一种数控机床的润滑方法、润滑系统及数控机床与流程

1.本技术涉及数控机床加工润滑领域，尤其涉及一种数控机床的润滑方法、润滑系统及数控机床。


背景技术：

2.数控机床的润滑系统是数控机床较为关键的功能系统，能够对运动部件进行润滑，减少运动部件的磨损和发热，提高加工精度，延长机床的使用寿命。
3.数控机床的润滑系统一般为容积式集中润滑系统，容积式集中润滑系统的各支油路与主油路相连通，可按照预先设定的参数将润滑油分配至各润滑点，从而对滑台、丝杆等部件进行润滑；容积式集中润滑系统虽然可以定时、定量地向润滑对象供给润滑油，但其润滑时间、润滑量都是固定的，无法进行调节。而数控机床会加工不同的工件，需要润滑的对象的工作载荷、运行速度等均不相同，相应地，润滑对象的润滑时间和润滑量也不一样，预先设定的参数难以满足在不同工况下的各润滑对象的润滑要求。
4.而对于一些数控机床，其在容积式集中润滑系统的基础上，增设一些传感器件，如在管道油路上设置压力传感器、在运动部件如丝杆的周边安装温度传感器，以测量管道油路的压力信息以及测量丝杆在不同工况下的温度信息，再以这些压力信息和温度信息作为反馈，去调节相应润滑点的润滑油的供给量和润滑时间；然而，这种利用传感器作反馈调节的润滑方式，存在以下两点不足：
5.1、数控机床上的运动部件如滑台、丝杠等的周边空间非常狭小，温度传感器的安装位置很受限制，对润滑点的温度的测量存在偏差；
6.2、这种通过传感器反馈调节的方式，存在一定的延时性，而对于高精密数控机床来讲，其运动部件在高速运行状态下，润滑时间稍不对应或润滑量稍有欠缺，就有可能造成快速运动的部件的磨损。


技术实现要素：

7.本技术的目的在于提供一种数控机床的润滑方法、润滑系统及数控机床，本技术能够根据加工不同的工件，给出相应的润滑量和润滑时间，减少运动部件的磨损以及润滑油的浪费，提高数控机床的可靠性和稳定性。
8.为此，第一方面，本技术实施例提供了一种数控机床的润滑方法，用于在加工工件时，对数控机床的运动部件进行润滑，其包括以下步骤：
9.提供一个加工润滑数据库，确定所述运动部件的初始润滑量q0；
10.根据所述工件的材料属性，在数控系统内生成所述工件的加工润滑程序，并确定待加工工件的加工参数；
11.根据所述加工润滑程序，确定所述工件的加工工序；
12.根据所述加工润滑程序，并通过所述加工工序，确定所述运动部件的运行参数；
13.根据所述加工润滑程序，确定所述运动部件的润滑时间t，并通过所述加工参数、
所述运行参数和所述初始润滑量q0，确定所述运动部件的实际润滑量q1；
14.运行所述加工润滑程序，对所述工件进行加工，并同时对所述运动部件进行润滑。
15.确定所述实际润滑量q1，包括以下步骤：
16.根据所述加工润滑程序，结合所述加工参数和所述运行参数，生成速度修正系数λv和负载修正系数λf，其中，所述速度修正系数λv为所述运动部件的运行速度的修正系数，所述负载修正系数λf为所述运动部件在加工时所搭载的负载的修正系数；
17.所述实际润滑量q1＝λf·
λv·
q0。
18.在一些可能实现的方式中，所述加工参数包括刀具的加工速度、数控机床的进给速度、加工宽度、加工深度；所述运行参数包括所述运动部件的运行速度、所述运动部件的运行加速度。
19.在所述工件加工完成后，还包括以下步骤：
20.获取所述工件加工完成后的精度状况，并根据所述精度状况，判断所述数控机床的运行状况，所述数控机床的运行状况即为所述运动部件的运行状况；
21.若所述精度状况符合要求，则无需调整所述加工润滑程序；
22.若所述精度状况不符合要求，则根据所述运动部件的运行状况，相应地调整所述速度修正系数λv和所述负载修正系数λf以及所述润滑时间t，以重新确定所述实际润滑量q1。
23.在所述工件加工完成后，还包括以下步骤：
24.根据所述运动部件的运行状况，判断所述运动部件的润滑状况，若所述运动部件的润滑状况符合要求，则将与其相对应的所述实际润滑量q1、所述速度修正系数λv、所述负载修正系数λf和所述工件的材料属性输入所述加工润滑数据库，以完善所述加工润滑数据库。
25.在确定所述运动部件的实际润滑量q1之后，且在进行加工所述工件之前，还包括以下步骤：
26.在数控系统上先运行所述加工润滑程序，确认所述润滑时间t和所述加工工序是否相对应；
27.若是，开始加工所述工件；
28.若否，调整所述润滑时间t，使之与所述加工工序相对应。
