數(shù)控機床潤滑系統(tǒng)的自動控制
機床的控制系統(tǒng)在整個機床中起到很重要的作用?,F(xiàn)代機械制造系統(tǒng)內(nèi)零件的平均公差,每十年大約少一個數(shù)量級。目前,精密和超精密機械零件的制造公差都可以被控制在粗糙度范圍內(nèi)。機床的潤滑系統(tǒng)運行穩(wěn)定性由于精度提高,運行更穩(wěn)定。系統(tǒng)的自動控制更使得發(fā)現(xiàn)問題能夠及時發(fā)現(xiàn)。以提高機械的使用壽命。現(xiàn)在機械的潤滑都是采用的是集中潤滑系統(tǒng),通過分流器來控制所需的油量。
1、潤滑系統(tǒng)對機床溫度的自動控制
當機床開始運行時,齒輪泵由主機帶動進行運轉將潤滑油箱的油輸入機床的各個需要潤滑的部位,循環(huán)一周后經(jīng)回油孔進而進入潤滑油箱。此過程中假如實際油箱的溫度值與設定值不符的時候自動控制系統(tǒng)就會啟動潤滑油箱溫度測控電路。通過加熱或降溫使油箱溫度一直保持設定溫度值。潤滑油過多過少都不行,會產(chǎn)生浪費和產(chǎn)生過多的熱量,這樣既不合理也不經(jīng)濟。因此,潤滑系統(tǒng)均采用定期、定量的工作方式。保證系統(tǒng)的油量能夠均勻供給。
機床周圍的現(xiàn)場環(huán)境比較復雜,對機床產(chǎn)生相應干擾是不可避免的。例如線路和電源上的輸入、輸出都會對機床進行干擾, AT89S52單片機控制系統(tǒng)能夠通過安裝抗干擾抑制器 (低通濾波)及在一些 I/o線路上采用光電隔離技術來解決。在軟件上由于可重復可采取設置陷阱和設置軟件 Watchdog的方法來避免程序的跳飛,使得程序能夠正常運行。其原理圖如圖一所示,可直接在線編程,調(diào)試修改程序非常方便。使機床溫度不受外界影響,更加穩(wěn)定。
2、潤滑系統(tǒng)對機床油量的自動控制
假如潤滑循環(huán)和給油時間單一,就會造成浪費。數(shù)控機床在不同的工作狀態(tài)下,所需的潤滑劑量是不一樣的,如在機床暫停階段就比加工階段所需要的潤滑油量要少。只有在機械的表面有足夠的潤滑油,才能形成完整的油膜,這時才能保證機床運動副的磨損減小,也就是維持摩擦表面之間恒量供油以形成油膜。
機床導軌需要的潤滑油量我們常用的計算公式是:(長度+移動行程)×寬度×K。潤滑油量與該導軌上的軸的移動距離是緊密聯(lián)系的。在西方歐美國家生產(chǎn)的數(shù)控系統(tǒng)都是根據(jù)行程量作為依據(jù),來控制潤滑泵工作,以及間隙供油,然后專業(yè)人員在系統(tǒng)中輸入相應的參數(shù),這樣制造商就能通過PMC程序對潤滑泵進行按照功能需要進行電氣控制了。但是在FANUC 0i系統(tǒng)中沒有類似的控制方法,為了能在配置FANUC 0i的數(shù)控機床上,人們一般采用近似的供油方式控制潤滑泵工作,這樣我們就可以根據(jù)工作狀態(tài)的不同,來控制潤滑油的量,讓控制系統(tǒng)去自動調(diào)整潤滑泵工作頻率和每次的工作時間,該減少的時候減少,該增加的時候增加。
3、 潤滑系統(tǒng)對機床工作狀態(tài)的自動控制
潤滑系統(tǒng)中經(jīng)常會出現(xiàn)潤滑系統(tǒng)供油不足,油料消耗或者油箱油過少都會出現(xiàn)供油不足的現(xiàn)象,常見的故障還有供油管路堵塞、油泵失效、分流器工作不正常等現(xiàn)象。正是由于潤滑系統(tǒng)經(jīng)常容易出現(xiàn)故障所以要加強對潤滑系統(tǒng)的檢測。避免機床出現(xiàn)沒有潤滑的情況,那樣就會對機床的使用壽命,造成致命的創(chuàng)擊。
1) 過載檢測 使用過載保護元件將回電路保護起來,一旦出現(xiàn)觸點的輸入信號出現(xiàn)過載,那么自動監(jiān)測系統(tǒng)PMC系統(tǒng)就會檢測出過載并立即將機床停止運動,進行強行關機。以保護機床。
