前言

機床潤滑系統的設計、調試和維修保養，對于提高機床加工精度、延長機床使用壽命等都有著十分重要的作用。但是在潤滑系統的電氣控制方面，仍存在以下問題：一是潤滑系統工作狀態的監控。數控機床控制系統中一般僅設油箱油面監控，以防供油不足，而對潤滑系統易出現的漏油、油路堵塞等現象，不能及時做出反應。二是設置的潤滑循環和給油時間單一，容易造成浪費。數控機床在不同的工作狀態下，需要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。

機床潤滑系統在機床整機中占有十分重要的位置，其設計、調試和維修保養，對于提高機床加工精度、延長機床使用壽命等都有著十分重要的作用?，F代機床導軌、絲桿等滑動副的潤滑，基本上都是采用集中潤滑系統。集中潤滑系統是由一個液壓泵提供一定排量、一定壓力的潤滑油，為系統中所有的主、次油路上的分流器供油，而由分流器將油按所需油量分配到各潤滑點：同時，由控制器完成潤滑時間、次數的監控和故障報警以及停機等功能，以實現自動潤滑的目的。集中潤滑系統的特點是定時、定量、準確、效率高，使用方便可靠，有利于提高機器壽命，保障使用性能。

1、潤滑系統簡介

集中潤滑系統按使用的潤滑元件可分為阻尼式潤滑系統、遞進式潤滑系統和容積式潤滑系統。

1.1單線阻尼式潤滑系統

此系統適合于機床潤滑點需油量相對較少，并需周期供油的場合。它是利用阻尼式分配器，把泵打出的油按一定比例分配到潤滑點。一般用于循環系統，也可以用于開放系統，可通過時間的控制，以控制潤滑點的油量。該潤滑系統非常靈活，多一個潤滑點或少一個都可以，并可由用戶安裝，且當某一點發生阻塞時，不影響其他點的使用，故應用十分廣泛。

1.2遞進式潤滑系統

遞進式潤滑系統主要由泵站、遞進片式分流器組成，并可附有控制裝置加以監控。其特點是能對任一潤滑點的堵塞進行報警并終止運行，以保護設備；定量準確、壓力高，不但可以使用稀油，而且還適用于使用油脂潤滑的情況。潤滑點可達100個，壓力可達21MPa。

遞進式分流器由一塊底板、一塊端板及最少三塊中間板組成。一組閥最多可有8塊中間板，可潤滑18個點。其工作原理是由中間板中的柱塞從一定位置起依次動作供油，若某一點產生堵塞，則下一個出油口就不會動作，因而整個分流器停止供油。堵塞指示器可以指示堵塞位置，便于維修。如圖1所示為遞進式潤滑系統。

圖1 遞進式潤滑系統

1.3容積式潤滑系統

該系統以定量閥為分配器向潤滑點供油，在系統中配有壓力繼電器，使得系統油壓達到預定值后發訊，使電動機延時停止，潤滑油從定量分配器供給，系統通過換向閥卸荷，并保持一個最低壓力，使定量閥分配器補充潤滑油，電動機再次起動，重復這一過程，直至達到規定潤滑時間。該系統壓力一般在50MPa以下，潤滑點可達幾百個，其應用范圍廣、性能可靠，但不能作為連續潤滑系統。

定量閥的結構原理是：由上下兩個油腔組成，在系統的高壓下將油打到潤滑點，在低壓時，靠自身彈簧復位和碗形密封將存于下腔的油壓入位于上腔的排油腔，排量為0.1~1.6mL，并可按實際需要進行組合。

2、潤滑系統的控制原理

機床潤滑系統的控制分為兩部分：電器控制和PLC自動控制。

2.1電氣控制原理

潤滑系統電器控制圖如圖2，通過控制交流接觸器KM1來控制潤滑電機主電源。經過PLC的自動控制來實現自動控制。

圖2 潤滑系統電器控制原理圖

2.2自動控制原理

如圖3，為潤滑系統自動控制流程圖。當系統準備好之后，CNC發出信號，使得潤滑系統開始工作，首次潤滑15s后，電機停止工作。

圖3 潤滑系統自動控制流程圖

當壓力開關SP2因壓力降低而接通時，開始計時25min，計時完成后，當壓力開關SP2斷開，潤滑電機再次工作15s，并循環工作。QF4為潤滑電動機過載保護開關，SL為潤滑油檢測開關，當電機過載或潤滑油不足時則使系統發出報警信號。

