PLC在機(jī)床電氣改造中的研究

石潔芳 中捷機(jī)床有限公司田野 沈陽第一機(jī)床廠

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PLC在機(jī)床電氣改造中的研究

石潔芳 中捷機(jī)床有限公司
田野 沈陽第一機(jī)床廠

摘 要：利用運(yùn)動(dòng)控制以及PLC基礎(chǔ)知識(shí)來改造老舊機(jī)床，使老舊機(jī)床重新煥發(fā)生機(jī)，是一項(xiàng)對(duì)于振興東北老工業(yè)基地的重要課題。文章重點(diǎn)針對(duì)PLC在機(jī)床電氣改造中要求，結(jié)合自身現(xiàn)場實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)和日常工作的心得整理并編寫，有不足之處還請(qǐng)各位讀者批評(píng)指證。

關(guān)鍵詞：PLC技術(shù) 機(jī)床電氣 電氣改造

采用PLC技術(shù)進(jìn)行機(jī)床電路控制改造是當(dāng)前社會(huì)發(fā)展的必然趨勢(shì)，同時(shí)也是當(dāng)前社會(huì)發(fā)展之中，不斷提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)速度的關(guān)鍵。在當(dāng)前社會(huì)技術(shù)不斷發(fā)展中，PLC技術(shù)的應(yīng)用能夠及時(shí)的解決機(jī)床在應(yīng)用中存在的各種問題。采用PLC改造的機(jī)床電路時(shí)，需要注意的問題比較多，應(yīng)當(dāng)在施工的過程中特別注意對(duì)其各個(gè)細(xì)小環(huán)節(jié)的控制和管理因素，更是在當(dāng)前施工管理和控制過程中的主要關(guān)鍵形式。對(duì)得到的梯形圖常常需要進(jìn)一步簡化和優(yōu)化。通過各種相關(guān)實(shí)踐證明，在當(dāng)前利用PLC技術(shù)進(jìn)行對(duì)舊機(jī)床的改造是當(dāng)前社會(huì)發(fā)展的主要趨勢(shì)，不僅利用了原有的設(shè)備，節(jié)約資源，而且還滿足新生產(chǎn)工藝的需求，更是有效的提高了其改造效率和改造質(zhì)量措施，為企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提高奠定了基礎(chǔ)。

一、PLC改造原理

普通機(jī)床主要有兩種運(yùn)動(dòng)方式：一種是安裝在床身主軸箱內(nèi)的主軸轉(zhuǎn)動(dòng)；另一種是安裝在刀架上的刀具與滑板一起沿主軸軸線方向進(jìn)給移動(dòng)。若加工的工件較大時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量也相應(yīng)比較大，停車時(shí)必須有停車制動(dòng)功能，多采用電氣制動(dòng)。加工的過程中，為減小工人勞動(dòng)強(qiáng)度和節(jié)省工作時(shí)間，在提供切削液的前提下要求溜板箱(帶動(dòng)刀架移動(dòng))tt夠高速的移動(dòng)。劃分控制電路時(shí)，一般分為主電動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)的控制電路。而主電動(dòng)機(jī)控制電路較復(fù)雜，因而可以進(jìn)一步劃分為局部電路：如正反轉(zhuǎn)起動(dòng)、點(diǎn)動(dòng)控制電路、停車制動(dòng)控制電路等。組合機(jī)床一般采用順序控制，在實(shí)際生產(chǎn)過程中，電氣控制系統(tǒng)的構(gòu)成多采用可編程序控制器，它具有體積小，重量輕、工作可靠等特點(diǎn)，并且易于修改。因?yàn)镻LC的輸出形式有三種，所以要根據(jù)負(fù)載的工藝要求選擇合適形式的輸出。

二、PLC技術(shù)在機(jī)床電氣控制中的應(yīng)用

（一）PLC 技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)

在工業(yè)生產(chǎn)過程中，涉及到大量的控制設(shè)備和開關(guān)，這些設(shè)備和開關(guān)在實(shí)際工作中需要按一定的順序工作，并需要一定的邏輯保護(hù)。利用PLC 技術(shù)進(jìn)行機(jī)床改造，以PLC 為核心控制元件，利用伺服系統(tǒng)進(jìn)行智能控制，極大地提高了機(jī)床的易控性和擴(kuò)充性，為網(wǎng)絡(luò)控制提供了良好的基礎(chǔ)。PLC 技術(shù)實(shí)現(xiàn)了機(jī)床的數(shù)字化控制和機(jī)床開關(guān)集中控制的功能。但由于機(jī)床生產(chǎn)廠家不斷增多，機(jī)床機(jī)型結(jié)構(gòu)不斷變化，各種機(jī)床機(jī)型沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，在應(yīng)用編程軟件時(shí)，沒有規(guī)范的編程語言。PLC 技術(shù)過于依賴硬件，用戶難以自由改變PLC 功能，這就給PLC 技術(shù)的應(yīng)用帶來一定的影響。因此，在實(shí)際工作中，要求工作人員對(duì)PLC 技術(shù)的原理、硬件結(jié)構(gòu)和編程指令等有更深的認(rèn)識(shí)。

