，習(xí)慣考慮的是潤(rùn)滑系統(tǒng)在機(jī)L加工運(yùn)行狀態(tài)下的供油方式，而沒(méi)有顧及其它工作狀態(tài)，這樣，當(dāng)機(jī)L處于其它工作狀態(tài)時(shí)，潤(rùn)滑系統(tǒng)所提供的潤(rùn)滑油量要么不夠，要么過(guò)多。機(jī)L導(dǎo)軌需要的潤(rùn)滑油量近似可用下面公式計(jì)算：

（長(zhǎng)度+移動(dòng)行程）×寬度×K。

從公式中可以看出，機(jī)L導(dǎo)軌需要的潤(rùn)滑油量與該導(dǎo)軌上的q的移動(dòng)距離有關(guān)。歐美生產(chǎn)的數(shù)控系統(tǒng)大多以行程量作為依據(jù)，來(lái)控制潤(rùn)滑：工作，間U供油，并在系統(tǒng)中提供了相應(yīng)的參數(shù)，便于機(jī)L制造商通過(guò)PMC程序?qū)?rùn)滑：進(jìn)行電氣控制。而在FANUC 0i系統(tǒng)中沒(méi)有類似的控制方法，為了能在配置FANUC 0i的數(shù)控機(jī)L上，采用近似的供油方式控制潤(rùn)滑：工作，改進(jìn)了潤(rùn)滑控制部分的電氣設(shè)計(jì)，讓控制系統(tǒng)能根據(jù)機(jī)L的具體工作情況自動(dòng)調(diào)整潤(rùn)滑：工作頻率和每次的工作時(shí)間，在機(jī)L暫停時(shí)適當(dāng)減少供油量，而機(jī)L初始工作時(shí)適當(dāng)增加。

現(xiàn)將潤(rùn)滑：的工作狀態(tài)分成三類，分別設(shè)置潤(rùn)滑：工作時(shí)間和頻率。

2.1開(kāi)機(jī)初始階段

機(jī)L開(kāi)機(jī)，潤(rùn)滑：即刻開(kāi)始工作，連續(xù)供油一段時(shí)間，此時(shí)潤(rùn)滑：工作的時(shí)間Tl比正常狀態(tài)下的要長(zhǎng)，以便在短時(shí)間內(nèi)提供足夠潤(rùn)滑油，使機(jī)L導(dǎo)軌上迅速形成一層油b。潤(rùn)滑：運(yùn)行時(shí)間由PMC程序中的TMRB指令設(shè)定。與TMR指令不同，由TMRB設(shè)定的時(shí)間，用戶不能隨意修改調(diào)整。

2.2加工運(yùn)行階段

機(jī)L開(kāi)機(jī)以后，經(jīng)過(guò)空載運(yùn)行預(yù)熱后，進(jìn)入穩(wěn)定工作狀態(tài)。此后，控制系統(tǒng)控制潤(rùn)滑：間歇工作，以保證機(jī)L導(dǎo)軌能夠得到定期、定量的潤(rùn)滑。潤(rùn)滑：每次工作的時(shí)間和其停止的時(shí)間由PMC程序中的TMR指令設(shè)定。TMR設(shè)定的時(shí)間參數(shù)，用戶可以在PMC數(shù)據(jù)=口中根據(jù)需要適當(dāng)調(diào)整。

2.3暫停階段

工件待加工或加工完畢時(shí)，機(jī)L往往處于暫停工作狀態(tài)，潤(rùn)滑油的需求量相應(yīng)減少，因此，需要及時(shí)調(diào)整控制方式，適當(dāng)延長(zhǎng)潤(rùn)滑：停止工作的時(shí)間，以減少其工作頻率，從而減少油品消耗。實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵是機(jī)L處于暫停狀態(tài)時(shí)，系統(tǒng)如何獲知。FANUC 0i數(shù)控系統(tǒng)中提供了信號(hào)MVX（F102.0）、MVY（F102.1）、MVZ（F102.3）『21，用于反映機(jī)L各q的移動(dòng)狀態(tài)。如果該信號(hào)狀態(tài)為“0”，表明相應(yīng)機(jī)L q靜止不動(dòng)，如果所有移動(dòng)q均靜止不動(dòng)，則表明機(jī)L此時(shí)處于暫停工作狀態(tài)。所以，只要上述所有信號(hào)狀態(tài)都為“0”，通過(guò)設(shè)計(jì)，PMC程序自動(dòng)改變潤(rùn)滑：工作及停止時(shí)間。此時(shí)，潤(rùn)滑：工作的時(shí)間T2和停止的時(shí)間T3均使用TMRB指令設(shè)定，同樣，用戶不可以隨意修改這兩個(gè)時(shí)間參數(shù)。

