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传感器在数控机床主轴润滑的应用 木 刘 奕 戴德胜 王宏伟 江苏齐航数控机床有 限责任公 司， 江苏 镇江 2 1 2 0 0 9 摘要 通过对 C KC系列数控车床主轴润滑的分析 ， 联想传感器在机床行业的广泛应用。 运用接近开关和 机床数控系统 自带的 P L C及其功能指令去优化主轴润滑系统。 关键词 数控系统 ； 接近开关 ； 可编程顺序控制器 ； 计时器 ； 计数器 中图分类号 T H1 2 2 文献标识码 B Ap p l i c a t i o n o f s e n s o r i n t h e NC ma c h i n e t o o l s p i n d l e l u b r i c a t i o n LI U Yi ，DAI De s h e n g，W ANG Ho n g we i J i a n g s u Q i h a n g C N C Ma c h i n e T o o l C o ． ，L t d ． ， Z h e n J i a n g 2 1 2 0 0 9 ，C H N Abs t r ac tT h r o ug h t h e a n a l y s i s o f CKC s e rie s s p i n d l e l u b ric a t i o n，a nd wi de a p p l i c a t i o n o f s e n s o r s i n ma c h i n e t o o l i n d u s t r y ． Ap p l i c a t e p r o x i mi t y s wi t c h，PL C a n d i t s f u n c t i o n s o f CNC s y s t e m t o o p t i mi z e s p i nd l e l u b r i c a t i o n s y s t e m． Ke y wo r d sCNC s y s t e m ；p r o x i mi t y s wi t c h；PL C ；t i me r ；c o u n t e r 1 主轴润滑分析 2 控制流程 主轴润滑的方式得 当可 以减少摩擦发热 ， 同时也 能散热。主轴润滑现阶段主要是溅油润滑和油泵润滑 两种方式 。溅油润滑是利用齿轮转动把润滑油溅到油 槽中， 然后输送 到各处进 行 润滑。笔者公 司生 产 的 C K C系列数控车床使用这种润滑方式时发现 ， 这其 中 有缺陷 ， 主轴如果是在低速范围内工作时， 由于齿轮传 动转速很慢 ， 很难完全有效的将润滑油溅到润滑 的位 置 ， 这样就会使得主轴箱 内的齿轮等物件因为摩擦力 过大而得不到有效 的润滑使其损坏 。为此 ， 设计该机 型机床加了主轴润滑泵来辅助润滑 使用润滑泵将润 滑油送到润滑位置 。机 床工作时 ， 主轴 润滑泵开始 起动运行 ， 给主轴箱传动齿轮供油润滑 。但是 ， 使用这 种润滑方式时会有另一种问题 ， 润滑油溢出， 这是因为 主轴高速运转时主轴箱内是两种润滑方式一起工作 ， 导致齿轮传动溅油过猛而出现溢油。 如果这两种润滑方式能够有效地配合 ， 在低速工 作时 ， 润滑泵开始工作 ； 高速工作时 ， 润滑泵停止工作 ， 由主轴箱内润滑油自 行溅油润滑。这样就可确保机床 工作时主 轴箱 内运 动 副有 足够 而 不过 多 的润 滑 油 润 滑 。 江苏省镇江市科技支撑计划 G Y 2 0 1 2 0 2 8 4 6 经对在笔者公 司生产 的 C K C系列数控 车床上试 验测得 当主轴转速在 2 0 0 r ／ mi n以上时 ， 主轴箱 内溅 油润滑完全满足其所需 ， 这时可以停止润滑泵的润滑 工作。 以笔者 公 司 生 产 的 C K C系 列 数控 车 床 配置 “ F A N U C 0 i MA T E T D” 数控系统 为例介绍 ， 该 系列数 控车床主轴控制方式为模 拟变频主轴 ， 主轴转速分为 4个档位 ， 各档转速范围如表 1所示 。 表 1 机床 主轴各档档位转速表 档位 档位指令 转速范 围 1档 M 4 l 2 8 0～ 7 5 0 r ／ mi n 2档 M 4 2 1 O 0～ 3 5 0 r ／ m i n 3档 M 4 3 2 0 l 0 H0 r ／ mi n 4档 M 4 4 6～ 2 O r ／ m i n 如表 1 ， 只有 当主轴在第 2档位工作 时需要通过 检测机床工作时的主轴实际转速来区分主轴润滑的控 制方式。 机床在各档位下 的润滑方式选择如图 1 。 1等 一 U 0 0 图1主轴润滑方式控制流程图 3 传 感器的应用 伺服主轴 主轴 电动机带有传感器反馈 功能 有 速度检测 ， 但机床 的制造成本就会增加 。为此 ， 经过不 断对电气元件的功能的思考 ， 构思用 P N P型接近开关 通过数控系统配置的 P L C 可编程顺序控制器 来检 测主轴转速。数控系统 自带 的 P L C功能强大 ， 其提供 多个计时器 、 计数器和多种 P L C功能指令。