2) 油面檢測 當機器工作的時候肯定要消耗潤滑油,隨著時間的推移,潤滑油必將越來越少,如果操作人員在油面過低的時候仍未及時添加,一旦出現(xiàn)了最低油位,油面檢測的系統(tǒng)就會將此信息傳到PMC系統(tǒng)去處理,也會強行關機。集中潤滑系統(tǒng)可以設定潤滑泵每次的運行時間和什么時間停止供油,嚴格控制供油的時長。從而對潤滑泵間隙工作能夠很好地控制,這樣也簡化了PMC程序。當油箱中潤滑油不足時,由低液位檢測開關對液面高度進行檢測,這時主軸和潤滑電動機都要停止,同時發(fā)光二極管一直常亮。同時啟動補給油箱對當前油箱進行加油,當液面到達高液位檢測開關時停止補給。
3) 壓力檢測 正常情況下,當主軸電機運行時間累積達到30分鐘時,管路油壓要下降到使壓力檢測開關復位(由閉合變?yōu)閿嚅_),這時潤滑電動機要立即運行20S,開始增壓,此后周而復始的運行。如果系統(tǒng)正常工作了,潤滑劑的量就會按預定的模式到達每個潤滑點。但是假如潤滑泵本身不能正常運行的餓時候,系統(tǒng)的壓力就會顯示出異常,這個時候根據(jù)這個特點,我們就可以在潤滑泵出口處安裝壓力檢測開關,一旦壓力出現(xiàn)問題,信號就會被輸入PMC系統(tǒng),檢測系統(tǒng)就會立即停止機床工作,并產(chǎn)生報警信號。報警的形式為發(fā)光二極管以0.6秒的間隔閃爍并驅動警鈴報警,直到人工按復位按鈕后報警才消失。
4、 潤滑系統(tǒng)故障實例分析
故障現(xiàn)象1:TH68125臥式加工中心,潤滑系統(tǒng)的壓力始終不能建立。
分析及處理過程:TH68125臥式加工中心采用容積式潤滑系統(tǒng),在組裝后,進行潤滑試驗時候,運行后發(fā)現(xiàn)潤滑電動機旋轉的時候潤滑系統(tǒng)壓力始終上不去。這個時候檢查潤滑泵是正常的,潤滑站出油口也是正常的,擁有壓力油:然后進一步檢查X軸滾珠絲杠軸承潤滑,這個時候問題應該應該出現(xiàn)在此,因為此處露出了很多的潤滑油。此處的ASA-5Y為單線阻尼式潤滑系統(tǒng),但是這個機床上我們采用的是容積式潤滑系統(tǒng),這兩種計量件屬于不同的潤滑系統(tǒng)的計量件,所以更換上容積式潤滑系統(tǒng)的計量件ZSAM-20T之后,上述的漏油現(xiàn)象就得到解決了。
故障現(xiàn)象2:當TH5640立式加工中心,集中潤滑站的潤滑油損耗大得時候,每隔1天就必須對潤滑站進行加油,而且切削液中會明顯出現(xiàn)很多潤滑油。
分析及處理過程:首先要認清不同的工作狀況肯定所需的油量也是不一樣的,例如開機初始階段、加工運行階段、暫停階段以及檢測工件而使機床暫停運行時,機床所需的油量都是不一樣的。我們在平時的工作中經(jīng)常會犯這樣的錯誤,只看潤滑系統(tǒng)在機床加工運行狀態(tài)下的供油方式,這時候,每當工作狀態(tài)發(fā)生改變,這時候操作人員沒有及時注意到,潤滑油就會過多或者過少的情況,但是故障中所遇到的油大量流失,應該不是人為操作的原因。TH5640立式加工中心一般采用容積式潤滑系統(tǒng)。當上述故障出現(xiàn)的時候,開始認為是潤滑時間間隔太短,潤滑過多了,從而使得集中潤滑站的潤滑油損耗大。這個時候解決的辦法就是將潤滑電動機起動時間間隔從12min調(diào)到30min后,但是上述問題并沒有得到解決,這個時候只好把目光轉移到潤滑管路上,這個時候發(fā)現(xiàn)潤滑管路并沒有出現(xiàn)問題,但是在檢查潤滑管路的時候,發(fā)現(xiàn)Y軸絲杠螺母部位的潤滑油特別多,發(fā)現(xiàn)Y軸絲杠螺母部位的的密封圈出現(xiàn)問題了,換上新的密封圈之后問題就得到解決了。故障得以排除。
5、 結語
在數(shù)控機床電氣自動控制的設計過程中,潤滑系統(tǒng)的處理是一定不能忽視的,因為一旦被忽視,那么對于機床在運行的時候,機床各部件就不能按預定的效果達到很好的潤滑作用,我們所應該做的就是不斷改進和完善數(shù)控機床電氣自動控制,減少機床出現(xiàn)故障的幾率和次數(shù),一旦出現(xiàn)問題也能自動檢測和報警,必要的時候停止機器的工作,一起到對機床的保護作用,這樣就起到了大大提高產(chǎn)品的可靠性的作用。
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