基金項(xiàng)目: “高檔數(shù)控系統(tǒng)在航空領(lǐng)域的示范應(yīng)用”重大專項(xiàng)課題號(hào)：（2013ZX04001-021)
摘要：介紹數(shù)控系統(tǒng)依據(jù)機(jī)床移動(dòng)累加的自動(dòng)潤(rùn)滑技術(shù)，采用數(shù)控系統(tǒng)的現(xiàn)代數(shù)字控制，使其工作方式具有節(jié)油減排的現(xiàn)實(shí)意義。
關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床 自動(dòng)潤(rùn)滑 節(jié)油
Abstract: the automatic lubrication technology of CNC machine tools based on mobile time accumulation, the CNC system of modern digital control, which is the practical significance of saving fuel and reducing emissions.
Keywords: CNC automatic lubricating oil
數(shù)控機(jī)床自動(dòng)潤(rùn)滑系統(tǒng)，是時(shí)間導(dǎo)軌、絲杠和軸承等機(jī)械部位持續(xù)供給潤(rùn)滑油的重要功能部件。潤(rùn)滑油供給量是否合理直接會(huì)影響潤(rùn)滑效果和油料消耗。
1. 數(shù)控機(jī)床的幾種潤(rùn)滑方式
目前，數(shù)控機(jī)床一般采用自動(dòng)潤(rùn)滑泵實(shí)現(xiàn)持續(xù)供油。根據(jù)供油方式，自動(dòng)潤(rùn)滑泵可分為3種：一種是通過(guò)馬達(dá)帶動(dòng)渦輪蝸桿，實(shí)現(xiàn)機(jī)械式定期間隔潤(rùn)滑；一種是通過(guò)按鍵設(shè)定供油泵供油時(shí)間和間隔時(shí)間，實(shí)現(xiàn)定時(shí)潤(rùn)滑；還有一種是通過(guò)數(shù)控系統(tǒng)通過(guò)繼電器控制供油泵供油時(shí)間和間隔時(shí)間，實(shí)現(xiàn)程控定時(shí)潤(rùn)滑。這三種方式可以人為控制潤(rùn)滑時(shí)間，但只要機(jī)床處于通電狀態(tài)，無(wú)論機(jī)床工作運(yùn)轉(zhuǎn)與否，潤(rùn)滑工作都會(huì)進(jìn)行，造成油料浪費(fèi)。因此，既達(dá)到潤(rùn)滑效果，又不浪費(fèi)油料，是本技術(shù)要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)。
對(duì)于數(shù)控機(jī)床來(lái)說(shuō)，導(dǎo)軌、絲桿和軸承等是主要的摩擦部件，也是潤(rùn)滑實(shí)現(xiàn)保護(hù)的主體。因此，需要根據(jù)這些摩擦部件的使用情況進(jìn)行合理潤(rùn)滑。理論上，各軸不移動(dòng)時(shí)，應(yīng)為未產(chǎn)生磨損，可以不需要潤(rùn)滑。如今，數(shù)控機(jī)床的發(fā)展越來(lái)越快，對(duì)于高端數(shù)控機(jī)床，既能節(jié)省油料又能養(yǎng)護(hù)數(shù)控機(jī)床摩擦部件，我們可以設(shè)計(jì)出依據(jù)機(jī)床移動(dòng)時(shí)間的自動(dòng)潤(rùn)滑方式。
2. 機(jī)床移動(dòng)時(shí)間的計(jì)算
要依據(jù)機(jī)床移動(dòng)時(shí)間進(jìn)行潤(rùn)滑，就必須做到實(shí)時(shí)讀取各軸是否在移動(dòng)，在華中8型數(shù)控系統(tǒng)說(shuō)明該項(xiàng)功能的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)方法。8型系統(tǒng)帶有判斷軸是否移動(dòng)中(F0.0、F80.0…)的功能，該功能將系統(tǒng)內(nèi)部的數(shù)據(jù)和變量，例如當(dāng)前各個(gè)軸的機(jī)床坐標(biāo)、刀具補(bǔ)償、移動(dòng)行程等，可以通過(guò)數(shù)據(jù)讀取格式，將機(jī)床的移動(dòng)信息賦值到數(shù)據(jù)寄存器，在PLC進(jìn)行運(yùn)算和處理。
