摘 要: 隨著社會(huì)的發(fā)展，工業(yè)控制系統(tǒng)也逐漸實(shí)現(xiàn)智能化。通過(guò) PLC 數(shù)控技術(shù)對(duì)于設(shè)備的程序控制操作，對(duì)于提高工作效率和產(chǎn)品質(zhì)量，發(fā)揮出了重要的作用。本文就基于 PLC 的數(shù)控機(jī)床電氣控制展開(kāi)探討。

　　關(guān)鍵詞: PLC; 數(shù)控機(jī)床; 電氣控制

　　對(duì)于數(shù)控機(jī)床而言，在其電氣控制系統(tǒng)中配合使用 PLC，可以節(jié)省人工提高工作機(jī)床工作效率。在實(shí)際生產(chǎn)中針對(duì)不同工藝要求的加工工件只需要修改對(duì)應(yīng)參數(shù)，依照加工圖樣技術(shù)要求編寫程序代碼即可，但是在這個(gè)過(guò)程中，數(shù)控機(jī)床必須更換相應(yīng)的夾具以及刃具，甚至可能需要選用其他輔助裝置，這一部分工作人工不可缺少，為解決這個(gè)問(wèn)題，PLC 的運(yùn)用可以極大減少人工成本，可以讓數(shù)控機(jī)床使用者把更多的時(shí)間放在工藝改進(jìn)上，這樣有利于數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)智能化水平的提升。

　　1 數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)組成

　　1.1 數(shù)控機(jī)床的基本組成

　　1.1.1 機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)

　　機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是數(shù)控機(jī)床的運(yùn)動(dòng)控制的直接實(shí)施者，其精度直接影響加工零件尺寸，是加工動(dòng)作的具體實(shí)施者。數(shù)控機(jī)床的機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是數(shù)控系統(tǒng)控制任務(wù)的重要支撐組件，機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)直接關(guān)聯(lián)機(jī)床的加工動(dòng)作結(jié)果，加工動(dòng)作如不能合乎程序要求將直接影響加工精度。數(shù)控機(jī)床機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)一般包含主軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和進(jìn)給軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，主軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)配合主軸電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)主軸運(yùn)動(dòng)控制，進(jìn)給傳動(dòng)機(jī)構(gòu)配合進(jìn)給電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)進(jìn)給軸運(yùn)動(dòng)控制，數(shù)控機(jī)床主軸運(yùn)動(dòng)形式和進(jìn)給軸運(yùn)動(dòng)形式的相互配合完成三位坐標(biāo)指定區(qū)域內(nèi)的軌跡控制，進(jìn)而完成對(duì)毛胚件的加工。通過(guò)電氣控制系統(tǒng)對(duì)開(kāi)關(guān)量的控制，實(shí)現(xiàn)各個(gè)機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件的順序動(dòng)作，這比普通機(jī)床更具工作效率，同時(shí)也節(jié)省了大量人力成本。

　　1.1.2 電氣控制系統(tǒng)

　　電氣控制系統(tǒng)是實(shí)施機(jī)床運(yùn)動(dòng)過(guò)程控制的執(zhí)行方，具體由電源模塊、電機(jī)模塊、繼電器模塊組成。電源模塊是向機(jī)床電氣組件供給工作電流，電源的供給電流的性質(zhì)有兩種:直流電和交流電，其中交流電供給電機(jī)模塊和繼電器模塊，電機(jī)模塊作為機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的動(dòng)力源頭，電機(jī)模塊具體將交流電轉(zhuǎn)化為機(jī)械力通過(guò)傳動(dòng)鏈改變機(jī)械傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)形式;直流電主要作為電機(jī)模塊中的三相交流異步電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)使用在數(shù)控機(jī)床中 CNC 系統(tǒng)的起停按鈕也需要直流電供給。繼電器模塊是電氣控制系統(tǒng)的重要執(zhí)行者，繼電器控制系統(tǒng)是電氣控制系統(tǒng)的動(dòng)作邏輯的實(shí)施者，其主要作用是實(shí)現(xiàn)機(jī)械傳動(dòng) 機(jī)構(gòu)動(dòng)作邏輯控制，從而對(duì)機(jī)床的各種動(dòng)作進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃。

