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机床润滑剂制备工艺PLC控制系统的设计摘要：基于PLC技术，分别用经验法和状态编程法来实现数控机床润滑系统的自动控制．两种方法中，经验法的工艺动作表达比较繁琐、涉及的联锁关系比较复杂，而状态编程法可以把复杂的控制过程分解成若干个工序，明确各工序的任务，直观表达各工序的转换条件，状态转移图可读性强，能清晰反映整个控制过程．因此，在本系统设计中，状态编程法比经验法更优越。
关键词：PLC；润滑系统；自动控制1I／O分配及I／O端子外部接线图数控机床润滑系统自动控制的要求如下：（1）正常情况下，按下润滑系统启动按钮（SB1）时，润滑电动机启动运行15S，停止25min，再运行15S，如此反复．（2）发生以下四种故障时，润滑电动机停止运行，输出报警且保存报警故障代码．故障包括：润滑系统泄漏、润滑油路堵塞、润滑不足和润滑电动机过载．根据数控机床润滑系统自动控制的要求，将数控机床润滑系统的I／O分配如下：输入信号：润滑系统启动按钮SB1接输入端X000；润滑压力正常的压力继电器SP2接输入端X001；润滑压力不足的开关SＬ接输入端X002；润滑电动机过载的空气开关ＱＦ接输入端X00３．图1I／O端子外部接线图输出信号：润滑电动机的中间继电器ＫＡ接输出端Ｙ000；机床报警指示灯ＨＬ接输出端Ｙ001．根据I／O的分配情况，绘出的I／O端子外部接线图如图1所示：2程序设计2．1经验法经验法是依据设计者的经验进行设计的方法．经验法须按照梯形图的“启－保－停”电路模式先绘出各输出口的梯形图的草图，同时正确分析系统的控制要求，并确定总的控制要求的关键点，然后将关键点用梯形图表达出来．其后是补充遗漏的功能，更正错误，进行完善，即可得出符合控制要求的梯形图．数控机床润滑系统自动控制的梯形图如图2所示．图2数控机床润滑系统自动控制的梯形图程序设计及分析：（1）在正常情况下，无润滑故障时（Ｍ３常闭触点闭合），按下启动按钮SB1，X0常开触头闭合，Ｙ0线圈接通，使ＫＡ４得电润滑电动机启动运行，并通过Ｙ0的常开触头闭合实现自锁．同时使定时器Ｔ1接通并开始计时，当计时15S后，Ｔ1的常闭触头断开，Ｙ0解除自锁并使Ｙ0断电，润滑电动机停止润滑．同时Ｔ1的常开触头闭合，使Ｍ1接通并自锁，从而使定时器Ｔ2接通开始计时，当计时到25ｍIｎ（1500S）时，又使Ｙ0接通并自锁，ＫＡ４得电润滑电动机重新启动运行，Ｔ1又接通开始计时，如此反复动作．（2）当润滑系统出现故障时，梯形图中的监控程序对如下四种故障进行监控．①当润滑系统出现泄露故障时，润滑电动机运行15S后，油路压力仍然达不到正常值时（即SP2未闭合），X1的常闭触头闭合，使得Ｍ0置1且自锁．同时使Ｍ３置1，而Ｍ３的常闭触头断开使Ｙ0无法接通，润滑电动机无法再启动运行．②当润滑系统出现油路堵塞故障使润滑电动机停止运行25ｍIｎ后，油路压力仍然降不到设定压力时（即SP2处于闭合状态），Ｔ2和X1的常开触头均闭合，使Ｍ2置1且自锁，同时Ｍ2又使Ｍ３置1，Ｍ３的常闭触头断开又使Ｙ0无法接通，润滑电动机无法再启动运行．③当润滑系统出现润滑不足时，SＬ闭合，X2置1又使Ｍ３置1，Ｍ３的常闭触头断开又使Ｙ0无法接通，润滑电动机无法再启动运行．④当润滑电动机过载时，ＱＦ４断开，X３置0，X３的常闭触头闭合又使Ｍ３置1，Ｍ３的常闭触头断开又使Ｙ0无法接通，润滑电动机无法再启动运行．当上述四种故障中有任何一种出现时，都将使Ｍ３置1，并使Ｙ1产生闪光灯报警信号．闪光灯报警信号通过定时器Ｔ３、Ｔ４实现闪光信号．同时将报警信息送入Ｍ４－Ｍ７，可通过BＭOＶ指令保存故障信息．３结语本文基于三菱PLC技术，分别用经验法和状态编程法来实现数控机床润滑系统的自动控制．总体来看，两种方法中，经验法的工艺动作表达比较繁琐，涉及的联锁关系比较复杂，梯形图可读性差，很难从梯形图看出具体控制工艺过程；对比而言，状态编程法可以把复杂的控制过程分解成若干个工序，明确各工序的任务，直观的表达各工序的转换条件，状态转移图的可读性强，能清晰反映整个控制过程．因此，在本系统的设计中，状态编程法比经验法更优越。