華中8型數(shù)控系統(tǒng)中，機(jī)床各移動(dòng)軸的工作狀態(tài)，通過(guò)PLC實(shí)時(shí)讀取各軸的狀態(tài)，可以通過(guò)實(shí)時(shí)狀態(tài)進(jìn)行累加計(jì)算，得到各軸的移動(dòng)時(shí)間。以X軸為例，當(dāng)X軸在移動(dòng)時(shí)，將X軸移動(dòng)指令F0.0致通R175.0（機(jī)床軸移動(dòng)），對(duì)應(yīng)的PLC如圖1所示，同理，可將Y軸的F80.0致通R175.0。R175.0導(dǎo)通便進(jìn)行機(jī)床移動(dòng)時(shí)間累加。
圖1 讀取軸移動(dòng)狀態(tài)
下一步，需要計(jì)算機(jī)床軸移動(dòng)（R175.0）累加時(shí)間多少，因?yàn)楫?dāng)機(jī)床沒(méi)有移動(dòng)或進(jìn)給保持，機(jī)床軸移動(dòng)時(shí)間也為暫停，要分段計(jì)算，如圖2所示，通過(guò)以軸移動(dòng)信號(hào)條件采取加減運(yùn)算，當(dāng)R175.0導(dǎo)通時(shí)R174.0為計(jì)時(shí)每秒加1存儲(chǔ)到寄存器B20，參數(shù)設(shè)定時(shí)間和B20相等時(shí)，啟動(dòng)潤(rùn)滑輸出。
圖2 計(jì)算軸移動(dòng)時(shí)間之和
最后，當(dāng)寄存器B20達(dá)到參數(shù)設(shè)定值后，執(zhí)行一次供油，輸出潤(rùn)滑給定時(shí)器計(jì)時(shí)，然后，需要對(duì)移動(dòng)時(shí)間中間寄存器清零，重新計(jì)算下一個(gè)潤(rùn)滑周期。如圖3所示：
圖3 移動(dòng)時(shí)間比值啟動(dòng)潤(rùn)滑
3. 節(jié)油效果分析
該項(xiàng)依據(jù)機(jī)床移動(dòng)時(shí)間的自動(dòng)潤(rùn)滑技術(shù)，在成都飛機(jī)工業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司得到應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)良好的節(jié)油效果。比較常見(jiàn)的系統(tǒng)參數(shù)控制的潤(rùn)滑泵或帶程控裝置的潤(rùn)滑泵為例，其通過(guò)設(shè)定供油持續(xù)時(shí)間和供油間隔時(shí)間，一般每隔30min供油10s，以每天工作8h為例，需要持續(xù)供油160s。而采用依據(jù)機(jī)床移動(dòng)累加時(shí)間的自動(dòng)潤(rùn)滑方式后，只有當(dāng)機(jī)床軸移動(dòng)累加時(shí)間達(dá)到參數(shù)設(shè)定值，例如還是隔30min供油10s，由于機(jī)床移動(dòng)，直接對(duì)應(yīng)導(dǎo)軌、絲桿和軸承等機(jī)械部件的潤(rùn)滑需求，因此，這種潤(rùn)滑方式供油更加精確，避免了機(jī)床不移動(dòng)也進(jìn)行潤(rùn)滑的情況，減少了潤(rùn)滑油料的不必要消耗。根據(jù)機(jī)床使用情況反應(yīng)，采用依據(jù)移動(dòng)累加間隔時(shí)間的自動(dòng)潤(rùn)滑方式后，潤(rùn)滑泵補(bǔ)充油料的頻率大幅降低，而且，潤(rùn)滑效果不受影響。
通常，在機(jī)床廠家在設(shè)計(jì)潤(rùn)滑功能時(shí)，會(huì)做嚴(yán)格的試驗(yàn)，使得累加移動(dòng)時(shí)間的設(shè)值和供油時(shí)間實(shí)現(xiàn)最佳比例，既兼顧潤(rùn)滑效果，又不浪費(fèi)潤(rùn)滑油料。
4. 結(jié)語(yǔ)
合理消耗，杜絕浪費(fèi)，是綠色制造和綠色應(yīng)用的課題之一，機(jī)床潤(rùn)滑系統(tǒng)作為潤(rùn)滑油的消耗主體，其供油方式是否科學(xué)合理，對(duì)于節(jié)油減排至關(guān)重要。而采用已經(jīng)移動(dòng)累加時(shí)間的自動(dòng)潤(rùn)滑技術(shù)，可有效控制潤(rùn)滑油的合理供給，最大限度發(fā)揮單位潤(rùn)滑量的工作效率。■