　　1.1.3 可編程序控制器

　　可編程序控制器，即 PLC 是數(shù)控機(jī)床的核心控制部分，在數(shù)控機(jī)床自動(dòng)運(yùn)行中，數(shù)控機(jī)床有三個(gè)控制任務(wù)，主軸控制、位置控制以及輔助控制，PLC 可以通過(guò)對(duì)插補(bǔ)程序的分析和使用，識(shí)別如 M、T 等輔助指令，實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床輔助動(dòng)作的控制。在數(shù)控機(jī)床工作過(guò)程中，數(shù)控系統(tǒng)將編程人員或 PC 端輸入的插補(bǔ)程序翻譯成機(jī)器語(yǔ)言傳送給伺服控制單元，伺服控制單元接收脈沖信息之后對(duì)相應(yīng)電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制，同步實(shí)現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)主軸和位置的控制。位置檢測(cè)裝置同步檢測(cè)機(jī)床電動(dòng)機(jī)在工作中的狀態(tài)數(shù)據(jù)等，并將采集的各種數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制格式回饋給數(shù)控系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)控機(jī)床的精度控制。

　　1.2 數(shù)控機(jī)床的保護(hù)機(jī)制

　　機(jī)床在工作過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)一些緊急情況，針對(duì)此種狀況，需要設(shè)計(jì)一種特定設(shè)置措施，以免造成安全事故急停按鈕的設(shè)計(jì)，數(shù)控機(jī)床操作人員在操作數(shù)控機(jī)床的時(shí)候由于操作不當(dāng)發(fā)生人為事故時(shí)，如不及時(shí)處理則有可能造成安全事故，如能 及時(shí)按下急停按鈕對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行急停操作可避免生產(chǎn)安全事故的發(fā)生。

　　2 基于 PLC 的數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

　　2.1 數(shù)控機(jī)床 PLC 的功能

　　2.1.1PLC 對(duì)外控制

　　數(shù)控機(jī)床在手動(dòng)或自動(dòng)操作方式下，通過(guò)機(jī)床操作面板上的按鍵，或執(zhí)行 M、T 指令，經(jīng)數(shù)控系統(tǒng)中的 PLC 控制對(duì)外輸出開(kāi)關(guān)信號(hào)，使機(jī)床側(cè)的輔助功能運(yùn)行，如冷卻開(kāi)、關(guān)，刀庫(kù)選刀、機(jī)械手換刀等;同時(shí)，幾床側(cè)各類檢測(cè)開(kāi)關(guān)將機(jī)床當(dāng)前的狀態(tài)輸入到 PLC 中，由 PLC 做邏輯運(yùn)算。

　　2.1.2PLC 對(duì)內(nèi)控制

　　數(shù)控機(jī)床 PLC 每個(gè)動(dòng)作的執(zhí)行與完成都要與 CNC 進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，數(shù)據(jù)交換的信號(hào)稱為結(jié)構(gòu)信號(hào)，每個(gè)接口信號(hào)都有數(shù)控系統(tǒng)規(guī)定的功能。數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)這些接口信號(hào)可以對(duì)主軸和伺服軸等進(jìn)行控制。

　　2.2 數(shù)控機(jī)床 PLC 與機(jī)床側(cè) I/O 接口的設(shè)計(jì)

　　2.2.1 輸入接口的布置

　　3 結(jié)語(yǔ)

　　綜上所述，基于 PLC 的數(shù)控機(jī)床電氣控制，讓數(shù)控機(jī)床電氣控制方式有別于傳統(tǒng)機(jī)床，可以提高生產(chǎn)工作的質(zhì)量和效率。因此，必須要不斷研究 PLC，進(jìn)一步推動(dòng)數(shù)控機(jī)床控制技術(shù)的發(fā)展。

　　參考文獻(xiàn):

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　　[2]許曉東，雷福祥，王偉，等.基于 PLC 的數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)研究[J].農(nóng)業(yè)科技與裝備，2016，( 10) .

　　作者簡(jiǎn)介: 全波( 1982-) ，男，湖南衡陽(yáng)人，研究方向: 數(shù)控技術(shù)/電氣自動(dòng)化。

　　《基于PLC的數(shù)控機(jī)床電氣控制》來(lái)源：《科技風(fēng)》2018年12期，作者：全波。