PLC在數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)中的應(yīng)用論述

鄧偉昭

摘 要：隨著科技的發(fā)展，PLC的應(yīng)用得到了巨大的發(fā)展。在工業(yè)行業(yè)中運(yùn)用科學(xué)技術(shù)手段是有利于工業(yè)的發(fā)展的。數(shù)控技術(shù)是工業(yè)行業(yè)中尤為重要的，PLC在數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)中占有很高的地位，本篇文章就PLC在數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行簡單的介紹。

關(guān)鍵詞：PLC；數(shù)控機(jī)床；控制系統(tǒng)；應(yīng)用

工業(yè)的發(fā)展能夠帶動國家的經(jīng)濟(jì)建設(shè)。我國一直將工業(yè)機(jī)械行業(yè)作為發(fā)展的主要行業(yè)，科學(xué)技術(shù)的不斷提高，為機(jī)械行業(yè)帶來了更加好的發(fā)展前景。數(shù)控機(jī)床是數(shù)字控制機(jī)床的簡稱，其在機(jī)械制造工業(yè)中占有很大的比重。而數(shù)控機(jī)床的大腦就是控制系統(tǒng)，數(shù)控系統(tǒng)不僅是數(shù)控機(jī)床性能與可靠的重要因素，同時(shí)也是數(shù)控機(jī)床中最重要最核心的部分。近些年，隨著計(jì)算機(jī)的不斷應(yīng)用，PLC成為了數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)中的主要應(yīng)用。PLC被廣泛應(yīng)用在機(jī)械制造行業(yè)當(dāng)中，本篇文章就將其應(yīng)用進(jìn)行簡單的介紹。

1 數(shù)控機(jī)床與PLC簡介

首先來對數(shù)控機(jī)床做一個(gè)簡單的介紹。數(shù)控加床是數(shù)字控制機(jī)床的簡稱，這種機(jī)床主要是一種自動化的機(jī)床，其中帶有程序控制系統(tǒng)。機(jī)床內(nèi)部的控制系統(tǒng)能夠?qū)⒕哂锌刂凭幋a和由其他符號控制的指令程序進(jìn)行邏輯地處理，并能夠?qū)ζ溥M(jìn)行譯碼，轉(zhuǎn)為計(jì)算機(jī)的數(shù)字代碼，最后再由信息的載體將信息輸入到數(shù)控設(shè)備當(dāng)中。數(shù)控機(jī)床在機(jī)械行業(yè)有廣泛的應(yīng)用，可以說是機(jī)械行業(yè)所離不開的。數(shù)控機(jī)床由許多的部分組成，這些組成成分相互配合，繼而進(jìn)行工作。這些組成的部分主要是輸入輸出設(shè)備、CNC單元、驅(qū)動裝置、可編程控制器PLC、電氣控制裝置、機(jī)床本體、測量裝置、輔助裝置所組成。本篇文章重點(diǎn)介紹的是可編程控制器PLC在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用。

PLC是一種可編程的控制器，全稱為可編程邏輯控制器，具有編程的能力，經(jīng)常會被使用在內(nèi)部程序的存儲當(dāng)中，可以執(zhí)行定時(shí)，計(jì)數(shù)，邏輯運(yùn)算等面向客戶的指令。PLC通過數(shù)字的輸入與輸出控制生產(chǎn)的全過程，之所以將PLC應(yīng)用在數(shù)控機(jī)床的控制系統(tǒng)中，是因?yàn)镻LC具備以往控制方法所不具備特點(diǎn)。

體積小，重量輕。PLC具有很小的體積，所以很容易將其放置在機(jī)床當(dāng)中，而且其功耗也很小，只為數(shù)瓦。

具有普遍實(shí)用性。PLC適用很多的電氣控制場合，并且具有數(shù)據(jù)的運(yùn)算能力，這是以前的控制手法所不具備的。PLC還可以用在數(shù)字控制的領(lǐng)域當(dāng)中，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。近些年來，PLC的應(yīng)用越來越廣泛，也將其功能進(jìn)行了更好的完善，使其能夠更好的應(yīng)用在機(jī)械制造的行業(yè)當(dāng)中。

具有很強(qiáng)的抗干擾能力。這種特點(diǎn)是PLC最重要的一個(gè)特點(diǎn)，PLC是現(xiàn)代化的產(chǎn)物，對于內(nèi)部電路的干擾，PLC能夠很好采用其抗干擾的能力，并且具有很可靠的性能，一旦發(fā)現(xiàn)問題，就會利用自身的檢測功能進(jìn)行檢查，并發(fā)出警報(bào)。在數(shù)控機(jī)床的控制系統(tǒng)中，抗干擾能力是必不可少的一項(xiàng)基本的能力。

2 PLC的工作原理

PLC是數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)的中樞系統(tǒng)。其在數(shù)控機(jī)床中的工作分為三個(gè)階段。三個(gè)階段統(tǒng)稱為一個(gè)掃描周期。主要是輸入采樣階段，用戶程序執(zhí)行階段和輸出刷新階段。

