发布时间 : 星期一 文章基于S7-200对重型机床CQK5250的运动设计 - 图文更新完毕开始阅读164e3c054a7302768e9939c4
2.3 润滑时间及润滑次数的控制
为了要使机床运动副的磨损减小，必须在运动副表面保持适当的清洁的润滑
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油膜，即维持摩擦表面之间恒量供油以形成油膜。但是数控机床运动副需要的润滑油量不是太多时，采用连续供油方式既不经济也不合理。因为过量供油与供油不足同样是有害的、会产生附加热量、污染和浪费。因此，润滑系统均采用定期、定量的周期工作方式。
集中润滑系统本身可以配置微处理器，专门用于设定润滑泵停止的时间和每次供油时间，以控制润滑泵间隙工作，设计人员往往也借此来简化自己的PLC程序。
但机床在不同的工作状态下，如刚刚通电初始工作阶段、加工运行和因调整、检测工件而使机床暂停运行时，机床对润滑油的需求量各不相同。通常通过控制润滑泵工作的时间来调节提供的润滑油量，但是，习惯考虑的是润滑系统在机床加工运行状态下的供油方式，而没有顾及其它工作状态，这样，当机床处于其它工作状态时，润滑系统所提供的润滑油量要么不够，要么过多。
机床导轨需要的润滑油量近似可用下面公式计算：(长度+移动行程)×宽度×K。从公式中可以看出，机床导轨需要的润滑油量与该导轨上的轴的移动距离有关。欧美生产的数控系统大多以行程量作为依据，来控制润滑泵工作，间隙供油，并在系统中提供了相应的参数，便于机床制造商通过PLC程序对润滑泵进行电气控制。采用近似的供油方式控制润滑泵工作，我们改进了润滑控制部分的电气设计，让控制系统能根据机床的具体工作情况自动调整润滑泵工作频率和每次的工作时间，在机床暂停时适当减少供油量，而机床初始工作时适当增加。 现将润滑泵的工作状态分成三类，分别设置润滑泵工作时间和频率。 1) 开机初始阶段 机床开机，润滑泵即刻开始工作，连续供油一段时间，此时润滑泵工作的时间T1比正常状态下的要长，以便在短时间内提供足够润滑油，使机床导轨上迅速形成一层油膜。润滑泵运行时间由PLC程序中的TMRB指令设定。与TMR指令不同，由TMRB设定的时间，用户不能随意修改调整。 2) 加工运行阶段 机床开机以后，经过空载运行预热后，进入稳定工作状态。此后，控制系统控制润滑泵间歇工作，以保证机床导轨能够得到定期、定量的润滑。润滑泵每次工作的时间和其停止的时间由PLC程序中的TMR指令设定。TMR设定的时间参数，用户可以在PLC数据窗口中根据需要适当调整。
3) 暂停阶段 工件待加工或加工完毕时，机床往往处于暂停工作状态，润滑油的需求量相应减少，因此，需要及时调整控制方式，适当延长润滑泵停止工作的时间，以减少其工作频率，从而减少油品消耗。实现的关键是机床处于暂停状态时，系统如何获知。
2.4 CQK5250机床的润滑说明
1、工作台润滑，分为二部分。
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第一为导轨液压卸荷部分。压力油由液压系统送来，进入工作台导轨的闭槽油腔中，籍此来提高导轨的承截能力。压力油可调整在0.2～0.4Mpa(见图六）。在此油路中装有YJ—1压力继电器，如果压力低于规定数值时,悬挂按钮站上的信号灯将熄灭,此时不应进行切削加工 。
第二为导轨与齿轮、轴承润滑部分。润滑油由液压系统送来，进入工作台开槽及齿轮、轴承润滑管路中，使导轨及齿轮、轴承等得到充分润滑。
(2)进给箱内装有电磁离合器，因而润滑油必须保持清洁。 (3)横梁升降丝杆与螺母间,应注入N46号润滑油。
数控机床电气控制设计过程中，润滑系统的处理若被忽视，对于机床的使用者而言，机床各部件能否定期定量得到润滑，却是十分重要的问题。应不断改进、完善产品的设计，减少机床出现故障的次数，提高产品的可靠性。
第3章CQK5250机床的横梁运动设计