并且应用 接近开关检测主轴转速机械安装简单 ， 成本低。安装 如图 2所示 ， 主轴每旋转 1周 ， 就触发 1次接近开关 ， 由数控系统配置 的 P L C进行计数 。 图2 接近开关机械安装图 4 P L C控 制程序 数控 系统 P L C连线 图如图 3 ； 主轴润 滑控制 的 P L C程序如图 4 。 P L C输入／ 输出 信号说明 转退计数 信号说明 润滑控制 P L C 输 入地址 X 7 ． 5 P L C 输 出地址 Y2 ， 0 P LC 辊 入点位号 A0 4 P L C输 出点位号 A1 6 。 D e sig n a n d R e s e a 设计与研究 R8 0 o ． 1 R8 0 0 ． 3 R8 0 0 ． 4 R4 0 0 ． 1 M 。 档 IM 。 3 档 M 4 4 档 ’ 。 。 计 数 滑 R4 0 0 ．0 l X 7 ． 5 R70 ． 1 - 1 卜 _ j 十 一 接近开1 mi n计数延时 关计数 1 m i n 计时 S UB2 41 0 0 0 1 T M R B f 6 0 0 0 0 计 时器 1 S U B2 4f 0 0 0 2 T MRB l l 0 o I 计 时器 2 R9 S U B 5 5 一 从1 井始计数 R9 0 9 1 ． 1 U P P O W N l C T R C 计数 R 7 0 一 R S T l 0 1 m i n 计时延时复位 X7 ． 5 R8 0 0 ． 2 R 7 0 ． 1 _ _ 1 H卜 接近 开 4三 、1 m in 计 时 遣 面 关 计 数 2 档 一 。 ⋯⋯” R 8 o 0 ． 2 R7 0 ． 0 R7 0 ． 7 卜 I 卜 M4 2 2 档 1 mi n 计时 R7 0 0 厂、 、 1 rai n 计时 R7 0 ． 1 1 mi n 计时延时O ． 1 s 预置值地址钟 计时延时0 ． 1 s 、计数地址 R8 0 0 ． 2 R 7 0 ．0 R7 0 ．7 卜 M4 2 2 档 1 m i n 计 时 图4 主轴润滑P L C程序 P L C程序控制过程 1 当主轴在 1档 指令 M 4 1 ， R 8 0 0 ． 1置 1 档位 工作时 ， 根据该档主轴转速如表 1 所示 ， P L C不需要进 行主轴转速计数工作 ， 由 P L C程序直接接通 中间继 电 器 K A 1 1 Y 2 ． 0置 1 ， 由中间继电器切 断主轴润滑泵 电动机 ， 主轴润滑为溅油润滑方式 。 2 当主轴在 2档 指令 M4 2 ， R 8 0 0 ． 2置 1 档位 工作时， 主轴计数接 近开关 x 7 ． 5 开始工作 ， 由 P L C 程序进行计数 ， 当计数 I2 0 0／ m i n R 4 0 0 ． 0置 1 时， 接通中间继 电器 K A1 Y 2 ． 0置 1 ， 由中间继电器切断 主轴润滑泵 电动机 ， 主轴润滑改为溅油润滑方式 ； 当计 数 2 0 0 7 ． , ／ mi n R 4 0 0 ． 1置 1 时 ， 中断 中间继 电器 K A1 1 Y 2 ． 0置 0 输出， 主轴润滑泵电动机开始工作 ， 主轴润滑为油泵润滑方式 。 4 7 一 一 一 悯 一 霉 设计与研究 Im n a n d R e s e a r c h 金属微滴逐层光栅扫描打印成形效率影响研究 术 晁艳普①齐乐华② 白政民② ①许 昌学院机 电学院， 河南 许 昌4 6 1 0 0 0 ；②西北工业大学机 电学院， 陕西 西安 7 1 0 0 7 2 摘要 为了提高金属微滴打印成形工件的效率。 分析 了逐层光栅 扫描模式下影响打印成形效率的主要因 素 。 计算了金属微滴在不同旋转角度 0 光栅扫描路径下。 打印成形同一个层面所需的喷射启停次 数、 跳转路径、 微滴沉积路径和总平台运动路径等。结果表明 在设定相 匹配的微滴喷射频率与沉积 平台运动速度条件下 ， 减少喷射启停次数和缩短空跳转路径是提高成形效率的主要途径。依据上述 研究结果， 采用 DO ． 2 l n l n的 S n 6 0 ／ P b 4 0微滴打印成形微小多孔零件， 耗时约为 4 h 2 0 mi n ， 显著 提高了打印成形零件的效率。 关键词 金属微滴； 光栅扫描 ； 成形效率 中图分类号 T H 1 6 文献标识码 A Re s e a r c h o n t h e i n fl u e n c e f a c t o r s o f f O r mi n g e ff i c i e n c y i n me t a l mi c r o- d r o p l e t r a s t e r s c a n p r i n t i n g l a y e r b y l a y e r CHAO Ya n p u① ， Q I L e h u a ②， B A I Z h e n g m i n ① S c h o o l o f Me c h a t r o n i c s ， X u c h a n g U n i v e r s i t