（二）開放式數(shù)據(jù)控制系統(tǒng)

PLC 控制系統(tǒng)是半封閉半開放的控制體系，在數(shù)據(jù)控制中自成一體，能有效解決數(shù)控系統(tǒng)頻繁變化引起的各種不利影響，增強(qiáng)數(shù)控系統(tǒng)的柔性，降低機(jī)床加工和生產(chǎn)的成本，提高數(shù)控系統(tǒng)的伸縮性和互換性。PLC 技術(shù)的使用不僅符合機(jī)床生產(chǎn)的要求，還滿足市場變化的要求。它的作用主要是將來自數(shù)控系統(tǒng)的各種指令進(jìn)行邏輯排序，使它們能夠正確地、有序地運(yùn)行，并且同時(shí)將機(jī)床的信息及工作狀態(tài)返饋給數(shù)控系統(tǒng)，使數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行判斷后再準(zhǔn)確地發(fā)出進(jìn)一步的控制指令。因?yàn)榭刂栖浖募苫?，現(xiàn)代PLC多集成在數(shù)控系統(tǒng)中，但它的硬件一般在規(guī)模較大的系統(tǒng)中采取分布式結(jié)構(gòu)，通過軟件接口實(shí)現(xiàn)了PLC與CNC的集成，系統(tǒng)都是為二者間所有通信信息分別指定固定的存放地址，那些地址的信息狀態(tài)一般由系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，根據(jù)各接口信號(hào)的實(shí)時(shí)狀態(tài)加以分析判斷，然后形成下一步的控制指令，來完成對(duì)機(jī)床其它功能或運(yùn)動(dòng)的控制。

三、機(jī)床的PLC改造方法及過程

（一）制定控制方案

首先熟悉要改造對(duì)象的工作過程，寫出控制系統(tǒng)的各個(gè)功能和指標(biāo)要求，擬定系統(tǒng)設(shè)計(jì)的總體方案必須根據(jù)改造對(duì)象中各元件之間的關(guān)系，這樣才能確定設(shè)備的電氣拖動(dòng)方案；然后理性選擇電動(dòng)機(jī)的參數(shù)和類型，之后選擇其它相關(guān)配套設(shè)備,根據(jù)輸入輸出設(shè)備的類型和數(shù)量，明確所需的PLC輸入輸出點(diǎn)數(shù)，并以此作為選擇PLC 型號(hào)的重要依據(jù)；最后合理裝配PLC的I/O 點(diǎn),這是很重要的一步,使用相同類型的輸入輸出點(diǎn)集中配置,這樣方便編寫和閱讀程序,最終生成I/O 分配表。

（二）軟件設(shè)計(jì)與系統(tǒng)調(diào)試

軟件設(shè)計(jì)開始時(shí)，首先明確各部分動(dòng)作的順序和條件，這就要求設(shè)計(jì)系統(tǒng)流程圖或功能表圖。之后根據(jù)系統(tǒng)流程圖或功能表圖，結(jié)合I/O地址分配編寫用戶使用程序。對(duì)于數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)的改造，可在原有控制電路原理圖上進(jìn)行改造，綜合運(yùn)用上述方法對(duì)原有的控制原理圖加以修改和完善，靈活應(yīng)用PLC功能指令，做到程序明白易懂。完成程序編制后，載入PLC 進(jìn)行模擬調(diào)試，同時(shí)觀察并記錄各輸入量、輸出量的變化及邏輯關(guān)系，如果調(diào)試過程中出現(xiàn)問題應(yīng)及時(shí)處理，直到符合設(shè)計(jì)要求，達(dá)到自動(dòng)控制的目的。在PLC軟件成功調(diào)試的情況下，準(zhǔn)確地使系統(tǒng)的各部分硬件連接，進(jìn)行反復(fù)調(diào)試試運(yùn)行，使機(jī)床能夠正常運(yùn)行，達(dá)到數(shù)控化改造的目的。

四、結(jié)束語

由于可編程控制器PLC具有較強(qiáng)的抗干擾能力、極高的可靠性和相對(duì)較小的體積等各種優(yōu)點(diǎn)，是一個(gè)理想的可以實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的控制裝置。自可編邏輯控制器（PLC）誕生以來．經(jīng)過近半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，性能得到了很大的提高和完善，具有可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、擴(kuò)展性好、組態(tài)靈活,維修方便等諸多優(yōu)點(diǎn)。所以用PLC 對(duì)機(jī)床電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行改造是非常必要的。我們通過PLC控制電機(jī)來實(shí)現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)點(diǎn)位之間的控制功能，從而通過PLC 技術(shù)可以較好的指導(dǎo)了數(shù)控機(jī)床的改造。

參考文獻(xiàn)：

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[2]張洪國.基于PLC的半精鏜機(jī)床電氣改造技術(shù)[J].科技信息，2015