数控机床润滑系统控制的改进
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。
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． 润滑系统工作状态的监控
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。
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） 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。
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） 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。如果操作人员
没有及时添加，当油箱内润滑油到达最低油位，油面检测开关随即动作，并将此信号传送给
PMC
系统进行处理。
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） 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。根据这个特点，设计时在润滑泵出口处安装压力检测开关，并将此开关信号输入
PMC 系统，在每次
润滑泵工作后，检查系统内的压力，一旦发现异常则立即停止机床工作，并产生报警信号。
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． 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。
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
PMC
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。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。
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。
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） 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
PMC 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
PMC 程序中的
TMR 指令设定。TMR 设定的时间参数，用户可以在 PMC
数据窗口中根据需要适当调整。
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） 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。
FANUC 0i 数控系统中提供了信号
MVX（F102.0）、MVY（F102.1）、MVZ（F102.3），用于反映机床各轴的移动状态。如果该信号状态为
“0”，表明相应机床轴静止不动，如果所有移动轴均静止不动，则表明机床此时处于暂停工作状态。所以，只要上
“
述所有信号状态都为
0”，通过设计，PMC 程序自动改变润滑泵工作及停止时间。此时，润滑泵工作的时间 T2 和
停止的时间
T3 均使用 TMRB
指令设定，同样，用户不可以随意修改这两个时间参数。
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．润滑报警信号的处理
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） 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。
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“
”
“
”
） 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