淺析可編程序控制器在機床數(shù)控系統(tǒng)中應用

【摘要】21世紀，PLC在工業(yè)上控制領域應用很廣，不管在控制性能上還是在組機周期和硬件成本等方面所展現(xiàn)出的絕對優(yōu)勢是和其它產(chǎn)品難以相比的。隨著PLC技術(shù)的進步發(fā)展， 它對于位置控制、過程控制、數(shù)據(jù)處理等方面的應用也越來越多，涉及的也越來越廣。本文就數(shù)控機床的運行過程以及數(shù)控系統(tǒng)需要解決的幾個問題進行說明。

【關鍵詞】數(shù)控；控制器；系統(tǒng)；效率；質(zhì)量

一、數(shù)控機床組成結(jié)構(gòu)及工作過程

（1）數(shù)控機床的組成。數(shù)控機床由輸入、輸出裝置、數(shù)控裝置、可編程控制器、伺服系統(tǒng)、檢測反饋裝置和機床本體等組成。（2）裝置過程。輸入設備是將不同的加工信息傳輸給計算機處理。由于數(shù)控機床發(fā)展早期階段，輸入設備是一個簡單的穿孔紙帶，目的是記錄信息數(shù)據(jù)，現(xiàn)已淘汰。數(shù)控機床設備是機床本體的核心，核心時的數(shù)據(jù)處理全部完工后，可以運行命令指揮數(shù)據(jù)的工作。其功能是接收送來的脈沖信號的，通過系統(tǒng)軟件或邏輯的過程中，執(zhí)行各個部分進行規(guī)定的、有序的動作。主軸控制可編程控制器是通過命令處理控制轉(zhuǎn)速，控制主軸正反轉(zhuǎn)和停止，進給保持，切削液開關，卡盤夾緊松開等動作;還涉及了關于機床開關外部控制。測試反饋裝置，主要是檢測速度和位移，并將信息傳遞給數(shù)控設備，實現(xiàn)閉環(huán)控制的反饋，以確保數(shù)控加工精度。（3）合理的安排。數(shù)控加工的準備過程較復雜，內(nèi)容多，含對零件的結(jié)構(gòu)認識、工藝分析、工藝方案的制訂、加工程序編制及使用方法等。首先要由編程人員或操作人員通過對零件圖作深入分析，特別是工藝分析，確定合適的加工工藝，其中也包含了裝夾方法的確定、工序劃分、走刀路線及其切削用量的選擇等。

二、機床數(shù)控系統(tǒng)需要解決的問題

（1）機床的組成。機床是由機械設施和電氣設施組成，在設計時應從機床的總體方面合理安排考慮。機床的系統(tǒng)和功能強大的背后程序總很復雜，所以二者應該溝通一體化。在機床控制系統(tǒng)的選用上必須滿足使用的要求，同時為了實現(xiàn)維護，各項操作應該是手動設置，如手動軸移動速度的快捷功能，切削液和潤滑開關。（2）指標。在實踐中，我們?nèi)绾未_?？刂凭鹊耐瑫r又能提高定位速度，現(xiàn)在是認真思考并加以解決問題。定位精度也是一個極為重要的指標。為了確保有足夠的位置精度，一方面是位置檢測設備提出精度的要求；另一方面正確選擇系統(tǒng)中開環(huán)放大倍數(shù)的大小。因為在閉環(huán)控制系統(tǒng)，對誤差和偏差，是很難區(qū)分，以及信息反饋往往起著決定性的作用。當生產(chǎn)過程中的參數(shù)發(fā)生變化時，為了滿足生產(chǎn)的連續(xù)性，我們必須修改的參數(shù)值，它應該是一個額外的功能線上。雖然編程器可以快速，方便地改變原來的設置參數(shù)的使用，但編程器通常是不能教操作人員使用，所以應該考慮簡單的開發(fā)在線修改。最后，為了滿足系統(tǒng)運行的穩(wěn)定與安全也應該提供保護。

三、機床定位伺服控制系統(tǒng)分析

（1）淺談數(shù)控機床。數(shù)控機床是一種高效率，高精度的自動化現(xiàn)代化設備，提高數(shù)控機床的可靠性，安全性已變得非常重要?？煽啃栽u估主要指標之一是可靠性。機床功能部件對數(shù)控機床的性能和功能有擁有開拓的非常重要的作用。所以它與不同的零部件和配件，不僅要有結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)合作，一般使用，而且它具有最優(yōu)越的性能，而且還可以證明機床的個性化功能。（2）單步功能。單步動作為一種輔助工作方式常常在工作臺的調(diào)整中使用。機床的機械允許界限和實際加工要求的選擇決定于伺服系統(tǒng)最高速度，速度提高生產(chǎn)率也提高，但對驅(qū)動設施要求也就提高了。在全閉環(huán)伺服控制系統(tǒng)，部件和位置檢測元件選擇的反饋是必不可少的。數(shù)控機床應具有穩(wěn)定性，快速性和高精度。在大型數(shù)控機床中，機械傳動的時刻擁有較大的慣性，固有低頻率。全閉環(huán)包括了進給系統(tǒng)軸的不穩(wěn)定因素，當不正確的調(diào)整，會使機器很容易出現(xiàn)抖動現(xiàn)象。因此，全閉環(huán)數(shù)控機床伺服系統(tǒng)的速度比在穩(wěn)定的情況下半閉環(huán)伺服系統(tǒng)，定位精度高。伺服電機編碼器將檢測信號反饋到伺服驅(qū)動器，伺服電機的速度和輸入脈沖頻率信號成正比，但是電機編碼器則是由脈沖數(shù)決定

四、相關程序設計與操作

PLC通過編程器輸入程序，達到控制目的。由于PLC的工作過程是循環(huán)性的，因此會快速的執(zhí)行程序。另外針對軟件故障，必須在設計上采用直接導入程序，執(zhí)行自動停止運行，這時機器會停止運作程序，有效地減少事故的發(fā)生。

我國目前對數(shù)控技床的需求日益增加，國內(nèi)市場的需求量很大，所以我國機床企業(yè)必須奮發(fā)圖強，不斷擴大技術(shù)隊伍和提高人員的技術(shù)素質(zhì)，學習和引進國外技術(shù)的先進科學技術(shù)，以便早日趕上世界先進水平。