数控机床润滑系统的自动控制机床的控制系统在整个机床中起到很重要的作用。
现代机械制造系统内零件的平均公差，每十年大约少一个数量级。
目前，精密和超精密机械零件的制造公差都可以被控制在粗糙度范围内。
机床的润滑系统运行稳定性由于精度提高，运行更稳定。
系统的自动控制更使得发现问题能够及时发现。
以提高机械的使用寿命。
现在机械的润滑都是采用的是集中润滑系统，通过分流器来控制所需的油量。
1、润滑系统对机床温度的自动控制当机床开始运行时，齿轮泵由主机带动进行运转将润滑油箱的油输入机床的各个需要润滑的部位，循环一周后经回油孔进而进入润滑油箱。
此过程中假如实际油箱的温度值与设定值不符的时候自动控制系统就会启动润滑油箱温度测控电路。
通过加热或降温使油箱温度一直保持设定温度值。
润滑油过多过少都不行，会产生浪费和产生过多的热量，这样既不合理也不经济。
因此，润滑系统均采用定期、定量的工作方式。
保证系统的油量能够均匀供给。
机床周围的现场环境比较复杂，对机床产生相应干扰是不可避免的。
例如线路和电源上的输入、输出都会对机床进行干扰，AT89S52单片机控制系统能够通过安装抗干扰抑制器（低通滤波）及在一些I /o线路上采用光电隔离技术来解决。
在软件上由于可重复可釆取设置陷阱和设置软件Watchdog 的方法来避免程序的跳飞，使得程序能够正常运行。
其原理图如图一所示，可直接在线编程，调试修改程序非常方便。
使机床温度不受外界影响，更加稳定。
2、润滑系统对机床油量的自动控制假如润滑循环和给油时间单一，就会造成浪费。
数控机床在不同的工作状态下，所需的润滑剂量是不一样的，如在机床暂停阶段就比加工阶段所需要的润滑油量要少。
只有在机械的表面有足够的润滑油，才能形成完整的油膜，这时才能保证机床运动副的磨损减小，也就是维持摩擦表面之间恒量供油以形成油膜。
机床导轨需要的润滑油量我们常用的计算公式是：（长度+移动行程）X 宽度X Ko润滑油量与该导轨上的轴的移动距离是紧密联系的。
0 引言在机床整机中，数控机床润滑系统的作用非常关键，除了对整个机床进行润滑，同时还可以对机床热变形进行控制，保障加工精度。
可以说数控机床的使用性能与寿命，在很大程度上与润滑系统有关联，因此做好润滑系统的设计、调试以及维修保养十分重要。
而在以往，数控机床润滑系统的控制模式都是采用单片机，该项技术的应用难度较大，主要体现在电路、程序设计、系统调试以及维修保养等方面。
但基于PLC 技术的数控机床润滑系统控制，则可以有效解决上述问题。
1 I/O 分配与I/O 端子外部接连图根据数控机床的运行原理，为了实现其润滑系统的自动控制，就必须遵循以下原则：第一，在机床正常运行过程中，首先按下SB1启动按钮运行润滑系统中的电动机，在15s 后停止，25min 后再次运行，反复操作直至达到相关要求；第二，在润滑系统发生故障时应该停止运行润滑电动机，并进行报警信息的输出，对报警故障代码进行保存与分析。
例如润滑系统泄露、油路堵塞、润滑缺失以及润滑电动机处于过载状态。
数控机床在运行过程中，为了实现润滑系统的自动控制目标，应该按照输入信号、输出信号两个方面来分配数控机床润滑系统的I/O ：首先是输入信号。
润滑系统中SB1按钮启动，与输入端X000相接；如果压力继电器SP2的润滑压力处于正常状态，那么与输入端X001相接；如果开关SL 润滑压力达不到要求那么与X002输入端相接；当润滑电动机处于过载状态，那么将开关QF 与输入端X003相接。
其次是输入信号。
润滑电动机的中间继电器KA 与输出端Y000相接；机床报警指示灯HL 与输出端Y001相接。
如图1为I/O 端子外部接线图。