1.輸入采樣階段

輸入采樣階段是PLC工作歷程中的第一個(gè)階段，主要是對所有的輸入端子進(jìn)行掃描，并且將端子的輸入狀態(tài)存放在內(nèi)存中相互對應(yīng)的寄存器當(dāng)中。這個(gè)時(shí)候，將輸入映像的寄存器進(jìn)行刷新。完成這一工作之后就會進(jìn)入到程序的執(zhí)行階段，在進(jìn)行程序執(zhí)行階段的時(shí)候，輸入的映像寄存器將會對外界進(jìn)行隔離，不管輸入的信號是什么，都不會對內(nèi)容有所影響，一直到下一個(gè)掃描周期的輸入采樣階段才會進(jìn)行重新的信號內(nèi)容輸入。

2.程序執(zhí)行階段

程序執(zhí)行階段是有掃描的原則的，遵從“先左后右，先上后下”的原則進(jìn)行掃描，一旦出現(xiàn)程序的跳轉(zhuǎn)指令，先要根據(jù)條件判斷是否滿足跳轉(zhuǎn)，如果滿足條件就繼續(xù)決定將要跳轉(zhuǎn)的地址。

3.輸出刷新階段

輸出刷新階段是在所有的指令都已執(zhí)行完畢后進(jìn)行的，在輸出刷新階段主要的工作是將映像寄存器中全部的繼電器狀態(tài)進(jìn)行轉(zhuǎn)存，轉(zhuǎn)到輸出的鎖存器當(dāng)中，并且會通過一定的方式進(jìn)行輸出工作，，將輸出刷新階段完成后就完成了整個(gè)的掃面周期，然后在進(jìn)行新的掃描周期的工作，周而復(fù)始，往復(fù)循環(huán)。

3 PLC的信息交換和控制功能

PLC會對數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，通過PLC，CNC，MT三個(gè)部分相互配合進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓ぷ?。從機(jī)床到PLC。機(jī)床的一些信號經(jīng)I/O端子板輸入到PLC，這段程序是根據(jù)設(shè)計(jì)者自行進(jìn)行定義與使用的，但并不是所有的程序都是由設(shè)計(jì)者來進(jìn)行決定控制的，還有一小部分是通過生產(chǎn)者也就是廠家定義的，對于廠家定義的程序是不得做任何更改的。PLC到機(jī)床。對于這一過程，PLC進(jìn)行控制機(jī)床的主要信號是由PLC的輸出口進(jìn)行傳輸?shù)?，將信號傳輸?shù)綑C(jī)床。在此期間，程序的設(shè)計(jì)者和控制機(jī)床的使用者是可以根據(jù)自身的需要將信號的含義進(jìn)行定義的，為此來進(jìn)行對開關(guān)量輸出信號的控制。CNC到PLC。將信息通過CNC進(jìn)行傳送，直接傳送到PLC的寄存器當(dāng)中，但是不可對信號進(jìn)行修改，因?yàn)樾盘柡偷刂范际潜簧a(chǎn)方確定好的。PLC到CNC。PLC的內(nèi)部設(shè)有信號的寄存器，寄存器的主要工作是將開關(guān)量信號輸出指令經(jīng)過寄存器的接收在經(jīng)過PLC傳遞到CNC中。這部分的信號與CNC到PLC一樣，都不可以將信息進(jìn)行更改。

PLC在數(shù)控機(jī)床中的控制功能主要是對操作面板的控制。而操作面板分為兩個(gè)部分，一個(gè)是系統(tǒng)操作面板，另一個(gè)是機(jī)床操作面板。兩個(gè)操作面板對信號的控制有所不同，機(jī)床的操作控制面板是直接通過PLC進(jìn)行機(jī)床運(yùn)行的控制的，而系統(tǒng)操作面板的控制信號則是先通過NC，在通過PLC進(jìn)行機(jī)床運(yùn)行的控制。機(jī)床側(cè)的開關(guān)信號是會傳送到PLC的，然后在PLC中進(jìn)行邏輯的運(yùn)算，開關(guān)信號包含了許多的檢測元件信號輸出信號的控制，主要有模式選擇開關(guān)，行程開關(guān)等。PLC對控制的實(shí)現(xiàn)是通過將輸出的信號由外圍的控制電路進(jìn)行控制，通過繼電器，接觸器和電磁閥將信號輸出給控制的對象。系統(tǒng)將T指令送到PLC中，進(jìn)行譯碼的工作，在數(shù)據(jù)表中進(jìn)行檢查，將T代碼的指定刀號找出，然后在與主軸的刀號進(jìn)行比較，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)不符合規(guī)格的，就要發(fā)出換刀的指令，最后將任務(wù)實(shí)現(xiàn)。對于M功能的實(shí)現(xiàn)，也是通過PLC進(jìn)行譯碼，將M指令完成后，由系統(tǒng)發(fā)出完成的信號。

4 總結(jié)

數(shù)控機(jī)床是機(jī)械制造業(yè)的重要組成部分，而PLC的不斷發(fā)展能夠幫助數(shù)控機(jī)床得到更好的發(fā)展，將PLC廣泛應(yīng)用到數(shù)控機(jī)床的控制系統(tǒng)當(dāng)中會加快加工的速度，加強(qiáng)加工的精度，將我國的數(shù)控機(jī)床行業(yè)發(fā)展的更好。

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