切削液中砂轮到位检测装置

㈠ 切削液的维护

切削液要满足冷却、润滑、清洗、防锈四个目的，因此从这四方面着手。
1.冷却
高水基切削液在常规使用状态时的含水量95%以上，磨削时含水量在97%以上；
2.润滑
水溶性润滑剂(聚乙烯醇、甘油)。
3.清洗
在切削液中采用非离子性表面活性剂(如平平加、太古油)和阴离子表面活性剂(烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠)进行复配，能起到显著降低切削液表面张力的作用，达到清洗的目的。
4.防锈
水溶性防锈剂品种较多，通常分为有机防锈剂与无机防锈剂两类。一般采用钼酸钠（0.05%）替代亚硝酸钠，以减少污染；和有机防锈剂（硼胺）复合使用，达到很好的防锈效果。
切削液的维护工作主要包括以下几项：
1 ．确保液体循环路线的畅通
防止杂油、杂物，特别是食物或布料等混入供液系统，及时排除循环路线的金属屑、金属粉末、霉菌粘液、切削液本身的分解物、砂轮屑，以免造成堵塞。
2 ．抑菌
切削液 ( 特别是乳液 ) 抑菌生长的重要性是人所共知的。可采用定期投入杀菌剂和用超微过滤等手段抑制细菌的繁殖。
3 ．切削液的净化
污染切削液的物质主要是金属粉末和砂砾细粉、飘浮油和游离水、微生物和繁殖物，特别是毛霉目真菌。浮油是厌氧菌滋生的温床，如不及时除去，切削液将很快发臭。
4．调整浓度
每天用折光仪检测切削液的浓度，并及时调整，正确的浓度可以保证切削液的稳定性。
切削液内所含的固体粉末来源于加工件和刀具。这类固体不但易堵塞管路并有以下危害：
飘浮油是指机床传动和液压系统用油因机床密封不严漏入切削液系统的油。飘浮油的危害是使切削液系统的某些材料膨胀变形，干扰了乳化液的乳化平衡，使乳化液失去稳定性。而且飘浮油常浮于乳液油表层，阻挡了乳化液和空气的接触，导致乳化液缺氧，使厌氧菌快速繁殖，加速乳化液的腐败变质。
切削液被上述三类物质污染后，如采取分别去除污染的方法，手续十分繁琐。开发了超细过滤方法，可除去固、液和大部分菌类污染物。但被超细过滤的切削液只限于含油少的微乳液或合成液，其成分在低浓度时不会构成胶束或其它凝聚物。

㈡ 机械加工中切削液有什么作用

金属切削液在金属切削、磨削加工过程中具有相当重要的作用。实践证明，选用合适的金属切削液，能降低切削温度60~150℃，降低表面粗糙度，1~2级，减少切削阻力15~30%，成倍地提高刀具和砂轮的使用寿命。并能把铁屑和灰末从切削区冲走，因而提高了生产效率和产品质量。故它在机械加工中应用极为广泛.切削液应具备以下几方面的作用： 冷却作用 在工件切削加工过程中，能及时而迅速的降低切削区的温度，即 降低通常因摩擦引起的温升、冷却也影响切削效率，切削质量及刀具寿命。 润滑作用 能减少切削刀具与工件间摩擦。润滑液能浸润到刀具与工件及其切屑之间，减少摩擦和粘结，降低切削阻力，保证切削质量，延长刀具寿命。 洗涤作用 使切屑或磨料粒子被冲洗而离开刀具和工件的加工区，以防它们相互粘结及粘附在工件、刀具和机床上妨碍 防锈作用 应有一定的防锈性能，防止工件和机床生锈。如提高防锈性能， 还可部分取代工序间防锈。 上述的冷却、润滑、洗涤、防锈四个性能不是完全孤立的，它们有统一的方面，又有对立方面。如切削油的润滑、防锈性能较好，但冷却、清洗性能差；水溶液的冷却、洗涤性能较好，但润滑、和防锈性能差。因此，在选用切削液时要全面权衡利弊。 参考资料：更多信息来源: http://www.chinajsjgy.com