图1 I/O 端子外部接线图2 程序设计（1）经验法所谓的经验法，就是基于设计者经验对来设计程序，这种方法应该以梯形图的“启-保-停”电路模式为依据，对各输出口梯形图的草图进行绘制，并对系统控制原则加以确定，对总控制要求的关键点进行分析，并通过梯形图的方式来呈现出关键点。
工程机械的润滑系统设计工程机械的润滑系统设计是保证机械设备正常运转和延长使用寿命的关键之一。
润滑系统的设计应考虑到机械设备的工作条件、使用环境、运转要求等因素，以确保设备在使用过程中能够达到最佳的润滑效果。
首先，润滑系统设计应选择适合机械设备的润滑方式，包括润滑油、润滑脂或润滑膏等。
润滑油适用于高速旋转部件和高温工况下的润滑，润滑脂适用于较低速度的零部件和较高温度的工况，而润滑膏则适用于在潮湿环境和需要防止润滑脂或油污染的部件。
其次，润滑系统设计应考虑到机械设备不同部位的润滑需求。
例如，高速旋转部件需要选用高速润滑油，而重载传动部件需要选用高压润滑脂。
不同部位的润滑需求不同，因此设计润滑系统时应根据实际情况选择合适的润滑剂。
另外，润滑系统设计还应考虑到润滑方式和润滑周期。
润滑方式包括油浸润滑、油脂润滑、喷油润滑等，应根据机械设备的使用环境和润滑需求选择合适的润滑方式。
润滑周期是指润滑剂更换或添加的时间间隔，应根据机械设备的工作条件和使用频率确定润滑周期，以保证设备始终处于最佳的润滑状态。
此外，润滑系统设计还应考虑到润滑系统的密封性和冷却效果。
密封性可以有效防止润滑剂泄漏和外界杂质进入润滑系统，提高润滑效果和延长使用寿命。
冷却效果可以有效降低机械设备运转时的温度，减少摩擦和磨损，提高设备的稳定性和可靠性。
综上所述，工程机械的润滑系统设计是保证机械设备正常运转和延长使用寿命的重要环节。
设计润滑系统时应考虑机械设备的工作条件、使用环境、润滑需求等因素，选择适合的润滑剂、润滑方式和润滑周期，确保设备始终处于最佳的润滑状态。
只有通过合理的润滑系统设计，才能保证工程机械设备长时间稳定运行，提高工作效率和经济效益。
***********毕业论文（设计）题目：数控机床润滑系统的设计姓名******系别机电工程系专业机电一体化班级************指导教师2013年5月15日毕业论文（设计）成绩评定表目录摘要 (3)前言 (4)第一章数控机床的系统构成 0第二章数控机床概述 (1)第一节数控机床的特点 (1)第三章润滑的分类 (3)第一节单线阻尼式润滑系统 (3)第二节递进式润滑系 (3)第三节容积式润滑系统 (4)第四章润滑系统的控制原理 (5)第一节电气控制原理 (5)第二节自动控制原理 (5)第五章数控机床润滑系统控制的改进 (12)第一节润滑系统工作状态的监控 (7)第二节润滑时间及润滑次数的控制 (7)第三节润滑报警信号的处理 (13)第六章：汽油发动机润滑系统故障处理 (14)第一节机油报警灯亮,机油压力过低 (14)第二节车辆机油消耗过大 (14)参考文献 (15)致谢 (16)摘要润滑系统是一种被广泛应用于各种自动化机械、仪器和操纵控制装置中的保护系统。
润滑系统之所以得到如此广泛的应用，主要是由于机械仪器之间的摩擦过于损坏机械本身，润滑系统能帮助保护以至于不造成太大的损坏。
机床润滑系统的设计、调试和维修保养，对于提高机床加工精度、延长机床使用寿命等都有着十分重要的作用。
但是在润滑系统的电气控制方面，仍存在以下问题:一是润滑系统工作状态的监控。
数控机床控制系统中一般仅设油箱油面监控，以防供油不足，而对润滑系统易出现的漏油、油路堵塞等现象，不能及时做出反应。
二是设置的润滑循环和给油时间单一，容易造成浪费。
数控机床在不同的工作状态下，需要的润滑剂量是不一样的，如在机床暂停阶段就比加工阶段所需要的润滑油量要少。
针对上述情况，在数控机床电气控制系统中，对润滑控制部分进行了改进设计，时刻监控润滑系统的工作状况，以保证机床机械部件得到良好润滑，并且还可以根据机床的工作状态，自动调整供油、循环时间，以节约润滑油。
