■ 宜昌長機(jī)科技有限責(zé)任公司 （湖北宜昌 443003） 楊 光

舊機(jī)床的再制造，與傳統(tǒng)機(jī)床大修有著本質(zhì)上的區(qū)別，它是一個充分運(yùn)用現(xiàn)代工藝技術(shù)、信息技術(shù)、數(shù)控及自動化技術(shù)、綠色制造技術(shù)，以極小的代價對有利用價值的廢舊機(jī)床進(jìn)行創(chuàng)新性再設(shè)計、再制造，使再制造后的機(jī)床在自動化程度、專業(yè)性、加工精度和生產(chǎn)效率上都能得到大幅提高的過程，這個過程就是目前國際上流行的機(jī)床再制造。

本著這一理念，我公司對購買的二手舊設(shè)備，法國產(chǎn)貝蒂埃（Berthiez）立式內(nèi)外圓磨床進(jìn)行了一次非常成功的全方位數(shù)控化再制造。在這次再制造過程中，我們利用西門子828D數(shù)控系統(tǒng)的強(qiáng)大功能，對原機(jī)床的潤滑系統(tǒng)進(jìn)行了在不同運(yùn)行程序下，按需進(jìn)行高效定時、定量的精準(zhǔn)潤滑嘗試。

1. 貝蒂埃立式內(nèi)外圓磨床介紹

如圖1所示，該機(jī)床為立式單柱、動梁及雙磨頭內(nèi)外圓磨床。原機(jī)床在潤滑油路設(shè)計上采用無選擇、無監(jiān)控的統(tǒng)一供油方式。

圖1 貝蒂埃立式內(nèi)外圓磨床

這樣粗放的統(tǒng)一供油方式所帶來的最大弊端就是：①統(tǒng)一潤滑給暫時不運(yùn)動的部件也在進(jìn)行著強(qiáng)制潤滑，這樣就造成潤滑油的大量浪費(fèi)。②過度潤滑造成使用后潤滑油的回收和處理非常困難。同時，也對工作環(huán)境及昂貴的專用磨削液造成污染。③從拆卸后的運(yùn)動部件分析得知，在無監(jiān)控狀態(tài)下，因潤滑泵的故障、運(yùn)動件的潤滑油管破裂、分油器損壞等隱形故障無法及時發(fā)現(xiàn)，已對滑動導(dǎo)軌副造成相互間因無潤滑油隔離而引起摩擦阻力增大、磨損加劇，并由此進(jìn)一步造成導(dǎo)軌局部出現(xiàn)拉傷和燒蝕，從而嚴(yán)重影響到機(jī)床的幾何精度和加工精度。

2. 機(jī)床潤滑系統(tǒng)再制造具體情況

如圖2所示，我們設(shè)計了一個全新的潤滑油供油和控制系統(tǒng)，其采用了一個導(dǎo)軌潤滑用油的專用自動潤滑泵站、一個分油板、5個電磁閥（見圖2右側(cè)）、5個壓力傳感器（見圖2左側(cè)）組成的供油系統(tǒng)，分5通路給5套滑動導(dǎo)軌副按需進(jìn)行多套程序控制下的定時、定量的精準(zhǔn)潤滑。

圖2 新增潤滑油分油板的設(shè)計

當(dāng)主機(jī)開機(jī)啟動液壓系統(tǒng)后，伴隨工作臺主軸箱進(jìn)行3min箱內(nèi)潤滑，導(dǎo)軌自動潤滑系統(tǒng)也將接受在程序控制下的全導(dǎo)軌潤滑點(diǎn)初始潤滑模式。即自動潤滑泵啟動，壓力油在溢流閥的控制下以2MPa的壓力，通過自動潤滑泵的壓力傳感器、輸油管線進(jìn)入閥板。

如果2s內(nèi)系統(tǒng)未獲得自動潤滑泵站的壓力傳感器信號，數(shù)控系統(tǒng)將會發(fā)出報警提示“自動潤滑泵故障”。當(dāng)數(shù)控系統(tǒng)得到該壓力信號后，程序?qū)紫乳_啟橫梁潤滑電磁閥，壓力油在橫梁潤滑壓力傳感器的監(jiān)控下，通過管線進(jìn)入橫梁升降導(dǎo)軌潤滑的多頭定量分油器。

如果3s內(nèi)未獲得該段管線的壓力傳感器信號，則可能是該電磁閥未打開，或管線或多頭分油器出現(xiàn)泄漏造成失壓。此時，數(shù)控系統(tǒng)將會發(fā)出報警提示“橫梁潤滑系統(tǒng)故障”。自動潤滑泵將停止工作，等待處理。