29.所述运动部件的润滑过程包括以下步骤：
30.所述数控系统根据所述润滑时间t开启润滑油泵；
31.所述润滑油泵将润滑油输入主油管，使润滑油通过所述主油管流入各支油管；
32.所述数控系统再根据所述润滑时间，相应地开启所述支油管上的开关阀，使润滑油能够流到所述运动部件的需要润滑的部位，以进行润滑。
33.在一些可能实现的方式中，所述运动部件包括但不限于丝杆、滑台、传动轴。
34.在第二方面，本技术还提供了一种数控机床的润滑系统，其包括：
35.第一方面所述的数控机床的润滑方法，所述润滑方法包括加工润滑程序；数控中心，所述加工润滑程序能够在所述数控中心上运行；以及润滑单元，其与所述数控中心电连接，所述数控中心能够控制所述润滑单元将润滑油输送至运动部件。
36.在一些可能实现的方式中，所述润滑单元包括：润滑油泵，其与所述数控中心电连
接；主油管，其一端与所述润滑油泵的出油口连接；若干支油管，其一端均与所述主油管的另一端连接，所述支油管的另一端连接至所述运动部件，且所述支油管上设有与所述数控中心电连接的开关阀。
37.在一些可能实现的方式中，所述主油管上设有过滤器以及压力表。
38.在第三方面，本技术还提供了一种数控机床，其包括如第二方面所述的数控机床的润滑系统。
39.本技术能够在加工工件前，通过加工润滑数据库，确定运动部件的初始润滑量；之后，根据工件的材料属性，在数控系统内生成所要加工的工件的加工润滑程序，并确定此工件的加工参数；之后，根据加工润滑程序，确定此工件的加工工序；再根据加工润滑程序，并通过加工工序，确定运动部件的运行参数；之后，根据加工润滑程序，确定运动部件的润滑时间，并通过加工参数、运行参数和初始润滑量，确定运动部件的实际润滑量；之后，在数控系统上运行加工润滑程序，对此工件进行加工，并同时对运动部件进行润滑。本技术可以在加工前，根据所要加工的工件的材料属性，对数控机床的运动部件的润滑时间及润滑量给出分配，从而保证在加工过程中，各工序的润滑量和润滑时间的准确，避免润滑不足或润滑过量，减少运动部件的磨损与润滑油的浪费，提高数控机床的可靠性和稳定性。
附图说明
40.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。另外，在附图中，相同的部件使用相同的附图标记，且附图并未按照实际的比例绘制。
41.图1-图6为本技术的润滑方法的流程图；
42.图7为本技术的润滑系统的润滑单元示意图。
43.附图标记说明：
44.1、润滑单元；11、润滑油泵；12、主油管；13、支油管；14、运动部件；15、开关阀；16、过滤器；17、压力表。
具体实施方式
45.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
46.如图1-图6中所示，在第一方面，本技术实施例提供了一种数控机床的润滑方法，用于在加工工件时，对数控机床的运动部件14进行润滑，其包括以下步骤：
47.s1、提供一个加工润滑数据库，确定运动部件14的初始润滑量q0；
48.s2、根据工件的材料属性，在数控系统内生成工件的加工润滑程序，并确定待加工工件的加工参数；
49.s3、根据加工润滑程序，确定工件的加工工序；
50.s4、根据加工润滑程序，并通过加工工序，确定运动部件14的运行参数；
51.s5、根据加工润滑程序，确定运动部件14的润滑时间t，并通过加工参数、运行参数和初始润滑量q0，确定运动部件14的实际润滑量q1；
52.s6、运行加工润滑程序，对工件进行加工，并同时对运动部件14进行润滑。
53.本技术能够在加工工件前，通过加工润滑数据库，确定运动部件14的初始润滑量；之后，根据工件的材料属性(材料属性如材料的硬度hb、材料的切削阻抗ks等)，在数控系统内生成所要加工的工件的加工润滑程序，并确定此工件的加工参数；之后，根据加工润滑程序，确定此工件的加工工序；再根据加工润滑程序，并通过加工工序，确定运动部件14的运行参数；之后，根据加工润滑程序，确定运动部件14的润滑时间，并通过加工参数、运行参数和初始润滑量，确定运动部件14的实际润滑量；之后，在数控系统上运行加工润滑程序，对此工件进行加工，并同时对运动部件14进行润滑。本技术可以在加工前，根据所要加工的工件的材料属性，对数控机床的运动部件14的润滑时间及润滑量给出分配，从而保证在加工过程中，各工序的润滑量和润滑时间的准确，避免润滑不足或润滑过量，减少运动部件14的磨损与润滑油的浪费，提高数控机床的可靠性和稳定性。本技术在实施过程中，还可以通过加工后，工件的精度状况以及加工过程中数控系统的参数变化，对加工润滑数据库进行完善，润滑数据可以自我迭代更新，以提升润滑给油的精确度，提高加工质量、延长数控机床寿命。
