一种高性能智能化三相微量润滑系统及其使用方法技术方案

发明专利技术提供一种高性能智能化三相微量润滑系统及其使用方法。该系统包括微量润滑油数字化定量供给单元、与外接水源连通的水数字化定量供给单元、与气源连通的压缩气体供应单元、智能控制单元和喷射单元。该系统的使用方法包括系统电源接通、系统硬件设置、系统参数设置、程序选择、启动、停止加工和系统断电等步骤。该系统有效提升了微量润滑系统的加工性能和加工质量。

A high performance intelligent three phase micro lubricating system and its application method

The invention provides a high performance intelligent three phase micro lubricating system and the use method thereof. The system includes the digital quantitative supply unit of micro lubricating oil, the digital quantitative supply unit connected with the external water source, the compressed gas supply unit connected with the gas source, the intelligent control unit and the injection unit. The use of the system includes the steps of system power supply, system hardware setting, system parameter setting, program selection, startup, stop processing and system power failure. The system effectively improves the processing performance and processing quality of the micro lubricating system.

【技术实现步骤摘要】
一种高性能智能化三相微量润滑系统及其使用方法
本专利技术涉及金属加工冷却润滑
，具体涉及一种高性能智能化微量润滑技术。
技术介绍
近年来，随着传统浇注式冷却润滑带来的经济压力，以及严重的环境和健康危害，干式切削技术和微量润滑技术得到了突飞猛进的发展。干式切削彻底消除了传统切削油液的使用，是一种典型的绿色环保清洁加工工艺。但对于低热导率材料(如钛合金、镍基合金等)以及具有较高表面质量要求的加工工艺，干式切削加工难以实现。为此，在这些加工领域，采用微量润滑技术代替传统切削加工技术。微量润滑技术是指利用极其微量的可降解植物油，通过压缩气体(空气、二氧化碳、氮气等)将微量润滑油雾化射流到切削区，实现切削区的冷却润滑。传统微量润滑装置主要存在三大问题：1、使用电磁脉冲气动泵，作为微量润滑油和水的动力源，噪音较大，且要求车间气源压力较大且稳定性较高，但是，大部分车间气源达不到使用要求，这就给微量润滑装置的大范围推广带来较大障碍；2、在实际生产加工中，由于加工类型(粗加工、精加工)、加工材料、工艺参数存在较大差异，故对切削液的冷却性能和润滑性能要求不同，从而对于微量润滑冷却润滑参数(即每分钟的润滑油量、每分钟的水量和压缩空气的气压)要求不同，但是，现有的微量润滑产品对于上述3个参数的调整，全靠操作者手动经验调节，调节不够准确，且无法保存或重现已经调节好并证明针对某特定工艺的微量润滑冷却润滑参数，难以按照最佳参数来实施对特定工艺对象加工的冷却润滑；3、随着中国制造2025的推进，企业对于智能化的需求不断提升，但是，市面上现有的微量润滑装置均未实现智能化。现有技术中存在一种油水气三相节能微量润滑系统，包括微量喷油装置、喷水溶液装置和喷嘴装置。微量润滑装置中装有微量润滑油和喷水溶液装置中装有水溶液。