3、數控機床潤滑系統的PLC控制

在數控系統中，大部分的自動控制都是通過PLC來實現的，潤滑系統的控制也一樣，通過PLC程序控制電機的工作。本節以FX-24M為例，講述一下潤滑系統PLC的控制。

3.1潤滑PLC控制原理

如圖3，首先通過兩個相互作用的時間繼電器(T)，實現潤滑工作時的間隙工作；再使用PLC準備好信號，使M8001為1，開始首次潤滑；首次潤滑結束后，當SP開關閉合時，中間繼電器M1開始工作，使得潤滑系統再次工作；15s后使得時間繼電器T2為1，當SP開關斷開時，中間繼電器M0開始工作，使得時間繼電器T3工作，延時25min后時間繼電器T3為1，中間繼電器M1停止工作，所有的延時器都復位，當SP開關再次閉合時，中間繼電器M1再次工作，由此實現了潤滑系統的周期動作。然后再通過SL，QF4開關實現潤滑系統的報警。并且使用X3實現潤滑系統的手動控制。

圖4 潤滑系統PLC控制梯形圖

3.2潤滑系統I/O地址分配

如圖5，M8001為PLC準備好信號，X1為SL潤滑油不足檢測信號，X2為QF4潤滑電機過載檢測信號，X3為手動控制的點動按鈕。Y1為電機過載報警信號,Y2潤滑油缺少報警信號,Y3為潤滑油油泵工作控制信號，Y4為潤滑油工作指示信號。

圖5 潤滑系統PLC外部接線圖

4、潤滑報警信號的處理

4.1壓力異常

數控機床中潤滑系統為間歇供油工作方式。因此，潤滑系統中的壓力采用定期檢查方式，即在潤滑泵每次工作以后檢查。如果出現故障，如漏油、油泵失效、油路堵塞，潤滑系統內的壓力就會突然下降或升高，此時應立即強制機床停止運行，進行檢查，以免事態擴大。

4.2油面過低

以往習慣的處理方法是將“油面過低”信號與“壓力異常”報警信號歸為一類，作為緊急停止信號。一旦PLC系統接收到上述信號，機床立即進入緊急停止狀態，同時讓伺服系統斷電。但是，與潤滑系統因油路堵塞或漏油現象而造成“壓力異常”的情況不同，如果潤滑泵油箱內油不夠，短時間不至于影響機床的性能，無需立即使機床停止工作。但是，出現此現象后，控制系統應及時顯示相應的信息，提醒操作人員及時添加潤滑油。如果操作人員沒有在規定時間內予以補充，系統就會控制機床立即進入暫停狀態。只有及時補給潤滑油后，才允許操作人員運行機床，繼續中斷的工作。針對“油面過低”信號，這樣的處理方法可以避免發生不必要的停機，減少輔助加工時間，特別是在加工大型模具的時候。在設計時，我們將“油面過低”信號歸為電氣控制系統“進給暫停”類信號，采用“提醒——警告——暫停，禁止自動運行”的報警處理方式。一旦油箱內油過少，不僅在操作面板上有紅色指示燈提示，在屏幕上也同時顯示警告信息，提醒操作人員。如果該信號在規定的時間內沒有消失，則讓機床迅速進入進給暫停狀態，此時暫停機床進行任何自動操作。操作人員往油箱內添加足夠的潤滑油后，只需要按“循環啟動”按鈕，就可以解除此狀態，讓機床繼續暫停前的加工操作。

5、結論

數控機床電氣控制設計過程中，潤滑系統的處理若被忽視，對于機床的使用者而言，機床各部件能否定期定量得到潤滑，卻是十分重要的問題。應不斷改進、完善產品的設計，減少機床出現故障的次數，提高產品的可靠性。

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