54.本技术中的加工润滑数据库，可由该数控机床的原有的润滑数据建立；工人也可以根据长时间加工工件的经验，对运动部件14给出相应地基础的润滑的值，作为初始润滑量q0，然后，在对运动部件14润滑之后，根据润滑的效果，调整实际润滑量q1，并且逐步对加工润滑数据库进行完善，不断修正初始润滑量q0。
55.数控机床的运动部件14包括传动轴、滑台、丝杆等一些在加工时需要运动的部件，加工时，电机驱动丝杆转动，从而驱动滑台滑动，而滑台上一般会承载刀具，同样，主轴电机驱动传动轴转动，从而驱动刀具转动；至于数控机床上的其他运动部件，本技术在此便不一一列举。
56.确定实际润滑量q1，包括以下步骤：
57.s51、根据加工润滑程序，结合加工参数和运行参数，生成速度修正系数λv和负载修正系数λf，其中，速度修正系数λv为运动部件14的运行速度的修正系数，负载修正系数λf为运动部件14在加工时所搭载的负载的修正系数；实际润滑量q1＝λf·
λv·
q0。
58.在一些可能实现的方式中，加工参数包括刀具的加工速度、数控机床的进给速度、加工宽度、加工深度；运行参数包括运动部件14的运行速度、运动部件14的运行加速度。
59.例如数控机床要对工件进行切削加工，可选刀具的直径d＝12mm，数控机床的主轴转速s＝1000r/min，对工件进行加工的切削长度l＝50mm，数控机床的进给速度vf＝5000mm/min，在此工序中，实际润滑量q1的计算过程如下：
60.由刀具的切削速度的计算公式vc＝2πsr(r为刀具半径，即r＝d/2)，计算可得vc＝37.68m/min；根据加工要求，切削宽度aw和切削长度ap可取值为1(不同加工工序的取值不同)；在切削加工的过程中，运动的部件主要为丝杆以及滑台，丝杆与数控机床的主电机连接，用于驱动滑台滑动，滑台的移动速度即为进给速度，因此，滑台的移动速度vh＝vf＝5000mm/min，丝杆旋转的速度可由公式vs＝vf/d(d为丝杆的螺距)计算得出；由于刀具的切
削速度vc为负载修正系数λf的主要组成部分，vh·vs
为速度修正系数λv的主要组成部分,q0＝vf
·
aw
·
ap，将上述的参数代入公式q1＝λf·
λv·
q0，可得q1＝vc·vf
·
aw
·
ap
·vh
·vs
，一般地，vf、aw和ap在加工前便已确定，q0＝vf·
aw
·
ap可视为一个确定的值，因此，通过公式q1＝vc·vf
·
aw
·
ap
·vh
·vs
，可以明确得出，在切削工件时，实际润滑量q1的值。
61.在工件加工完成后，还包括以下步骤：
62.s7、获取工件加工完成后的精度状况，并根据精度状况，判断数控机床的运行状况，数控机床的运行状况即为运动部件14的运行状况；
63.若精度状况符合要求，则无需调整加工润滑程序，即无需调整实际润滑量q1；
64.若精度状况不符合要求，则根据运动部件14的运行状况，相应地调整速度修正系数λv和负载修正系数λf以及润滑时间t，以重新确定实际润滑量q1。
65.在此后的运动部件14的润滑工作中，仅需调整速度修正系数λv和负载修正系数λf，不对初始润滑量q0进行调整，便可调整实际润滑量q1，使运动部件14的润滑能够达到要求。
66.在工件加工完成后，还包括以下步骤：
67.s8、根据运动部件14的运行状况，如数控机床是否出现异响、负载异常，来判断运动部件14的润滑状况，若无异响以及负载正常，且加工后工件的精度状况符合要求，则可确认运动部件14的润滑状况符合要求，则将与其相对应的实际润滑量q1、速度修正系数λv、负载修正系数λf和工件的材料属性输入加工润滑数据库，以完善加工润滑数据库。
68.在确定运动部件14的实际润滑量q1之后，且在进行加工工件之前，还包括以下步骤：
69.s52、在数控系统上先运行加工润滑程序，确认润滑时间t和加工工序是否相对应；若是，开始加工工件；若否，调整润滑时间t，使之与加工工序相对应。
70.即使实际润滑量q1计算准确，但若润滑时间t和加工工序不对应，运动部件14仍是没有进行良好的润滑，还是会存在磨损的风险。润滑时间t是实际的对运动部件14滴润滑油的时间，加工工序是具体的加工工件的步序，如切削、钻孔、铣削等，到某一个具体的工序时，其相应地运动部件14的运行状况可能不一样，因而，加工工序要和其润滑时间相对应，此时运动部件14的运行状况和润滑时间相对应，这样，才能给运动部件14的润滑带来好的效果。