由于我国近年来经济和加工技术的快速发展，人们认识到发展大型、重型高档数控机床能够取得良好的经济效益和社会效益。数控立式车床是满足加工技术快速发展所需要的重要加工设备之一。数控立式车床由许多部件构成，横梁是其中重要部件。CQK5250机床的横梁运动就其升降、定位、锁紧等运动的PLC设计。 3.1 机械结构
横梁由铸铁制造，为了防止产生弯曲，采取足够的高度和厚度，使其具有刚性。 1、横梁的升降
横梁依靠安装在立柱左右两侧的液压缸进行往复上下升降。 2、定位
横梁导轨依靠辅助功能( M 功能) 指令，No． 1 ～No． 5 用5 个台阶进行定位。定位是在对应位置No． 1～ No． 5 上，依靠限位开关“ON”，用安装在横梁导轨左右两端背面中间位置的液压缸使定位销动作，升降缸减速下降。然后，定位销插入安装在立柱上的定位挡块，定位检测用限位开关“ON”横梁移动停止。另外，定位结束以后，横梁导轨对于立柱被自动锁紧。锁紧的动作确认依靠限位开关来进行。 3、横梁的锁紧
定位结束以后，横梁导轨在对于立柱导轨面的前后方向上被自动锁紧。液压缸采用后进退方式，安装在杆端的楔形块被推入，锁紧块压紧导轨面，被锁紧。 另外，液压缸采用前进方式便被松开。卡紧、松开动作的确认依靠限位开关来进行。
4、横梁升降
本机床通过两个升降缸来控制横梁升降动作，并通过换向阀来实现横梁升降
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转换。其液压回路主要由减压阀、单向节流阀、双向液压锁、二位三通Y型电磁阀、等液压元件组成。双向液压锁用于保证当A3、B3 口没有压力油时，反向不导通，液压油反向受到封闭，使横梁保持在停留位置，支撑横梁不落下;单向节流阀用于调整横梁运行速度; 电磁阀用于控制横梁升降动作，YV5 带电( YV6 断电) 时横梁下降，YV6 带电( YV5 断电) 时横梁上升。在机床横梁升降缸的进出油液压管路上，分别安装了管式单向节流阀和下降防爆阀，其中的管式单向节流阀用于调整两液压缸的升降速度以保证达到要求，下降防爆阀安装在横梁升降缸的下降油路上，当油路发生某些故障( 如油管爆裂) ，横梁失控迅速下落时，油管内油流量将突然加大; 此时该阀内部的节流口迅速作出反应，在大流量造成的高压下迅速关闭油路，从而有效地杜绝事故的发生。横梁升降压力数值可通过六点压力表来观察。其压力设定为8 MPa。 3.2 横梁PLC运动设计
1、设计步骤
1）根据工艺要求，横梁升降过程是由横梁升降电动机和夹紧放松电动机来完成的。
2）由于横梁升降属于调整动作，故采用点动控制。
3）在横梁上升过程中有顺序动作的要求，控制上升起动按钮发出“横梁上升”信号。夹紧电动机正转，将横梁放松，当横梁放松到一定程度，由放松限位开关发出放松停止信号，夹紧电动机停止工作，同时横梁升降电动机正转，使横梁上升。
4）升降电动机移动至所需位置时，松开“上升”按，使升降电动机停止工作，同时接通加紧放松电动机，使夹紧放松电动机反转，开始夹紧。在夹紧过程中放松限位开关复位，当夹紧到一定程度时，力矩增加，电流增加，过电流继电器断开，使夹紧放松电动机停止工作，上升过程结束。过电流继电器的正确使用能保证横梁夹紧力的大小，还可以保护电动机的正常使用。
5）考虑到一般不采用两个常开触点的复合控制按钮，而且横梁下降过程还需要回升，为使电路更加完整，回升装置也简单，在电路中加入一个断电延时继电器。
6）由于回升时间较短，故可以在夹紧的同时完成回升过程。将其常开触点分别并联在上升起动按钮和夹紧放松电动机的夹紧控制回路中的的常闭触点两端。其线圈和横梁升降电动机的反转控制回路串联，当横梁升降电动机反转时，KT上电，为回升电路做好准备。
7）回升结束后夹紧电动机继续工作，当夹紧到一定程度时，力矩增加，电流增加，过电流继电器断开，使夹紧电动机止工作，下降过程结束。
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