润滑系统工作状态的监控。
关键词：仪器、操纵控制装置、润滑系前言众所周知，要使运动副的磨损减少，必须在运动副表面保持适当的清洁的润滑油膜，即维持摩擦副表面之间恒量油以形成油膜。
这通常是连续供油的最佳特性（恒流量），然而，有些小型轴承需油量仅为每小时1-2滴，一般润滑设备按此要求连续供油是非常困难的。
此外，很多事实表明，过量供油与供油不足是同样有害的。
例如：对一些轴承在过量供油时会产生附加热量、污染和浪费、大大量实验证明，周期定量供油，既可以使油膜不被损坏又不会产生污染和浪费，是一种非常好的润滑方式。
本文主要通过讨论数控机床的特点，及分类，还有其发展方向，对其润滑系统进行一定的了解，然后对其润滑系统改进，当连续供油成为不合适时采取经济的周期供油系统来实现。
使定量的润滑油按预定的周期时间对各个润滑点供油，从而使运动副均适合采取周期润滑系统来润滑。
第一章数控机床的系统构成数控机床一般是由数控装置（CNC）、数控辅助部件、输入输出设备、伺服单元、驱动装置（或称执行机构）、可编程控制器（PLC）及电气控制装置、机床本体及测量装置组成的，如图1-1所示图1-1数控机床的硬件构成第二章数控机床概述第一节数控机床的特点一、数控机床的加工特点数控机床的加工有以下几方面的优点。
（1）适应性强。
适应性即所谓的柔性，是指数控机床随生产对象变化而变化的适应能力。
（2）精度高，质量稳定。
数控机床是按数字形式给出的指令进行加工的，一般情况下工作过程不需要人工干预，这就消除了操作者人为产生的误差。
在设计制造数控机床时，采取了许多措施，使数控机床的机械部分达到了较高的精度和刚度。
（3）生产效率高。
零件加工所需的时间主要包括机动时间和辅助时间两部分。
数控机床主轴的转速和进给量的变化范围比普通机床大，因此数控机床每一道工序都可选用最有利的切削用量。
（4）能实现复杂的运动。
（5）良好的经济效益。
（6）有利于生产管理的现代化。
二、数控机床的使用特点(一)数控机床对操作维修人员的要求数控机床采用计算机控制，驱动系统具有较高的技术复杂性，机械部分的精度要求也比较高。
因此，要求数控机床的操作、维修及管理人员具有较高的文化水平和综合技术素质。
数控机床的加工是根据程序进行的，零件形状简单时可采用手工编制程序。
当零件形状比较复杂时，编程工作量大，手工编程较困难且往往易出错，因此必须采用计算机自动编程。
(二)数控机床对夹具和刀具的要求数控机床的刀具应该具有以下特点：（1）具有较高的精度、耐用度，几何尺寸稳定、变化小。
（2）刀具能实现机外预调和快速换刀，加工高精度孔时要经试切削确定其尺寸。
（3）刀具的柄部应满足柄部标准的规定。
（4）很好地控制切屑的折断和排出。
（5）具有良好的可冷却性能。
(6)具有较高的集成度，使用快捷。
（7）使用精度高，误差小。
（8）能够提高生产加工时间，减少停机换刀时间。
（9）加快换刀及安装时间。
（10）提高道具的管理及柔性加工水平，扩大道具的利用水平。
（11）有效消除道具测量工作的中断现象。
第三章润滑的分类集中润滑系统按使用的润滑元件可分为阻尼式润滑系统、递进式润滑系统和容积式润滑系统。
第一节单线阻尼式润滑系统此系统适合于机床润滑点需油量相对较少，并需周期供油的场合。
它是利用阻尼式分配器，把泵打出的油按一定的比例分配到润滑点。
一般用于循环系统，也可以用于开放系统，可通过时间的控制，以控制润滑点的油量。
该润滑系统非常灵活，多一个润滑点或少一个都可以，并可由用户安装，且当某一点发生阻塞时，不影响其他点的使用，故应用十分广泛。
图3-1所示为单线阻尼式润滑系统。
第二节递进式润滑系递进式润滑系统主要由泵站、递进片式分流器组成，并可附有控制装置加以监控。
其特点是能对任一润滑点的堵塞进行报警并终止运行，以保护设备；定量准确、压力高，不但可以使用稀油，而且还适用于使用油脂润滑的情况。
润滑点可达100个，压力可达21MPa。