系统中通有压缩空气。压缩气体分为两路，一路由到达喷水溶液装置，另一路压缩气体分两支路，一支路通过喷油装置，另一支路经管道与喷嘴装置相通。微量喷油装置和喷水溶液装置分别通过管道与喷嘴装置连通。解决了水油混合不均匀，出液效果不佳的问题，并可节省了空气压缩机用电量，但是仍然不能实现油水气三相的定量数字化供应，智能化程度不高。给现场合理应用和推广微量润滑技术带来极大阻碍。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种高性能智能化三相微量润滑系统及其使用方法，以解决现有技术中存在的问题。为实现本专利技术目的而采用的技术方案是这样的，一种高性能智能化三相微量润滑系统，包括微量润滑油数字化定量供给单元、与外接水源连通的水数字化定量供给单元、与气源连通的压缩气体供应单元、智能控制单元和喷射单元。所述喷射单元包括喷射单元基体、万向节管和喷嘴。所述喷射单元基体、万向节管和喷嘴依次连接为一个整体。所述喷射单元基体上设置有压缩气体入口、微量润滑油入口和水入口。所述微量润滑油数字化定量供给单元包括步进电机Ⅰ、油杯和蠕动泵Ⅰ。所述步进电机Ⅰ与蠕动泵Ⅰ相连。所述油杯中装有微量润滑油。所述蠕动泵Ⅰ的进油口与油杯连接，出油口与微量润滑油入口连接。所述水数字化定量供给单元包括步进电机Ⅱ和蠕动泵Ⅱ。所述步进电机Ⅱ与蠕动泵Ⅱ相连。所述蠕动泵Ⅱ的进水口与外接水源连接，出水口与水入口连接。所述压缩气体供应单元包括步进电机Ⅲ和调压过滤器。所述步进电机Ⅲ与调压过滤器相连。所述调压过滤器的进气口与气源连接，出气口与压缩气体入口连接。所述智能控制单元包括可编程四轴运动控制器、驱动器Ⅰ、驱动器Ⅱ和驱动器Ⅲ。所述可编程四轴运动控制器的X、Y、Z三根输出轴分别与驱动器Ⅰ、驱动器Ⅱ和驱动器Ⅲ连接。所述驱动器Ⅰ、驱动器Ⅱ和驱动器Ⅲ分别与步进电机Ⅰ、步进电机Ⅱ和步进电机Ⅲ相连。工作时，可编程四轴运动控制器可根据加工类型和工艺参数，向驱动器Ⅰ、驱动器Ⅱ和驱动器Ⅲ发射控制脉冲。所述驱动器Ⅰ、驱动器Ⅱ和驱动器Ⅲ分别为步进电机Ⅰ、步进电机Ⅱ和步进电机Ⅲ发送角位移量。所述步进电机Ⅰ驱动蠕动泵，蠕动泵将微量润滑油从油杯以给定流量输送到微量润滑油入口。所述步进电机Ⅱ驱动蠕动泵Ⅱ，蠕动泵Ⅱ将水从外接水源以给定流量输送到水入口。所述步进电机Ⅲ驱动调压过滤器的压强调节旋钮，调压过滤器将来自气源的压缩气体过滤并调节压强后输送到压缩气体入口。微量润滑油、水和压缩气体在喷射单元基体内腔中实现混合和雾化，经万向节管到达喷嘴，并通过喷嘴喷射到切削区域。进一步，所述油杯包括油杯盖、杯身和油杯出油口。所述油杯出油口通过软管与蠕动泵Ⅰ进油口连接。进一步，所述杯身具有刻度线和液位警戒线。进一步，所述压缩气体为空气、二氧化碳或液氮。所述压缩气体为空气时，压缩气体由车间气源直接供应。所述压缩气体为二氧化碳或液氮时，压缩气体由高压气瓶供应。进一步，高性能智能化三相微量润滑系统还包括外壳。所述油杯设置在外壳的外壁上。所述步进电机Ⅰ、蠕动泵Ⅰ、水数字化定量供给单元、压缩气体供应单元、驱动器Ⅰ、驱动器Ⅱ和驱动器Ⅲ设置在外壳的内腔中。进一步，所述可编程四轴运动控制器包括面板和主控板。所述面板包括显示屏和按键区。所述主控板上设置有控制电路和接口电路。所述面板与主控板上相应的接口电路连接。本专利技术还公开一种关于上述高性能智能化三相微量润滑系统的使用方法，包括以下步骤：1)系统硬件设置。2)通过可编程四轴运动控制器设置系统参数。3)根据用户实际的加工类型、加工材料和工艺参数，按照程序选择表选择相应的加工程序。4)系统进入加工状态。微量润滑油、水、压缩气体在喷射单元基体内腔中实现混合和雾化，经万向节管到达喷嘴，并通过喷嘴喷射到切削区域。5)停止加工，并拔掉电源。本专利技术的技术效果是毋庸置疑的：A.采用蠕动泵供给微量润滑油和水，压缩气体仅用于在喷射单元中使微量润滑油和水雾化并喷射，对气源压力要求相对较低，降低了对车间气源的要求，实现了压缩气体的节能并有效解决了使用电磁脉冲气动泵有噪声污染的问题，适合在车间大量配备；B.使用蠕动泵供给微量润滑油和水且蠕动泵由步进电机控制，不会回油或者回水，不需要额外安装阀，结构更加简单，使用步进电机控制调压阀转动角度从而控制气压的大小，从而实现微量润滑油、水、气的数字化定量供给；C.