㈢ 数控机床检测装置故障分析

1位置检测元件的维护1.1光栅尺的维护光栅尺本身具有一定的防护措施，有的需要给尺盒里面通入洁净的气源，保持尺内气压大于外部气压，防止潮气进入，但限于现场的生产环境及机床本身的加工条件(如高压力的切削液等)，还是要做好防污、防振等维护工作。1.1.1防污光栅尺由于直接安装于工作台和机床床身上，因此，极易受到冷却液的污染，从而造成信号丢失，影响位置控制精度。冷却液在使用过程中会产生轻微结晶，这种结晶会在扫描头上形成一层薄膜且透光性差，不易清除，故在选用冷却液时要慎重。加工过程中，冷却液的压力和流量过大，容易形成大量的水雾，会污染光栅尺。光栅尺最好通入低压压缩空气，以免扫描头运动时形成的负压把污物吸入光栅，压缩空气必须净化，滤芯应保持洁净并定时更换。1.1.2防振光栅尺拆装时要用静力，不能用硬物敲击，以免引起光学元件的损坏。1.2光电脉冲编码器的维护光电脉冲编码器是在一个圆盘的边缘上开有间距相等的缝隙，在其两面分别装有光源和光敏元件，当圆盘转动时，光线的明暗变化，经过光敏元件检测变成电信号的强弱，从而得到脉冲信号。编码器的输出信号有：两个相位差90°的信号，用于辨向；一个零信号(又称一转信号)，用于机床回参考点的控制；另外还有+5 V电源和接地端信号。编码器的维护主要注意以下两个问题。1.2.1防振和防污编码器是一个精密的测量元件，本身密封很好，在使用和拆装时要与光栅尺一样注意防振和防污。污染容易出现在导线引出段、接插头处，要做好这些部位的防护措施。振动容易造成内部紧固件松动脱落，造成内部短路。1.2.2连接问题连接问题分为连接松动和连接调整不当。编码器的连接方式有内装式和外装式。内装式与伺服电机同轴安装，如：SIEMENS 1FT5、1FT6伺服电机上的ROD320编码器。外装式安装于传动链的末端，当传动链较长时，这种安装方式可以减小传动链累积误差对位置检测精度的影响。由于连接的松动，所以往往会影响位置控制精度。另外，有些交流伺服电机的内装式编码器除了位置检测外，还同时有测速和交流伺服电机转子位置检测作用，因此编码器连接松动还会引起进给运动的不稳定，影响交流伺服电动机的换向控制，从而引起机床的振动。另外编码器是通过皮带传动的，若传动皮带调整过紧，给编码器轴承施加力过大，则容易损坏编码器。维修实例1：一数控机床出现进给轴飞车失控的故障。该机床伺服系统为SIEMENS 6SC610驱动装置和1FT5交流伺服电机带ROD320编码器，在排除数控系统、驱动装置及速度反馈等因素后，将故障定位在位置检测控制装置。经检查，编码器输出电缆及连接均正常，拆开ROD320编码器，发现一紧固螺钉脱落并置于+5 V与接地端之间，造成电源短路，编码器无信号输出，数控系统处于开环状态，从而引起飞车失控故障。维修实例2：一加工中心在主轴换刀时，主轴定位不准，重新设定后，试验位置又有偏差。该机床的主轴位置检测用一个脉冲编码器，主轴和编码器通过皮带1：1传动。由于系统有C轴位置显示功能，手动将主轴旋转一圈，发现位置变化小于360°。怀疑编码器问题，卸下来检查发现，圆光栅部分区域磨损。经分析后认为，主轴和编码器的传动皮带调整过紧，长时间运行后，编码器轴承损坏，使圆光栅与读数头部分摩擦。更换新的编码器，将皮带松紧调整适当后，未出现类似故障。2位置检测元件故障诊断及维修实例当出现位置环报警时，将J2连接器脱开，在CNC系统一侧，把J2连接器上的+5 V线同报警线ALM连在一起，合上数控系统电源，根据报警是否再现，便可迅速判断故障部位是在测量装置还是在系统接口板上。若问题出现在测量装置，便可测J1连接器上有无信号输入，这样便可将故障定位在光栅尺或EXE脉冲整形电路。维修实例1：一卧式加工中心采用SIN8系统，带EXE光栅测量装置，运行中出现114号报警，同时伴有113号报警。从报警产生的原因看，由于114号报警，引起113号报警，因此将故障定位在位置检测装置。114号报警有两种可能：一是电缆断线或接地；二是信号丢失。前者可通过外观检查和测量诊断，后者主要是信号漏读。如果某种原因使光栅尺输出的正弦信号幅度降低，则在信号处理过程中，将会影响到被处理信号过零的位置，严重时会使输出脉冲挤在一起，造成丢失。因为光电池所产生的信号与光照强度成正比，所以信号幅度下降无非是因为光源亮度下降或光学系统脏污所致。从尺身中抽出扫描单元，分解后看到，灯泡下的透镜表面呈毛玻璃状，指示光栅表面有一层雾状物，灯泡和光电池上也有这种污物，这些污物导致了光源发光效率下降和输出信号降低，通过对光栅的清洗可消除故障。维修实例2：某数控立式铣床配备FANUC 3M数控系统，位置检测装置为与伺服电动机同轴连接的编码器。在运行过程中Z轴产生31号报警。查维修手册，31号报警为误差寄存器内容大于规定值，根据31号报警提示，将误差寄存器的设定极限值放大，即将对应的参数由2 000改为5 000，然后用手摇脉冲发生器给Z轴发移动指令，又发生32号报警，32号报警表示误差寄存器的内容超过±32 767，或数模转换指令值超过了-8 192~+8 191的范围。这种故障需要检查系统的位置偏差诊断。误差寄存器是用来存放指令值和反馈值之差的，当位置检测装置或位置控制单元发生故障时，就会引起误差寄存器的超差，为此，将故障定位在位置控制装置上。位置控制信号可以用诊断号800（X轴）、801（Y轴）、802（Z轴）来诊断。将三个诊断号调出，用手摇脉冲发生器分别给各轴发出指令，观察其变化，给X、Y轴发出指令，位置偏差变化的过程与机床的移动是一致的。给Z轴发出指令偏差不消失。进一步定位故障是在Z轴控制单元还是在编码器上，采用交换法，将Z轴和Y轴驱动装置和反馈信号同时互换，发现同样的故障现象出现在Y轴上，这说明Z轴控制单元没问题，故障出现在与Z轴伺服电动机同轴连接的编码器上。维修实例3：某数控铣床，配备DECKEL系统，位置检测装置采用HEIDENHAIN LS907光栅尺，故障报警为Z轴检测系统脏污。系统启动后，移动Z轴时，低速时比较稳定，当跟随误差超过60时，机床就过冲，并发出该报警，且上升时不报警，下降时报警。根据报警内容，首先确认光栅尺是否需要清洁。拆下检查后，发现光栅尺外壳上有较多润滑油，这是由于机床对光栅尺的保护措施不到位，长时间使用后，机床导轨润滑油顺着床身流到光栅尺部位。清洗光栅尺，安装上重试，还发生光栅尺报警。这时，分析光栅尺是否本身有故障。正好该机床Y轴光栅尺与Z轴规格、型号相同，采用置换法将两根光栅尺进行互换，结果Y轴出现测量系统故障，可以确定是光栅尺本身故障，进一步对光栅尺进行鉴定，确认读数头有故障，更换读数头，机床恢复正常。位置检测装置是数控机床的关键部件，在数控机床故障中经常出现，在维修过程中，要仔细认真的研究，才能迅速查找出故障所在，保证机床的正常运行。