递进式分流器由一块底板、一块端板及最少三块中间板组成。
一组阀最多可有8块中间板，可润滑18个点。
其工作原理是由中间板中的柱塞从一定位置起依次动作供油，若某一点产生堵塞，则下一个出油口就不会动作，因而整个分流器停止供油。
堵塞指示器可以指示堵塞位置，便于维修。
图3-2所示为递进式润滑系统。
第三节容积式润滑系统该系统以定量阀为分配器向润滑点供油，在系统中配有压力继电器，使得系统油压达到预定值后发讯，使电动机延时停止，润滑油从定量分配器供给，系统通过换向阀卸荷，并保持一个最低压力，使定量阀分配器补充润滑油，电动机再次起动，重复这一过程，直至达到规定润滑时间。
该系统压力一般在50MPa 以下，润滑点可达几百个，其应用范围广、性能可靠，但不能作为连续润滑系统。
图 3-3 容积式润滑系统第四章润滑系统的控制原理机床润滑系统的控制分为两部分：电器控制和PLC自动控制。
第一节电气控制原理润滑系统电器控制图如图4-1，通过控制交流接触器KM1来控制润滑电机主电源。
经过PLC的自动控制来实现自动控制。
图4-1润滑系统电器控制原理图第二节自动控制原理如图4-2，为润滑系统自动控制流程图。
当系统准备好之后，CNC发出信号，使得润滑系统开始工作，首次润滑15s后，电机停止工作图4-2，为润滑系统自动控制流程图当压力开关SP2因压力降低而接通时，开始计时30min,计时完成后，当压力开关SP2断开，润滑电动机再次工作20S，并循环工作。
QF4为电动机过载保护开关，SL为润滑油检测开关，当电动机过载或润滑油不足时则使系统发出报警信号。
第五章数控机床润滑系统控制的改进第一节润滑系统工作状态的监控图5-1润滑系统工作状态的监控如图5-1润滑系统中除了因油料消耗，油箱油过少而使润滑系统供油不足外，常见的故障还有油泵失效、供油管路堵塞、分流器工作不正常、漏油严重等。
因此，在润滑系统中设置了下述检测装置，用于对润滑泵的工作状态实施监控，避免机床在缺油状态下工作，影响机床性能和使用寿命。
过载检测在润滑泵的供电回路中使用过载保护元件，并将其热过载触点作为PMC系统的输入信号，一旦润滑泵出现过载，PMC系统即可检测到并加以处理，使机床立即停止运行。
油面检测润滑油为消耗品，因此机床工作一段时间后，润滑泵油箱内润滑油会逐渐减少。
压力检测机床采用递进式集中润滑系统，只要系统工作正常，每个润滑点都能保证得到预定的润滑剂。
一旦润滑泵本身工作不正常、失效，或者是供油回路中有一处出现供油管路堵塞、漏油等情况，系统中的压力就会显现异常。
第二节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。
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。
在配置FANUC 数控系统的机床中，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PMC程序对润滑泵进行电气控制。
而在FANUC 0i系统中没有类似的控制方法，为了能在配置FANUC 0i 的数控机床上，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。
第三节润滑报警信号的处理压力异常数控机床中润滑系统为间歇供油工作方式。
因此，润滑系统中的压力采用定期检查方式，即在润滑泵每次工作以后检查。
如果出现故障，如漏油、油泵失效、油路堵塞，润滑系统内的压力就会突然下降或升高，此时应立即强制机床停止运行，进行检查，以免事态扩大。
油面过低以往习惯的处理方法是将“油面过低”信号与“压力异常”报警信号归为一类，作为紧急停止信号。
一旦PMC系统接收到上述信号，机床立即进入紧急停止状态，同时让伺服系统断电。
但是，与润滑系统因油路堵塞或漏油现象而造成“压力异常”的情况不同，如果润滑泵油箱内油不够，短时间不至于影响机床的性能，无需立即使机床停止工作。