如果得到該段管線的壓力傳感器信號后，數(shù)控系統(tǒng)將會依次逐個打開左徑向進(jìn)給滑板、右徑向進(jìn)給滑板、左磨頭軸向往復(fù)滑板、右磨頭軸向往復(fù)滑板的潤滑電磁閥。其中，當(dāng)依次開啟到某一電磁閥后，在規(guī)定時間內(nèi)未獲得該段管線中的壓力信號時，潤滑系統(tǒng)將停止工作，等待處理，并及時顯示當(dāng)前故障信息。當(dāng)系統(tǒng)獲得這5條管線的壓力信號后，潤滑泵站將停止運(yùn)轉(zhuǎn)，延時2s等待系統(tǒng)泄壓，當(dāng)泄壓式多頭分油器完成潤滑油定量注油后，5個電磁閥將同時失電關(guān)閉。延時20s后，系統(tǒng)將再重復(fù)一次全導(dǎo)軌潤滑點(diǎn)的初始潤滑程序。這樣，通過在5通路中分別設(shè)立的電磁閥、壓力傳感器與數(shù)控系統(tǒng)相連接，在機(jī)床正式工作前就可通過潤滑程序，及時地對各潤滑通路分別控制和各管線內(nèi)的壓力進(jìn)行有效檢測。通過潤滑自動泵站和各通路電磁閥的開啟順序，以及各壓力傳感器的壓力反饋順序，可及時地在系統(tǒng)的引導(dǎo)下，得知自動潤滑泵是否存在故障，那一通路中或電磁閥、或管線或多頭分油器出現(xiàn)故障的精準(zhǔn)信息。為數(shù)控化故障自動診斷和故障可視化，奠定良好的基礎(chǔ)。

當(dāng)全導(dǎo)軌潤滑點(diǎn)的兩次初始潤滑程序結(jié)束后，機(jī)床即轉(zhuǎn)入正常工作狀態(tài)，其導(dǎo)軌用自動潤滑系統(tǒng)也將轉(zhuǎn)入工作狀態(tài)時的按需定時、定量精準(zhǔn)潤滑程序。在進(jìn)入工作狀態(tài)下，當(dāng)選擇橫梁移動時，潤滑站將及時啟動，其與之相對應(yīng)的電磁閥也將開啟，在通路上的壓力繼電器監(jiān)控下，使?jié)櫥瓦M(jìn)入橫梁上的定量分油器，進(jìn)行移動前的一次性潤滑。對左右各兩水平套垂直相交滑板的潤滑，則采用了按磨削模式精準(zhǔn)定時、定量的潤滑模式，當(dāng)選擇內(nèi)圓磨削模式時如圖3所示。

潤滑系統(tǒng)僅對參與內(nèi)圓磨削的左徑向進(jìn)給滑板、左軸向進(jìn)給滑板的運(yùn)動導(dǎo)軌進(jìn)行定時、定量潤滑。即給左軸向進(jìn)給滑板導(dǎo)軌副定量潤滑完畢后，間歇10min后，再給左徑向進(jìn)給滑板運(yùn)動導(dǎo)軌副進(jìn)行定量潤滑，如此間隔、反復(fù)交替潤滑。如果在執(zhí)行潤滑程序的過程中出現(xiàn)報警信號，機(jī)床仍將繼續(xù)工作直至程序結(jié)束或視情況人工干預(yù)中斷程序，以避免未退刀時突然停機(jī)，給加工面或砂輪造成損傷。當(dāng)選擇外圓磨削模式時，潤滑系統(tǒng)也僅對參與外圓磨削的運(yùn)動導(dǎo)軌進(jìn)行潤滑。機(jī)床經(jīng)再制造后的外觀如圖4所示。

圖3 用內(nèi)圓磨頭進(jìn)行內(nèi)圓磨削

圖4 機(jī)床經(jīng)再制造后的外觀

3. 再制造效果

在數(shù)控系統(tǒng)高效管理下實(shí)施的精準(zhǔn)潤滑與監(jiān)控較傳統(tǒng)潤滑方式相比，大幅減少了該機(jī)床在全壽命期內(nèi)對潤滑油的需求總量，有效節(jié)約了機(jī)床的使用成本，還大幅減少了潤滑油使用后回收和處理的雙重麻煩，減少了對操作環(huán)境和磨削液的污染，環(huán)保效果明顯。同時，將隱形故障用數(shù)字化的方式及時顯現(xiàn)出來，避免了當(dāng)出現(xiàn)潤滑故障時盲目地在機(jī)床各拖鏈中去查找、猜測泄漏點(diǎn)的現(xiàn)象。為維修縮短了排出故障的時間，也為提高維修工作效率提供了重要的技術(shù)支持。同時，還有效避免了因未及時發(fā)現(xiàn)潤滑油泄漏這樣的隱形故障而造成的導(dǎo)軌副研損和燒蝕的重大設(shè)備事故。

數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展使其控制范圍和能力變得日益強(qiáng)大，這為新型數(shù)控機(jī)床的設(shè)計、舊機(jī)床的再制造帶來了一個全新的設(shè)計空間。這次潤滑油路的再制造，讓我們淺嘗了按需精準(zhǔn)潤滑在機(jī)床再制造過程中的實(shí)際應(yīng)用，我們也深刻認(rèn)識到對機(jī)床潤滑系統(tǒng)實(shí)施有效的管理與監(jiān)控十分重要。