使用带液晶显示器和键盘的可编程四轴运动控制器，针对不同的加工类型、加工材料和工艺参数，获取相应的微量润滑冷却润滑参数后编写相应的微量润滑程序存储在控制器内部，工作时根据不同的加工类型及参数，可以通过可编程四轴运动控制器控制面板直接调用相应的程序，有效解决了微量润滑装置不适应多种加工类型、加工材料、工艺参数的加工的问题；D.可编程四轴运动控制器编程简单、开放性强，且有未定义的运动轴，用户可以开发相应程序实现其他功能，有效提升了智能化水平。附图说明图1为系统连接示意图；图2为系统原理图；图3为外壳主视图；图4为外壳侧视图；图5为系统结构示意图；图6为喷射单元结构示意图；图7为液压部件连接图；图8为系统电路连接示意图；图9为系统操作流程图。图中：外壳1，箱体101，箱体门102，提环103，把手104，箱体脚105，背板106，底板107，微量润滑油数字化定量供给单元2，步进电机Ⅰ201，油杯202，油杯盖2021，杯身2022，油杯出油口2023，蠕动泵203，水数字化定量供给单元3，步进电机301，蠕动泵,302，压缩气体供应单元4，步进电机40本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高性能智能化三相微量润滑系统，其特征在于，包括微量润滑油数字化定量供给单元2、与外接水源连通的水数字化定量供给单元(3)、与气源连通的压缩气体供应单元(4)、智能控制单元(5)和喷射单元(6)。所述喷射单元(6)包括喷射单元基体(604)、所述万向节管(605)和喷嘴(606)；所述喷射单元基体(604)、万向节管(605)和喷嘴(606)依次连接为一个整体；所述喷射单元基体(604)上设置有压缩气体入口(601)、微量润滑油入口(602)和水入口(603)；所述微量润滑油数字化定量供给单元(2)包括步进电机Ⅰ(201)、油杯(202)和蠕动泵Ⅰ(203)；所述步进电机Ⅰ(201)与蠕动泵Ⅰ(203)相连；所述油杯(202)中装有微量润滑油；所述蠕动泵Ⅰ(203)的进油口与油杯(202)连接，出油口与微量润滑油入口(602)连接；所述水数字化定量供给单元(3)包括步进电机Ⅱ(301)和蠕动泵Ⅱ(302)；所述步进电机Ⅱ(301)与蠕动泵Ⅱ(302)相连；所述蠕动泵Ⅱ(302)的进水口与外接水源连接，出水口与水入口(603)连接；所述压缩气体供应单元(4)包括步进电机Ⅲ(401)和调压过滤器(402)；所述步进电机Ⅲ(401)与调压过滤器(402)相连；所述调压过滤器(402)的进气口与气源连接，出气口与压缩气体入口(601)连接；所述智能控制单元(5)包括可编程四轴运动控制器(501)、驱动器Ⅰ(503)、驱动器Ⅱ(504)和驱动器Ⅲ(505)；所述可编程四轴运动控制器(501)的X、Y、Z三根输出轴分别与驱动器Ⅰ(503)、驱动器Ⅱ(504)和驱动器Ⅲ(505)连接；所述驱动器Ⅰ(503)、驱动器Ⅱ(504)和驱动器Ⅲ(505)分别与步进电机Ⅰ(201)、步进电机Ⅱ(301)和步进电机Ⅲ(401)相连；工作时，可编程四轴运动控制器(501)可根据加工类型和工艺参数，向驱动器Ⅰ(503)、驱动器Ⅱ(504)和驱动器Ⅲ(505)发射控制脉冲；所述驱动器Ⅰ(503)、驱动器Ⅱ(504)和驱动器Ⅲ(505)分别为步进电机Ⅰ(201)、步进电机Ⅱ(301)和步进电机Ⅲ(401)发送角位移量；所述步进电机Ⅰ(201)驱动蠕动泵(203)，蠕动泵(203)将微量润滑油从油杯(202)以给定流量输送到微量润滑油入口(602)；所述步进电机Ⅱ(301)驱动蠕动泵Ⅱ(302)，蠕动泵Ⅱ(302)将水从外接水源以给定流量输送到水入口(603)；所述步进电机Ⅲ(401)驱动调压过滤器(402)的压强调节旋钮，调压过滤器(402)将来自气源的压缩气体过滤并调节压强后输送到压缩气体入口(601)；微量润滑油、水和压缩气体在喷射单元基体(604)内腔中实现混合和雾化，经万向节管(605)到达喷嘴(606)，并通过喷嘴(606)喷射到切削区域。...

