基于PLC的數(shù)控機(jī)床輔助系統(tǒng)設(shè)計(jì)

陳乾?李娟

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，數(shù)控機(jī)床應(yīng)運(yùn)而生。數(shù)控機(jī)床電氣控制方式的優(yōu)劣，決定了控制系統(tǒng)的性能。機(jī)床電氣控制系統(tǒng)包括機(jī)床供配電系統(tǒng)、主軸控制系統(tǒng)、進(jìn)給軸控制系統(tǒng)及其他的輔助設(shè)備控制系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：PLC；冷卻；潤滑；照明

PLC（programmable logic controller），通常用于設(shè)備的自動(dòng)控制，其工作原理是循環(huán)掃描工作方式，工作過程大致分為 3 個(gè)階段：輸入采樣、程序執(zhí)行、輸出刷新。PLC用于數(shù)控機(jī)床，主要是用于機(jī)床的外圍輔助電氣控制，叫可編程序機(jī)床控制器，也可稱之為PMC（programmable machine tool controller）。在數(shù)控機(jī)床的電氣控制系統(tǒng)內(nèi)PLC模塊主要用于實(shí)現(xiàn)機(jī)床輔助設(shè)備的控制，包括冷卻系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、換刀系統(tǒng)、自動(dòng)對刀等。本文將著重講述PLC在冷卻、潤滑系統(tǒng)和照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

1.PLC發(fā)展歷程

它采用可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過數(shù)字量、模擬量的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。

PLC具有通用性強(qiáng)、使用方便、適應(yīng)面廣、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、編程簡單等特點(diǎn)。在可預(yù)見的將來，PLC在工業(yè)自動(dòng)化控制特別是順序控制中將占據(jù)主導(dǎo)地位。

2.PLC 的總體外部接線設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)的輔助電氣控制系統(tǒng)的潤滑系統(tǒng)有兩個(gè)輸入，兩個(gè)報(bào)警輸出；冷卻系統(tǒng)也有兩個(gè)輸入，兩個(gè)報(bào)警輸出；照明和信號燈系統(tǒng)有一個(gè)輸入，四個(gè)輸出。

3.潤滑與冷卻控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

機(jī)床潤滑和冷卻系統(tǒng)的較好設(shè)計(jì)，是非常重要的。對于各種機(jī)械設(shè)施的保養(yǎng)、維修、使用都有著十分重要的作用。但是在潤滑與冷卻系統(tǒng)的電氣控制方面，依然存在一些問題：一是潤滑和冷卻系統(tǒng)的工作狀態(tài)監(jiān)控，這方面也是很重要的；二是設(shè)置的潤滑與冷卻的循環(huán)和補(bǔ)給容易造成浪費(fèi)，所以我們要較好地設(shè)計(jì)，這樣才能達(dá)到節(jié)約資源，不浪費(fèi)的目的，一方面為自己的企業(yè)，另一方面也為了國家的能源。

潤滑與冷卻系統(tǒng)的電氣控制原理分為兩部分：電機(jī)控制和 PLC 控制。

當(dāng)系統(tǒng)準(zhǔn)備好之后，計(jì)算機(jī)數(shù)字控制（CNC）系統(tǒng)發(fā)出信號，使得潤滑系統(tǒng)開始工作，首次潤滑15s后，電機(jī)停止工作。

當(dāng)壓力開關(guān)接通時(shí)，開始計(jì)時(shí) 25min，計(jì)時(shí)完成后，壓力開關(guān)斷開，潤滑冷卻電機(jī)在此工作15s，并循環(huán)工作。同時(shí)設(shè)定X7 為潤滑電機(jī)過載，X10為冷卻電機(jī)過載，X9為潤滑油不足，X11 為冷卻液不足開關(guān)信號。當(dāng)這些信號有效時(shí)則系統(tǒng)會發(fā)出報(bào)警信號。

工作過程可以這樣描述：首先通過兩個(gè)相互作用的時(shí)間繼電器T，實(shí)現(xiàn)潤滑冷卻的工作時(shí)的間隙工作；再使用PLC 準(zhǔn)備好信號，使特殊繼電器 M8001為1，開始首次潤滑冷卻；首次潤滑冷卻結(jié)束后，當(dāng)壓力開關(guān)閉合時(shí)，中間繼電器 M1開始工作，使得潤滑系統(tǒng)再次工作；15s后使得時(shí)間繼電器T2為1，當(dāng)壓力開關(guān)斷開時(shí)，中間繼電器T3為1，M1停止工作，延時(shí)25min后，再次運(yùn)轉(zhuǎn)。由此完成潤滑系統(tǒng)的周期動(dòng)作。然后再通過X7，X8，X10，X11實(shí)現(xiàn)潤滑冷卻系統(tǒng)的報(bào)警和手動(dòng)控制。

4.照明與信號燈系統(tǒng)設(shè)計(jì)

數(shù)控機(jī)床要求照明系統(tǒng)在開機(jī)的時(shí)候立即打開，并且在控制柜里面的照明系統(tǒng)是在打開控制柜的時(shí)候開啟，關(guān)上電柜箱門的時(shí)候關(guān)閉。而信號指示燈主要是開機(jī)時(shí)亮黃燈（表示系統(tǒng)準(zhǔn)備好），系統(tǒng)緊急停止，或者報(bào)警的時(shí)候亮紅燈，而系統(tǒng)正常運(yùn)行的時(shí)候是亮綠燈。

5.總結(jié)

數(shù)控機(jī)床是現(xiàn)在制造工業(yè)的核心母機(jī)，數(shù)控系統(tǒng)又是數(shù)控機(jī)床的核心，而數(shù)控機(jī)床的電氣控制系統(tǒng)是數(shù)控系統(tǒng)可靠性能的保障，可以說數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)的優(yōu)劣，決定了控制系統(tǒng)的性能。機(jī)床電氣控制系統(tǒng)包括機(jī)床供配電系統(tǒng)、主軸控制系統(tǒng)、進(jìn)給軸控制系統(tǒng)及其他的輔助設(shè)備控制系統(tǒng)。機(jī)床輔助設(shè)備的控制，包括冷卻系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、換刀系統(tǒng)、自動(dòng)對刀等。另外，機(jī)床在工作過程中無可避免地都會發(fā)生磨損，為提高機(jī)床的加工精度，延長機(jī)床的使用壽命，機(jī)床潤滑和冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，調(diào)試和保養(yǎng)至關(guān)重要。本文著重講述了 PLC在冷卻、潤滑系統(tǒng)和照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

參考文獻(xiàn)：

[1]謝 宇，皮佑國，梁佑彬.永磁同步伺服電機(jī)監(jiān)測與調(diào)試系統(tǒng)研究[J]計(jì)算技術(shù)與自動(dòng)化，2009（03）：36—40.

[2]王炳實(shí).機(jī)床電氣控制[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009.

（作者單位：陳 乾 魯中中等專業(yè)學(xué)校；李 娟 魯中高級技工學(xué)校）