羅興華

(成都飛機(jī)工業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司，四川成都 610092)

近年來，隨著數(shù)控加工技術(shù)迅速發(fā)展，數(shù)控設(shè)備具有高精度、高智能化、高可靠性、高效率、操作簡單等優(yōu)勢越來越明顯，在機(jī)械制造行業(yè)的應(yīng)用顯得尤為突出。但是在工件加工過程的刀具冷卻潤滑方式絕大部分采用傳統(tǒng)的大流量冷卻液的冷卻潤滑，每天大量的冷卻液都隨著切屑不斷地流失，而冷卻箱容量有限，需要人工按照一定的濃度比例不斷加入冷卻液母液和水來滿足工件的加工需求，不僅給操作人員帶來了額外的工作量，降低了機(jī)床的生產(chǎn)效率，而且給還因?yàn)槔鋮s液流量或水位導(dǎo)致的機(jī)床報(bào)警給工件加工增加了風(fēng)險(xiǎn)。

1 冷卻液箱液位報(bào)警系統(tǒng)的工作原理［1］

如圖1所示，冷卻液箱的液位報(bào)警系統(tǒng)主要由液位檢測元件、PLC邏輯控制單元、MMC報(bào)警顯示組成，其中液位檢測元件作用是檢測水位，PLC邏輯控制單元根據(jù)監(jiān)測到的信號作出判斷并將信息發(fā)送MMC顯示器上顯示。

當(dāng)冷卻液水箱中的水位低于設(shè)定最低水位時，通過PLC邏輯判斷，將檢測到的信息發(fā)送并顯示在MMC面板上，同時主軸和進(jìn)給系統(tǒng)讀停;當(dāng)冷卻液水箱中的水位高于設(shè)定最高水位時，通過PLC邏輯判斷，將檢測到的信息發(fā)送并顯示在MMC面板上，主軸和進(jìn)給系統(tǒng)繼續(xù)運(yùn)行。

2 目前冷卻液水箱液位報(bào)警系統(tǒng)存在的問題

現(xiàn)場設(shè)備中冷卻水液位報(bào)警系統(tǒng)以文字的形式顯示在MMC面板上提示操作者，當(dāng)冷卻水液位低時，MMC面板上有報(bào)警提示，同時主軸和進(jìn)給系統(tǒng)讀停，給機(jī)床加工的工件質(zhì)量增加了風(fēng)險(xiǎn)。另外，由于每次機(jī)床加工的工件不一樣，加冷卻液回流損失不一樣，對冷卻液的用量需求也不一樣，所以往往需要不定時地補(bǔ)充冷卻液，同時要密切地關(guān)注加水量，不僅給操作人員帶來了額外的工作量而且降低了機(jī)床的生產(chǎn)效率。當(dāng)人工加水液位過高時，MMC面板上只有報(bào)警提示，但是主軸和進(jìn)給系統(tǒng)不會讀停;當(dāng)工人在工件加工過程中準(zhǔn)備下一工序刀具或測量工件等沒有看見報(bào)警提示，就會導(dǎo)致冷卻水溢出水箱造成電氣短路、機(jī)床意外報(bào)警等嚴(yán)重后果。

3 液位報(bào)警改進(jìn)設(shè)計(jì)思路［2－4］

如何保證當(dāng)出現(xiàn)水箱冷卻液不足時，操作人員可及時得知并及時加入冷卻液，保證機(jī)床的正常加工是設(shè)計(jì)的關(guān)鍵?，F(xiàn)提出在其他相對條件不變的情況下，包括液位檢測元件PLC邏輯控制器控制、MMC顯示面板等硬件，通過增加簡單的聲光報(bào)警裝置提示、液位檢測元件和自動加水閥門確保合適的加水量。

3.1 液位系統(tǒng)硬件改進(jìn)設(shè)計(jì)

3.1.1 增加液位聲光報(bào)警裝置

當(dāng)冷卻水箱出現(xiàn)液位報(bào)警的時候，聲光報(bào)警裝置發(fā)出聲音和黃色閃光報(bào)警警示，提醒操作者在聲光報(bào)警提示之后能及時地做出反應(yīng)。

3.1.2 增加自動加水裝置

自動加水裝置由PLC控制，根據(jù)水箱液位狀態(tài)實(shí)現(xiàn)加水功能。當(dāng)液位低于設(shè)定值時，MMC上會提示添加冷卻液母液，同時聲光報(bào)警提示，直到添加冷卻液母液完成并確認(rèn)后，加水閥門自動打開加水。MMC顯示屏上顯示正在加水的信息提示。當(dāng)加水液位到達(dá)設(shè)定水位后，閥門自動關(guān)閉，停止加水。如果閥門在長時間使用之后，閥門不能完全關(guān)斷而有泄漏，會導(dǎo)致觸發(fā)高液位報(bào)警，MMC面板上有相應(yīng)的檢修閥門文字提示，同時聲光報(bào)警器也會報(bào)警。

根據(jù)上述液位報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路和硬件改進(jìn)設(shè)計(jì)要求，其報(bào)警系統(tǒng)簡圖如圖2所示。

3.2 液位系統(tǒng)軟件改進(jìn)設(shè)計(jì)

本軟件中主要完成四方面功能:液位檢測、閥門控制、聲光報(bào)警、報(bào)警文本MMC顯示。系統(tǒng)上電復(fù)位后，自動檢測冷卻液水箱中液位，執(zhí)行控制，當(dāng)檢測到水位低于設(shè)定值時，產(chǎn)生報(bào)警提示，確認(rèn)添加冷卻液母液后，閥門自動打開往水箱中加水，當(dāng)水位達(dá)到設(shè)定高度后，閥門自動關(guān)閉停止加水。當(dāng)閥門在長時間使用之后，閥門不能完全關(guān)斷有泄漏，就會觸發(fā)高液位報(bào)警，提醒設(shè)備管理人員檢修閥門。系統(tǒng)流程圖如圖3所示。

4 結(jié)語

改進(jìn)前，由于機(jī)床在加工工件的過程中出現(xiàn)水位低報(bào)警產(chǎn)生工件質(zhì)量問題和往水箱里加水忘記關(guān)水溢出的現(xiàn)象導(dǎo)致機(jī)床損壞等故障。改進(jìn)后的液位報(bào)警系統(tǒng)能及時準(zhǔn)確地補(bǔ)充冷卻液，裝置工作可靠，維護(hù)量較小，機(jī)床操作人員能隨時知道水位的變化，及時地采取相應(yīng)措施，有效地避免因冷卻水液位報(bào)警導(dǎo)致的機(jī)床故障。同時大大地降低了操作人員的加水工作量，減少了設(shè)備不必要的停工，提高了生產(chǎn)效率，降低了設(shè)備維修成本，提高了經(jīng)濟(jì)效益。

［1］王寶庫.多功能檢測控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)［J］.微計(jì)算機(jī)信息，2006(10).

［2］李精華，李興富，陳錫華.水箱液位檢測與水泵控制裝置的設(shè)計(jì)［J］.信息與電子工程，2007(1).

［3］樊昌元，母夏宇，朱云林.自動抽水控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)［J］.電子測量與儀器學(xué)報(bào)，2007(增刊).

［4］徐愛鈞.智能化測控制儀表原理與設(shè)計(jì)［M］.北京:北京航空航天大學(xué)出版社，1995.