㈣ 选择切削液时要注意什么

在刀具加工业中，合理使用切削液不仅能够保护刀具，节约生产成本，提高工作效率，而且能够增强刀具加工精度，提高加工出的产品的表面光滑度。然而，在生产中，选错了切削液不但不能达到预期效果，反而会损坏刀具和加工材料；有时，虽然满足了刀具的需求，但损坏了加工材料，也得不偿失。切削液选用的注意事项：1. 从刀具方面考虑（1）高速钢刀具耐热性差，应采用切削液。（2）硬质合金刀具耐热性好，一般不用切削液，必须使用时可采用低浓度乳化液或多效切削液（多效指润滑、冷却、防锈综合作用好，如高速攻螺纹油），且浇注时要充分连续，否则刀片会因冷热不均而导致破裂。2.从加工方法方面考虑（1）钻孔、铰孔、攻螺纹和拉削等工序的刀具与已加工表面摩擦严重，易采用乳化液、极压乳化液或极压切削油。（2）成型刀具、齿轮刀具等价格昂贵，要求刀具使用寿命高，可采用极压切削油（如硫化油等）。（3）磨削加工温度很高，还会产生大量的碎屑及脱落的沙粒，因此要求切削液应具有良好的冷却和清洗作用，常采用乳化液，如选用极压型或多效型合成切削液效果更好。3. 从工件材料方面考虑（1）切削钢等塑性材料时，需用切削液。（2）切削铸铁、青铜等脆性材料时可不用切削液，其作用不明显。（3）切削高强度钢、高温合金等难加工材料时，属高温高压边界摩擦状态，易选用极压切削油或极压乳化液，有时还需配置特殊的切削液。