y ， X u c h a n g 4 6 1 0 0 0 ， C HN； S c h o o l o f Me c h a t r o n i c s ， N o r t h w e s t e r n P o l y t e c h n i c a l U n i v e r s i t y ， X i ’ a n 7 1 0 0 7 2 ，C H N Abs t r a c t I n o r d e r t o i mp r o v e t h e f o r mi n g e f fic i e n c y o f me t a l d r o p l e t p rin t i n g，t h e p rin c i p a l f a c t o r s i n flu e n c i n g f o rm - i n g e ffic i e n c y a r e a n a l y z e d i n r a s t e r s c a n n i n g p a t h s ． T h e j e t s t a r t s t o p f r e q u e n c y ，j u m p p a t h ，d r o p l e t d e p o s i t i o n p a t h a n d p l a tfo rm mo t i o n p a t h o f t h e s a me f o r me d l a y e r a r e c a l c u l a t e d u n d e r d i f f e r e n t r o t a t i o n a n g l e s i n r a s t e r s c a n n i n g p a t h s ． T h e c o n c l u s i o n t h a t d e c r e a s i n g t h e s t a r t a n d s t o p o f i n j e c t i o n a n d s h o r t e n ．。 i n g t h e n u l l j u m p p a t h a s the m a i n m e t h o d t o i m p r o v e t h e f o r m i n g e ffic i e n c y ar e o b t a i n e d ．． B a s e d O i l th e a b o v e r e s e a r c h ， t h e S n 6 0 ／ P b 4 0 m i c r o d r o p l e t s D 0 ． 2 m m a r e p r o d u c t e d ， a s m al l p a r t i s p ri nte d s u e - c e s s f u l l y t a k i n g a b o u t 4 h a n d 2 0 mi n，s i g n i fi c a n t l y i mp r o v e s t h e f o rm i n g e f fic i e n c y o f p rin t i n g ． Ke ywo r d sme t al mi c r od r o p l e t ；r a s t e r s c a n ni n g；f o r mi n g e ffic i e n c y 金属微滴三维打印成形技术是一种新的金属零件 快速分层制造技术⋯ ， 该技术基于离散／ 堆积的成形 3 当主轴转速在 3档 指令 M 4 3 ， R 8 0 0 ． 3置 1 和 4档 指令 M 4 4 ， R 8 0 0 ． 4置 1 档位时 ， 各档位主轴 转速如表 1所示 ， P L C程序不需要进行主轴计数工作 ， 由 P L C程序控制主轴润滑泵电动机进行润滑。 5 结语 目前 ， 笔者公司生产的 C K C系列数控车床主轴润 滑控制均采用上述方法控制。机械安装简便 ， 应用元 器件简单， 节省制造成本， 满足机床性能要求。有时多 动脑筋 ， 深入思考了解元器件功能 ， 可以对元器件有效 运用 ， 能够达到高效 、 节省成本 的目的。 国家青年 自然科学基金项 目 5 1 3 0 5 1 2 8 48 参考文献 [ 1 ] 机床 设计 手 册编 写组 ． 机 床设 计 手册 [ M] ． 北 京 机 械工 业 出版 社 。 1 9 9 2 ． [ 2 ] F A N U C数控系统应用中心． F A N U C数控系统 P M C编程[ M] ． 北京 高等教育 出版社 ， 2 0 0 3 ． ’ [ 3 ] 徐根元． 机床主轴箱润滑问题的分析与对策[ c ] ． 上海机电润滑研 究所 ． [ 4 ] B E I J I N GF A N U C P MC梯形 图语 言编程说 明书 [ z ] ． 编 辑 汪 艺 收稿 日 期 2 0 1 4 0 5 1 5 文章编号 l 锄5 1 5 姆果您想发表对本文的看法， 请将变章编号填入读者意见调查表中的相应位置。 等 U l0 l平 0