数控机床润滑系统的PLC控制

沈阳城市学院

《数控机床电气控制与PLC技术》

课程设计

说明书

学院：机电工程学院

班级：机自二班

姓名：xxxxx

学号：111001204

指导教师：xxxxxxx

2013年12月10日

课程设计任务书

要求完成以下工作：

1.课题相关任务及PLC的描述；

2.PLC的型号选择

摘要

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。关键字：数控机床，润滑系统，PLC，故障分析

引言

众所周知，要使运动副的磨损减小，必须在运动副表面保持适当的清洁的润滑油膜，即维持磨擦副表面之间恒量供油以形成油膜。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。大量实验证明，周期定量供油，既可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。因此当连续供油成为不合适时可采用经济的周期供油系统来实现。该系统使定量的润滑油按预定的周期时间对各润滑点供油，使运动副均适合采用周期润滑系统来润滑

机床润滑系统在机床整机中占有十分重要的位置，其设计、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。现代机床导轨、丝杆等滑动副的润滑，基本上都是采用集中润滑系统。集中润滑系统是由一个液压泵提供一定排量、一定压力的润滑油，为系统中所有的主、次油路上的分流器供油，而由分流器将油按所需油量分配到各润滑点：同时，由控制器完成润滑时间、次数的监控和故障报警以及停机等功能，以实现自动润滑的目的。集中润滑系统的特点是定时、定量、准确、效率高，使用方便可靠，有利于提高机器寿命，保障使用性能。

目录

1、润滑系统的分类 (4)

1.1 单线阻尼式润滑系统 (4)

1.2 递进式润滑系 0

2、任务分析 (1)

2.1 PLC简介 (2)

2.2 具体任务原解释 (2)

4、主电路、I/O接线图的设计以及对应元器件的选择 (5)

5、梯形图的设计 (6)

6、程序仿真 (9)

7、润滑系统故障分析 (10)

7.1 润滑系统工作状态的监控 (10)

7.2 润滑时间及润滑次数的控制 (10)

7.3 润滑报警信号的处理 (12)

结语 (12)

8、致谢 (13)

9、参考文献： (13)

1、润滑系统的分类

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。

1.1 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1-1所示为单线阻尼式润滑系统。

图 1-1 单线阻尼式润滑系统

1.2 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。

图 1-2 递进式润滑系统

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1-2所示为递进式润滑系统。

1.3 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 1-3 容积式润滑系统

定量阀的结构原理是：由上下两个油腔组成，在系统的高压下将油打到润滑点，在低压时，靠自身弹簧复位和碗形密封将存于下腔的油压入位于上腔的排油腔，排量为0.1~1.6mL，并可按实际需要进行组合。图1-3 所示为容积式润滑系统。

2、任务分析

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。当压力开关SP2因压力降低而接通时，开始计时25min，计时完成后，当压力开关

SP2断开，润滑电机再次工作15s，并循环工作。QF4为润滑电动机过载保护开关，SL为润滑油检测开关，SP3为油路泄露开关，SP4为油路堵塞开关，当电机过载或润滑油不足时则使系统发出报警信号。

2.1 PLC简介

★PLC的概念

可编程序控制器，英文称Programmable Controller，简称PC。但由于PC容易和个人计算机（Personal Computer）混淆，故人们仍习惯地用PLC作为可编程序控制器的缩写。它是一个以微处理器为核心的数字运算操作的电子系统装置，专为在工业现场应用而设计，它采用可编程序的存储器，用以在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时/计数和算术运算等操作指令，并通过数字式或模拟式的输入、输出接口，控制各种类型的机械或生产过程。PLC是微机技术与传统的继电接触控制技术相结合的产物，它克服了继电接触控制系统中的机械触点的接线复杂、可靠性低、功耗高、通用性和灵活性差的缺点，充分利用了微处理器的优点，又照顾到现场电气操作维修人员的技能与习惯，特别是PLC的程序编制，不需要专门的计算机编程语言知识，而是采用了一套以继电器梯形图为基础的简单指令形式，使用户程序编制形象、直观、方便易学；调试与查错也都很方便。用户在购到所需的PLC后，只需按说明书的提示，做少量的接线和简易的用户程序编制工作，就可灵活方便地将PLC 应用于生产实践。

★PLC的组成

PLC的构成： PLC的类型繁多，功能和指令系统也不尽相同，但结构与工作原理则大同小异，通常由主机、输入/输出接口、电源扩展器接口和外部设备接口等几个主要部分组成。PLC的硬件系统结构如图1所示：

2.2 具体任务原解释

如图2-2，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。当压力开关SP2因压力降低而接通时，开始计时25min，计时完成后，当压力开关SP2断开，润滑电机再次工作15s，并循环工作。QF4为润滑电动机过载保护开关，SL为润滑油检测开关，SP3为油路泄露开关，SP4为油路堵塞开关，当电机过载或润滑油不足时则使系统发出报警信号。