㈤ 机械零件的检测与误差原因解析

对压缩机单螺杆专用加工机床的介绍更新时间

摘要：本文从四个方面介绍了国内现有单螺杆加工机床的布局和结构，并把优缺点一一列举出来，由于压缩机生产厂的单螺杆加工机床和机床资料对外保密，以上介绍难免有片面、不妥之处，因此仅供单螺杆压缩机生产厂参考。
一、介绍机床的布局
压缩机排气量的大小决定了星轮、螺杆直径的大小和啮合中心距的大小，因此螺杆直径的不同，机床的主轴与刀具的回转中心也不同。为满足加工不同直径的螺杆，目前国内单螺杆加工机床的布局大致有以下几种方案。
第一种：机床的主轴与刀具回转中心的中心距为固定式
机床的主轴与刀具回转中心的中心距为固定式，中心距不可调整。加工几种直径的螺杆就需要几种中心距规格不同的机床。
优点：机床的结构简单。
缺点：每种机床只能加工一种规格的螺杆，当市场上某种规格的压缩机螺杆需要量大时，造成一台机床加工，其他机床闲置。
第二种：机床的主轴箱为可回转式
机床可根据加工螺杆直径的大小在加工前把主轴箱旋转一个角度。这种主轴箱能够回转的机床是对上述第一种机床在使用方法上的改进，与第一种机床的结构基本相同。
优点：机床的结构简单，能适应多种规格螺杆的加工。
缺点1：主轴箱旋转后主轴回转中心线与刀具回转中心线间的距离不易精确测量。
缺点2：主轴箱旋转后主轴前端面与刀具的回转中心线间的距离减少，因此加工较大直径的螺杆受到限制。
第三种：机床的主轴箱为横向移动式
主轴箱底部与底座之间布置有矩形滑动导轨，主轴箱移动的方向垂直于主轴回转中心线并垂直于刀具回转中心线。主轴箱的动力通过花键轴传给底座内的刀具进给机构。
根据加工螺杆直径的大小，在加工前用手轮丝杠进给机构把主轴箱移动到适当位置，然后用螺钉将主轴箱固定在底座上。主轴箱的移动距离可用光栅尺检测，位置误差±0.005mm。
采用主轴箱可横向移动的一个机床就可以加工直径φ95～φ385mm之间任何一种规格的螺杆。
由于加工φ95～φ385mm直径的螺杆，造成主轴前端面与刀具回转中心线间的距离差值过大，因此在实际应用时设计成两种规格的机床，一个机床加工φ95～φ205mm直径的螺杆，另一个机床加工φ180～φ385mm直径的螺杆。
优点：机床能适应多种规格螺杆的加工，每种规格的螺杆不需要配备相应的加工机床。
缺点：机床的结构和机床的装配较前二种机床复杂，机床的造价也较前二种机床高。
二、介绍机床的主轴结构
机床主轴箱的水平主轴和底座上的立式的主轴精度的高低决定了被加工螺杆的精度，同时螺杆在压缩机中以几千转的速度高速旋转时，精度较差的螺杆会使压缩机产生发热、振动、效率低、磨损快等现象。
国内目前现有的单螺杆加工机床主轴结构大致有以下两种方案。
第一种：轴承径向游隙不可调的主轴结构
主轴前轴承采用1个双列圆柱滚子轴承和两个推力球轴承组合，该主轴使用双列圆柱滚子轴承承受径向切削力，使用两个推力球轴承承受轴向切削力。
主轴后轴承一般采用1个双列圆柱滚子轴承或采用1个向心球轴承。
这种主轴结构的优点：主轴的加工和装配简单，造价较低。
缺点1：由于主轴轴承的径向游隙不可调整，所以主轴精度较差。虽然可以利用轴承的内径和轴径的过盈配合来消除轴承的径向游隙，但每个轴承的内径和径向游隙不是一个固定值，因此设计和加工时很难给准轴径与轴承内径的配合公差。
缺点2：在市场上很难买到国产或进口的C、D级或P4、P5级的推力球轴承，机床生产厂常用普通级轴承替代使用，此举也影响了主轴精度的提高。
轴承径向游隙不可调的主轴结构适用于一般精度的普通机床，不适用于对主轴精度要求较高的机床。
第二种：轴承径向游隙可调的主轴结构
主轴前轴承采用一个P4级圆锥孔的双列圆柱滚子轴承和1个P4级的双列向心推力球轴承组合。该主轴使用圆锥孔的双列圆柱滚子轴承承受径向切削力，使用双列向心推力球轴承承受轴向切削力和部分径向切削力。
主轴后轴承一般采用1个P5级圆锥孔的双列圆柱滚子轴承。
圆锥孔双列圆柱滚子轴承的内圈和配合轴径均为1：12圆锥，用圆螺母锁紧轴承则使轴承在轴向产生一个位移并使轴承的内圈膨胀，从而达到减少或消除轴承径向游隙的目的。
这种主轴结构的优点：主轴精度较高。在主轴前端面φ230mm直径上测量主轴的端面跳动值为0.010mm。在主轴前端φ230mm外圆上测量主轴的径向跳动值为0.005mm。第二种结构的主轴精度比第一种主轴精度提高50%左右。
这种主轴结构的缺点：
主轴的加工工艺较复杂，主轴的装配也需要有经验的工人操作才能使主轴精度达到理想数值。
三、刀具进给深度的控制
不同直径的螺杆需要加工螺旋槽的深度也不同，螺旋槽的深度从几十毫米到一百多毫米不等，刀具进给机构大约需要旋转进刀几千圈才能完成一个螺杆零件的加工。
由于刀具进给机构在刀具旋转的同时还要完成进刀动作，所以一些在普通机床上常用的机械、电气控制切深的方法都不适用于单螺杆加工机床。
单螺杆加工机床的刀具进给机构采用以下不同的方法都可以达到控制进刀深度的目的。
第一种：摩擦离合器和电气开关控制刀具进给深度
它的控制原理是刀具切深增大时刀具进给机构的负载扭距增大，使刀具进给机构传动链中的摩擦离合器打滑，一个机械连杆机构触发电气开关并发出声、光信号提示操作者，此时操作者人工操作断开刀具进给机构的动力。
这种控制方法的优点是：控制方法简单及零件加工和操作不受突然断电的影响。
缺点是：加工不同直径的螺杆需要调整摩擦离合器压紧碟簧的预紧力。
由于每个螺杆材质的密度、硬度存在细微差异及刀具锋利程度也存在差异，因此使这种控制方法的精度不太准确，可能导致螺杆螺旋槽的深度公差过大。
第二种：用电磁离合器、编码器组合控制刀具进给深度
刀具进给系统中，装有电磁离合器及一对用于检测刀具转动圈数的测速齿轮和一个编码器。

结论：本文从四个方面介绍了国内现有单螺杆加工机床的布局和结构，并把优缺点一一列举出来，由于压缩机生产厂的单螺杆加工机床和机床资料对外保密，以上介绍难免有片面、不妥之处，因此仅供单螺杆压缩机生产厂参考。

近年来，PLC在工业自动控制领域应用愈来愈广，它在控制性能、组机周期和硬件成本等方面所表现出的综合优势是其它工控产品难以比拟的。随着PLC技术的发展, 它在位置控制、过程控制、数据处理等方面的应用也越来越多。在机床的实际设计和生产过程中，为了提高数控机床加工的精度，对其定位控制装置的选择就显得尤为重要。永宏FBs系列PLC的NC定位功能较其它PLC更精准，且程序的设计和调试相当方便。本文提出的是如何应用永宏PLC的NC定位控制实现机床数控系统控制功能的方法来满足控制要求，在实际运行中是切实可行的。整机控制系统具有程序设计思路清晰、硬件电路简单实用、可靠性高、抗干扰能力强，具有良好的性能价格比等显著优点，其软硬件的设计思路可供工矿企业的相关数控机床设计改造借鉴。