【技术特征摘要】
1.一种高性能智能化三相微量润滑系统，其特征在于，包括微量润滑油数字化定量供给单元2、与外接水源连通的水数字化定量供给单元(3)、与气源连通的压缩气体供应单元(4)、智能控制单元(5)和喷射单元(6)。所述喷射单元(6)包括喷射单元基体(604)、所述万向节管(605)和喷嘴(606)；所述喷射单元基体(604)、万向节管(605)和喷嘴(606)依次连接为一个整体；所述喷射单元基体(604)上设置有压缩气体入口(601)、微量润滑油入口(602)和水入口(603)；所述微量润滑油数字化定量供给单元(2)包括步进电机Ⅰ(201)、油杯(202)和蠕动泵Ⅰ(203)；所述步进电机Ⅰ(201)与蠕动泵Ⅰ(203)相连；所述油杯(202)中装有微量润滑油；所述蠕动泵Ⅰ(203)的进油口与油杯(202)连接，出油口与微量润滑油入口(602)连接；所述水数字化定量供给单元(3)包括步进电机Ⅱ(301)和蠕动泵Ⅱ(302)；所述步进电机Ⅱ(301)与蠕动泵Ⅱ(302)相连；所述蠕动泵Ⅱ(302)的进水口与外接水源连接，出水口与水入口(603)连接；所述压缩气体供应单元(4)包括步进电机Ⅲ(401)和调压过滤器(402)；所述步进电机Ⅲ(401)与调压过滤器(402)相连；所述调压过滤器(402)的进气口与气源连接，出气口与压缩气体入口(601)连接；所述智能控制单元(5)包括可编程四轴运动控制器(501)、驱动器Ⅰ(503)、驱动器Ⅱ(504)和驱动器Ⅲ(505)；所述可编程四轴运动控制器(501)的X、Y、Z三根输出轴分别与驱动器Ⅰ(503)、驱动器Ⅱ(504)和驱动器Ⅲ(505)连接；所述驱动器Ⅰ(503)、驱动器Ⅱ(504)和驱动器Ⅲ(505)分别与步进电机Ⅰ(201)、步进电机Ⅱ(301)和步进电机Ⅲ(401)相连；工作时，可编程四轴运动控制器(501)可根据加工类型和工艺参数，向驱动器Ⅰ(503)、驱动器Ⅱ(504)和驱动器Ⅲ(505)发射控制脉冲；所述驱动器Ⅰ(503)、驱动器Ⅱ(504)和驱动器Ⅲ(505)分别为步进电机Ⅰ(201)、步进电机Ⅱ(301)和步进电机Ⅲ(401)发送角位移量；所述步进电机Ⅰ(201)驱动蠕动泵(203)，蠕动泵(203)将微量润滑油从油杯(202)以给定流量输送到微量润滑油入口(602)；所述步进电机Ⅱ(301)驱动蠕动泵Ⅱ(302...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹华军，宋阳，鞠文杰，李本杰，夏瑞，陈二恒，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆,50