3、潤(rùn)滑報(bào)警信號(hào)的處理

3.1壓力異常

數(shù)控機(jī)L中潤(rùn)滑系統(tǒng)為間歇供油工作方式。因此，潤(rùn)滑系統(tǒng)中的壓力采用定期檢查方式，即在潤(rùn)滑：每次工作以后檢查。如果出現(xiàn)故障，如漏油、油：失效、油路堵塞，潤(rùn)滑系統(tǒng)內(nèi)的壓力就會(huì)突然下降或升高，此時(shí)應(yīng)立即強(qiáng)制機(jī)L停止運(yùn)行，進(jìn)行檢查，以免事態(tài)擴(kuò)大。

3.2油面過(guò)低

以往習(xí)慣的處理方法是將“油面過(guò)低”信號(hào)與“壓力異常”報(bào)警信號(hào)歸為一類，作為緊急停止信號(hào)。一旦PMC系統(tǒng)接收到上述信號(hào)，機(jī)L立即進(jìn)入緊急停止?fàn)顟B(tài)，同時(shí)讓伺服系統(tǒng)斷電。但是，與潤(rùn)滑系統(tǒng)因油路堵塞或漏油現(xiàn)象而造成“壓力異常”的情況不同，如果潤(rùn)滑：油箱內(nèi)油不夠，短時(shí)間不至于影響機(jī)L的性能，無(wú)需立即使機(jī)L停止工作。但是，出現(xiàn)此現(xiàn)象后，控制系統(tǒng)應(yīng)及時(shí)顯示相應(yīng)的信息，提醒操作人員及時(shí)一加潤(rùn)滑油。如果操作人員沒(méi)有在規(guī)定時(shí)間內(nèi)予以補(bǔ)充，系統(tǒng)就會(huì)控制機(jī)L立即進(jìn)入暫停狀態(tài)。只有及時(shí)補(bǔ)給潤(rùn)滑油后，才允許操作人員運(yùn)行機(jī)L，繼續(xù)中斷的工作。針對(duì)“油面過(guò)低”信號(hào)，這樣的處理方法可以避免發(fā)生不必要的停機(jī)，減少輔助加工時(shí)間，特別是在加工大型模具的時(shí)候。在設(shè)計(jì)時(shí)，我們將“油面過(guò)低”信號(hào)歸為電氣控制系統(tǒng)“進(jìn)給暫停”類信號(hào)，采用“提醒——警告——暫停，禁止自動(dòng)運(yùn)行”的報(bào)警處理方式。一旦油箱內(nèi)油過(guò)少，不僅在操作面板上有紅色指示X提示，在屏幕上也同時(shí)顯示警告信息，提醒操作人員。如果該信號(hào)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)沒(méi)有消失，則讓機(jī)L迅速進(jìn)入進(jìn)給暫停狀態(tài)，此時(shí)暫停機(jī)L進(jìn)行任何自動(dòng)操作。操作人員往油箱內(nèi)一加足夠的潤(rùn)滑油后，只需要按“循環(huán)啟動(dòng)”按d，就可以解除此狀態(tài)，讓機(jī)L繼續(xù)暫停前的加工操作。

4、結(jié)束語(yǔ)

數(shù)控機(jī)L電氣控制設(shè)計(jì)過(guò)程中，潤(rùn)滑系統(tǒng)的處理若被忽視，對(duì)于機(jī)L的使用者而言，機(jī)L各部件能否定期定量得到潤(rùn)滑，卻是十分重要的問(wèn)題。應(yīng)不斷改進(jìn)、完善產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，減少機(jī)L出現(xiàn)故障的次數(shù)，提高產(chǎn)品的可靠性。endprint