2 数控机床组成结构及工作过程

本例数控机床由输入、输出装置、数控装置、可编程控制器、伺服系统、检测反馈装置和机床主机等组成，如图1所示。

图1 数控机床组成机构图

输入装置可将不同加工信息传递于计算机。在数控机床产生的初期，输入装置为穿孔纸带，现已趋于淘汰;目前，使用键盘、磁盘等，大大方便了信息输入工作。输出指输出内部工作参数(含机床正常、理想工作状态下的原始参数，故障诊断参数等)，一般在机床刚工作状态需输出这些参数作记录保存，待工作一段时间后，再将输出与原始资料作比较、对照，可帮助判断机床工作是否维持正常。数控装置是数控机床的核心与主导，完成所有加工数据的处理、计算工作，最终实现数控机床各功能的指挥工作。它包含微计算机的电路，各种接口电路、CRT显示器等硬件及相应的软件。可编程控制器对主轴单元实现控制，将程序中的转速指令进行处理而控制主轴转速;管理刀库，进行自动刀具交换、选刀方式、刀具累计使用次数、刀具剩余寿命及刀具刃磨次数等管理;控制主轴正反转和停止、准停、切削液开关、卡盘夹紧松开、机械手取送刀等动作;还对机床外部开关(行程开关、压力开关、温控开关等)进行控制;对输出信号(刀库、机械手、回转工作台等)进行控制。检测反馈装置由检测元件和相应的电路组成，主要是检测速度和位移，并将信息反馈于数控装置，实现闭环控制以保证数控机床加工精度。数控机床的工作过程如图2所示。

图2 数控机床的工作过程框图

数控加工的准备过程较复杂，内容多，含对零件的结构认识、工艺分析、工艺方案的制订、加工程序编制、选用工装及使用方法等。机床的调整主要包括刀具命名、调入刀库、工件安装、对刀、测量刀位、机床各部位状态等多项工作内容。程序调试主要是对程序本身的逻辑问题及其设计合理性进行检查和调整。试切加工则是对零件加工设计方案进行动态下的考察，而整个过程均需在前一步实现后的结果评价后再作后一步工作。试切成功后方可对零件进行正式加工，并对加工后的零件进行结果检测。前三步工作均为待机时间，为提高工作效率，希望待机时间越短越好，越有利于机床合理使用。该项指标直接影响对机床利用率的评价(即机床实动率)。

3 机床数控系统需要解决的几个问题

机床是由机械和电气两部分组成，在设计总体方案时应从机电两方面来考虑机床各种功能的实施方案，数控机床的机械要求和数控系统的功能都很复杂，所以更应机电沟通，扬长避短。机床控制系统选件、装配、程序编制及操作都应该比较合理，精度和稳定性都必须满足使用要求。同时为便于调试和检修，各项操作均设手动功能，如手动各轴快慢移动、主轴高低速旋转、切削液及润滑开关等。PLC按照逻辑条件进行顺序动作或按照时序动作，另外还有与顺序、时序无关的按照逻辑关系进行联锁保护动作的控制，PLC发展成了取代继电器线路和进行顺序控制的主要产品,在机床的电气控制中应用也比较普遍。

在实际控制中如何既能提高定位速度，同时又能保证定位精度是一项需要认真考虑并切实加以解决的问题。精度是机床必须保证的一项性能指标。位置伺服控制系统的位置精度在很大程度上决定了数控机床的加工精度。因此位置精度是一个极为重要的指标。为了保证有足够的位置精度，一方面是正确选择系统中开环放大倍数的大小，另一方面是对位置检测元件提出精度的要求。因为在闭环控制系统中，对于检测元件本身的误差和被检测量的偏差是很难区分出来的，反馈检测元件的精度对系统的精度常常起着决定性的作用。高精度的控制系统必须有高精度的检测元件作为保证。当现场条件发生变化时，系统的某些控制参数必须能作相应的修改，为满足生产的连续性，要求对控制系统可变参数的修改应在线进行。尽管使用编程器可以方便快速地改变原设定参数，但编程器一般不能交现场操作人员使用;所以，应考虑开发其他简便有效的方法实现PLC的可变控制参数的在线修改。另外为了防止电压过高损坏PLC，电源输入端加上压敏电阻。为了防止过热, PLC不许安装在变压器等发热元件的正上方，变频器与PLC、伺服驱动器等保持一定距离。在元件间留有适当的空隙，以便散热，并且在配电箱上安装风扇降温。此外，为保证控制系统的安全与稳定运行，还应解决控制系统的安全保护问题，如系统的行程保护、故障元件的自动检测等。

4 永宏FBs系列PLC的NC机床定位伺服控制系统分析

数控机床是一种高精度、高效率的自动化设备，提高数控机床的可靠性就显得尤为重要。可靠度是评价可靠性的主要定量指标之一，其定义为:产品在规定条件下和规定时间内，完成规定功能的概率。对数控机床来说，这里的功能主要指数控机床的使用功能，例如数控机床的各种机能，伺服性能等。数控机床的功能部件对机床的功能扩展和性能的提升起着极为重要的作用，因此，它不同于一般配套件和附件的选用，不仅须与数控机床的整体结构谐和协调，融入整机系统具有最佳的匹配性能，而且还能很好地彰显出该数控机床的个性化特征。用于高速化的数控系统不能仅是提高数据处理能力，而是应具备热误差补偿单元以及能实现速度前瞻控制、位置环前馈控制和加减速平稳控制等先进控制技术的功能。所以必须选择稳定可靠的控制单元才能保证数控机床正常高效运行。