71.本技术的运动部件14包括但不限于丝杆、滑台、传动轴，其润滑过程包括以下步骤：
72.s9、数控系统根据润滑时间t开启润滑油泵11；
73.s10、润滑油泵11将润滑油输入主油管12，使润滑油通过主油管12流入各支油管13；
74.s11、数控系统再根据润滑时间t，相应地开启支油管13上的开关阀15，使润滑油能够流到运动部件14的需要润滑的部位，以进行润滑。
75.在每一次润滑时，润滑油泵11输入主油管12的量都是根据实际润滑量q1来进行确定的；而在开关阀15未打开前，支油管13内部会囤积有润滑油，每个支油管13内的油压都是特定的值，因此，开关阀15打开后，处于主油管12内的润滑油便会由于压力而流向支油管13，而流向支油管13的润滑油的量根据各个管内的油压来决定。这样，运动部件14的各个润滑点均有一条支油管13与其连接，以此，保证各个润滑点的润滑量，能为实际润滑量q1。
76.如图7所示，在第二方面，本技术还提供了一种数控机床的润滑系统，其包括：第一方面的数控机床的润滑方法，润滑方法包括加工润滑程序；数控中心，加工润滑程序能够在数控中心上运行；以及润滑单元1，其与数控中心电连接，数控中心能够控制润滑单元1将润滑油输送至运动部件14。
77.在一些可能实现的方式中，润滑单元1包括：润滑油泵11，其与数控中心电连接；主油管12，其一端与润滑油泵11的出油口连接；若干支油管13，其一端均与主油管12的另一端连接，支油管13的另一端连接至运动部件14，且支油管13上设有与数控中心电连接的开关阀15。
78.数控中心根据加工润滑程序，控制润滑油泵11开启，使润滑油泵11往主油管12供油；之后，数控中心根据加工润滑程序，相应地开启开关阀15，往支油管13内供油，从而使润滑油能够流动到运动部件14的润滑点，以进行润滑。
79.在一些可能实现的方式中，主油管12上设有过滤器16以及压力表17，过滤器16用于过滤润滑油内的杂质，防止这些杂质影响运动部件14的润滑质量；压力表17能够实时检测主油管12上的油压大小，防止油压过小而导致供应不上润滑油，或者油压过大，导致润滑油往支油管13内压出，最终影响润滑效果。
80.在第三方面，本技术还提出了一种数控机床，其包括如第二方面的数控机床的润滑系统，本数控机床，能够根据所要加工的工件，相应地给出运动部件14的润滑配比(润滑量和润滑时间)，使运动部件14能够得到良好的润滑，从而减少运动部件14的磨损和润滑油的浪费，具有极高的稳定性和可靠性。
81.应当指出，在说明书中提到的“一个实施例”、“实施例”、“示例性实施例”、“一些实施例”等表示所述的实施例可以包括特定特征、结构或特性，但未必每个实施例都包括该特定特征、结构或特性。此外，这样的短语未必是指同一实施例。此外，在结合实施例描述特定特征、结构或特性时，结合明确或未明确描述的其他实施例实现这样的特征、结构或特性处于本领域技术人员的知识范围之内。
82.应当容易地理解，应当按照最宽的方式解释本公开中的“在
……
上”、“在
……
以上”和“在
……
之上”，以使得“在
……
上”不仅意味着“直接处于某物上”，还包括“在某物上”且其间具有中间特征或层的含义，并且“在
……
以上”或者“在
……
之上”不仅包括“在某物以上”或“之上”的含义，还可以包括“在某物以上”或“之上”且其间没有中间特征或层(即，直接处于某物上)的含义。
83.此外，文中为了便于说明可以使用空间相对术语，例如，“下面”、“以下”、“下方”、“以上”、“上方”等，以描述一个元件或特征相对于其他元件或特征的如图所示的关系。空间相对术语意在包含除了附图所示的取向之外的处于使用或操作中的器件的不同取向。装置可以具有其他取向(旋转90度或者处于其他取向上)，并且文中使用的空间相对描述词可以同样被相应地解释。
84.需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设
备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
85.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的范围。