鉴于以上各项要求，笔者采用台湾永宏电机股份有限公司的FBs-44MN PLC作为该机床控制主单元，该型机具有较高的性价比，体积小，使用起来非常方便，接线简捷。其编程软件WinProladder有梯形图大师之称，易学易用且功能强大，编辑、监视、除错等操作非常顺手，按键、鼠标并用及在线即时指令功能查询与操作指引，使编辑、输入效率倍增。同时配以人机界面进行程序参数修改、设定以及运行状态显示监控，可编程设置人机界面的内容。该控制系统具有可靠性高，价格便宜，结构紧凑等特点，非常适合机床的控制要求，具体控制思路如图3所示。

图3 采用永宏PLC FBs-44MN 的NC 机床定位电气控制系统图

可编程逻辑控制器是该机床各项功能的逻辑控制中心，集成于数控系统中，主要是指控制软件的集成化，而PLC硬件则在规模较大的系统中往往采取分布式结构。由图3可以看出，系统控制中心采用永宏PLC FBs-44MN控制，并配以人机界面进行程序参数修改、设定，以及运行状态显示监控，可编程设置人机界面的内容。三轴均为全数字交流伺服系统，各轴伺服电机通过连轴器带动滚珠丝杠，以移动配有直线导轨的工作台和主轴铣头，其定位准确，速度快。主轴铣头由变频器控制，根据刀具及工件和进给量，来设置主轴合理的转速，并在程序中设定它的启动停止。各轴均设二端极限传感器和原点传感器，冷却和润滑也都有异常检测，在报警灯和人机界面处显示报警信息由光栅、感应同步器等位置检测装置测得的实际位置反馈信号，随时与给定值进行比较，将两者的差值放大和变换，驱动执行机构，以给定的速度向着消除偏差的方向运动，直到给定位置与反馈的实际位置的差值等于零为止。闭环进给系统在结构上比开环进给系统复杂，成本也高，对环境室温要求严。设计和调试都比开环系统难。但是可以获得比开环进给系统更高的精度，更快的速度，驱动功率更大的特性指标。早期使用一般电机作为定位控制，由于速度不快、或者精度要求不高，所以足够应对所需场合;当机械运转为了获取效率而将速度加快时，当产品质量、精度要求越来越高时，电机停止位置的控制就不是一般电机所能达到的了。解决这一问题的最佳方法是采用NC定位控制配合步进或伺服电机作定位控制。但在过去，由于它的价格很高，而限制了它使用的普遍性，近年来由于技术的发展及成本的降低，其价位已被用户所接受，使用数量也越来越多。为配合这一趋势，永宏PLC FBs系列将目前市面上专用的NC定位控制器功能整合在PLC内部SoC芯片内，除了免掉PLC与专用NC 定位控制器之间复杂的数据交换与连结程序外，更大幅降低整体成本，为用户提供一种价廉物美、简单方便的PLC整合NC定位控制的方案。永宏PLC FBs-44MN内部的SoC芯片含有多轴高速脉冲输出以及高速硬件计数器，并且提供简易使用和设计的定位程序编辑，对于这方面的应用，更是如虎添翼、如鱼得水、得心应手了。PLC结合伺服驱动器所构成的NC闭环回路控制系统中，PLC负责发送高速脉冲命令给伺服驱动器，除了装在伺服电机的位移检测信号直接反馈到伺服驱动器外，外加位移检测器装在传动机构之后，真正反映实际位移量，并将此信号反馈到PLC 内部的高速硬件计数器，这样就可作更精确的控制，并且可避免上述半闭环回路的缺点。永宏PLC FBs系列的定位功能将市面上专用NC定位控制器整合在PLC内，使PLC与NC控制器能共享相同的数据区，而不需要作两个系统之间的数据交换与同步控制等复杂的工作，但仍可用一般常用的NC 定位控制指令(例如DRV、SPD…等)。PLC控制4轴的定位工作，并可作多轴同动控制，除了提供点对点的定位速度控制，还提供了各轴间直线插补功能。当系统应用超过4轴时还可利用永宏PLC的CPU LINK功能达到更多的定位运动控制。数控机床对位置系统要求的伺服性能包括:定位速度和轮廓切削进给速度;定位精度和轮廓切削精度;精加工的表面粗糙度;在外界干扰下的稳定性。这些要求主要取决于伺服系统的静态、动态特性。对闭环系统来说，总希望系统有较高的动态精度，即当系统有一个较小的位置误差时，机床移动部件会迅速反应。在数控机床的加工中，伺服系统为了同时满足高速快移和单步点动，要求进给驱动具有足够宽的调速范围。

单步点动作为一种辅助工作方式常常在工作台的调整中使用。伺服系统最高速度的选择要考虑到机床的机械允许界限和实际加工要求，高速度固然能提高生产率，但对驱动要求也就更高。此外，从系统控制角度看也有一个检测与反馈的问题，尤其是在计算机控制系统中，必须考虑软件处理的时间是否足够。全闭环伺服系统是将位置检测元件置于被测坐标轴的终端移动部件上，以检测机械传动链中螺距误差、间隙及各种干扰所造成的传动误差，并进行反馈补偿控制，从而提高机床的位置控制精度。在全闭环伺服控制系统中，对位置检测元件和反馈元件的选择很关键。感应同步器具有精度高、重复性好、抗干扰能力强，耐油耐污及维护简单等优点，特别适合于高精度全闭环数控机床的工作场合。数控机床要求具备稳定性、快速性和准确性，而大型数控机床的机械传动装置转动惯量较大，固有频率低，要使其大大高于系统截止频率很困难，全闭环包括了该进给系统轴几乎所有不稳定的非线性因素，调整不当很容易使机床产生抖动现象。

因此数控机床全闭环伺服系统在保证快速性的基础上主要是解决机床进给运动的稳定性而获得比半闭环伺服系统高的位置精度。伺服电机的编码器将位移检测信号反馈到伺服驱动器，驱动器将输入信号的脉冲频率和脉冲数与回馈信号的频率和脉冲数，经内部的偏差计数器与频率转电压电路处理后，得到脉冲偏差值与转速误差值，这样使控制伺服电机实现高速、精密的速度与位置闭环回路处理系统。伺服电机的转速与输入信号的脉冲频率成正比，而电机的移动量则由脉冲数决定。图4是PLC控制下的伺服电机工作示意图。

图4 数控机床伺服电机工作示意图

5 相关程序设计与操作

PLC通过编程器输入程序，达到控制目的。由于PLC工作过程是循环，所以程序执行速度很快。另外软件故障检测设计在采用硬件设计的基础上采用软件检测外部行程开关状态，当行程开关失灵后，通过程序控制停止机床的运行，有效地减少了机床因元件失灵造成的事故。

图5是使用编程软件WinProladder编辑定位程序参数设定指令图，图6是具体操作加工程序图。

图5 定位程序参数设定指令图

图6 加工程序图

6 结束语

我国是一个机床生产和应用大国，但数控技术的应用水平还不高，严重制约着我国制造业水平的提高。国际上的相关开发计划对我国的数控技术的发展提出了严峻的挑战，同时也带来了机遇。只有选择合适的PLC才能使定位达到预期的效果。永宏FBs系列PLC的NC定位功能在机床数控系统设计中占有重要的地位，该机床经过长期运行表明，整个系统设计合理，控制精度高，运行可靠，提高了生产的自动化水平，减小了操作人员的劳动强度。

由于采用了PLC控制，使电气部分的抗干扰能力增加，提高了机床的运行可靠性，因而增加了设备的柔性，提高了设备的使用效率。

㈥ 机加工时常采用哪些切削液有何作用

高速切削时，常常用乳浊液，也就是水和矿物油的混合体。。
起到冷却刀具，保护刀具，同时冲洗切屑的作用。

低速的切削，比如镗孔时，常常用矿物油来作为切削液。
当然这些切削液都有很多很多牌号，这边不便列举。
主要起到润滑，冷却的作用。。

线切割的时候，是浸泡在煤油当中。

㈦ 如何让金属切削液中的砂轮灰和金属灰快速沉降

你好！
砂轮主要还是氧化硅和人造金刚石，打磨下来的微小粉体状态本身就很少，也更容易沉降，不需要人工手段干预。倒是打磨过程中分离出的一些钙镁离子和金属形成螯合物，比较不容易沉降，这个可以考虑使用水处理的方法。
至于金属微粒，更是可以直接沉降，但形成离子状态就和上面很像了，道理一样。
仅代表个人观点，不喜勿喷，谢谢。

㈧ 如何测量切削液的润滑性,由于实验条件不足，想通过简单方法测量。请高手指点，，

最直观的是用手摸一下,感觉是否滑滑的 ，对比基本可以看出哪种更润滑！但是切削液不是单从润滑可以看出品质的高低，毕竟润滑是切削液中的其一性能！

来源：东展新博切削液

㈨ 切削液有哪些常见问题

切削液常见问题与解决办法
由于水性的切削液自身的一定的局限性，使用时会出现很多问题。这些问题的产生有很多的客观因素包括温差、水质、原料品质、使用的工况、操作工的习惯等。对于部分问题提供一些解决办法和方案供您参考。
一、如何处理切削液伤手的问题
切削液伤手的特征有：手脱皮、皮肤起红疹、起泡、发炎、瘙痒、有伤口的地方溃烂等，解决这些需要了解切削液的各种组分。
1、对于手脱皮这种情况，跟切削液的pH值存在很大的关系，过高就会出现这种特征，一般加工铸铁、钢材类的切削液工作液pH值尽量保持在8.5-9.5之间、对于铝材切削液工作液pH值应保持在8.5-9.0之间合适。如减少三乙醇胺的使用量。
2、对于手上皮肤的其他症状。跟切削液中的杀菌剂有关，杀菌剂使用量太高会刺激皮肤，出现炎症，三嗪类的杀菌剂如(BK)作用机理是细菌分解杀菌剂从而产生甲醛，甲醛有防腐灭菌的效果。甲醛会刺激皮肤，出现炎症，所以使用这类杀菌剂不宜过高，另外过多的使用亚硝酸钠也会刺激皮肤，出现瘙痒、溃烂。此外也不排除其他的原因，如操作人员的体质、皮肤过敏等因素。
二、关于加工出来的铸铁件、钢件没有生锈，而机床导轨出现生锈的情况
有些负荷加工需要添加极压剂(主要以含S、P、Cl等极压活性元素的化合物)，这类添加剂和润滑剂复配使用可以大大改善切削的难易程度，提高刀具的抗磨损的能力。缺点是这些物质加入到水溶性切削液中容易对多种金属产生腐蚀。这些化合物溶于水后产生少量游离的CL、S、P与水中的氢离子结合产生酸从而会腐蚀导轨。
三、对于全合成切削液在夏天出现的工件生锈的情况
全合成的切削液由于不含油，很多生产厂家会选择无机盐作为其防锈的添加剂，如亚硝酸钠、硼酸、苯甲酸钠、葡萄糖酸钠、碳酸钠等，钼酸钠的防锈性很好，但是价格太贵，其他无机盐的添加量一般会很高才能达到很好的防锈效果，夏天天气热，水分蒸发大，再加上操作人员不及时的添加切削液，导致液槽里面的无机盐达到饱和状态，从而析出，附着在工件表面，不仅防锈达不到，给后面的清洗带来很大的麻烦。所以在无机盐添加量上适当的减少，添加有机防锈剂能改善这一点如硼酸酯、氨基酸酯、羧酸等，不仅防锈很好，而且体系更为稳定。
四、折光仪和酸度计在切削液的使用上的问题
折光仪已经成测量切削液的有效成分标志性的仪器，具有检测方便，读取快速的优点，其作用机理是利用光线测试液体浓度。对于新液(刚兑水的切削液)测量的值最为准确，一般切削液的出厂检验就是通过它来完成。对于在机床上使用一段时间的q切削液的检测值就不那么准确了，这时候检测的值只能作为一个参考，不能作为评判切削液有没问题的依据。大多数的机床使用中会出现液压油、导轨油等机械用油泄漏到切削液中，此时用折光仪检测的值虚高，与真实值存在差距，这时需要检测人员根据经验和现场工况判断问题的严重与否，提出适当的建议，如清洗液槽添加新鲜的切削液。 酸度计是检测切削液的主要仪器，通过电极放电，检测切削液的导电大小，在转化成pH值，只要周期性检测的值没有大的变化，保持在合适的范围内，切削液都不会有很大的问题。
五、关于磨削时产生的“烧伤”是冷却不够还是润滑不够
磨削时产生的烧伤发蓝等问题是磨削时局部高温所致，磨削是高速切削加工，在磨削点要产生瞬间高温。因此烧伤问题在磨削加工中时有发生。磨削液的作用是将砂轮及工件上累积的热量及时带走而使其保持在较低的温度水平下以保证工件的尺寸精度。砂轮和工件处在较低的温度水平下当然对降低磨削区的温度有效，但这种冷却降温是间接的。最直接的办法是改善磨削区的润滑条件，减少摩擦点瞬间的高温更有效。所以如果是发生烧伤问题，主要通过提高磨削液的润滑性来解决。
六、对于加工铝件时发生的工件表面发黑、发霉的问题
铝及铝合金加工时应注意的切削液选择。由于铝元素的化学性质相对比较活泼，容易与酸、碱发生化学反应从而出现腐蚀、锈点、发黑、发霉。处理这类问题时首先考虑的是切削液的pH值不能过高，维持在8.5-9.0之间。选用的防锈剂需要有缓蚀和维持pH值的稳定性能，最好选用那些在工件表面能形成一层保护膜的防锈剂，如磷酸酯、硅酸钠等。尽量少使用那些无机盐防锈剂，使用的无机盐的量也不易高。对于加工后的铝件需要及时清洗，然后涂上防锈油等能起到防锈的作用(或者钝化)。
七、切削液使用时出现很多的泡沫的原因
切削液的组分中含有很多的表面活性剂，俗称为清洗剂，如TX-4、平平加、6501、6503等，这些清洗剂使用时会产生大量的泡沫，对于机械加工是不利的。会污染加工环境，给生产的人员带来不便，泄漏出机床也会使切削液的清洗能力降低。这时可以采取添加少量的消泡剂(硅油类的效果最快、聚醚类的持续性强，能抑泡)来补救。另外切削液在夏天的时候需要在提高其母液中的消泡剂的含量，同时这也跟机床液槽的液位和循环泵的密封性有关。对于这些情况适当的增加消泡剂的量就可以解决。
八、切削液使用时出现的发臭的问题
切削液分为乳化油(乳化液)、半合成(微乳液)、全合成。由于乳化油里面含有大量的矿物油，这给细菌，真菌，霉菌提供了温床。如果不添加杀菌剂，在很短的时间里细菌就会大量滋生，出现发臭，选用不适合的杀菌剂也不能解决问题。 目前杀菌剂分为三嗪类(BK)、吗啉衍生类(MBM)、吡啶硫酮钠、苯并异噻唑啉酮、多氯酚等，常用的是BK、MBM这两类。BK甲醛释放型对于细菌有效，真菌、霉菌效果一般，适合在半合成和全合成中使用，在乳化油中会出现析出、分层。另外机床液槽里面没有细菌，就不会产生甲醛，也就不会起到杀菌、灭菌的效果。MBM吗啉类对于细菌、真菌、霉菌都有效，适合在乳化油等含油量高的切削液中使用。德士美为你解答