PLC在機(jī)床電氣控制中的應(yīng)用

王見(jiàn)冬　+趙亞麗　王晨光

摘 要：機(jī)床作為一種機(jī)械、液壓以及電氣協(xié)同控制的一體化通用加工設(shè)備，具有一定的代表性、典型性，同時(shí)故障的發(fā)生率非常高，同時(shí)具體故障的類型非常的多變，故障排除的工作量很大，短時(shí)間內(nèi)很難完成。PLC主要是控制電順序的基礎(chǔ)上逐漸發(fā)展和完善起來(lái)的，微處理器是其最主要的核心，是一種能夠進(jìn)行自動(dòng)控制的裝置?，F(xiàn)階段，PLC已經(jīng)完全取代了以繼電器和接觸器為主的控制設(shè)備在機(jī)床電氣控制中的應(yīng)用，憑借PLC本身的可靠性和對(duì)控制時(shí)間的精準(zhǔn)性能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)機(jī)床電氣控制的優(yōu)化與改進(jìn)，從而取得良好的控制效果。

關(guān)鍵詞：PLC；機(jī)床電氣；控制；應(yīng)用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.23.025

近年來(lái)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和科學(xué)技術(shù)進(jìn)步，我國(guó)的PLC獲得了更多的發(fā)展機(jī)會(huì)，并且在網(wǎng)絡(luò)通信和數(shù)據(jù)處理等方面逐漸得到了科學(xué)的改進(jìn)。目前，PLC在全世界的機(jī)床電氣控制中都得到了廣泛的應(yīng)用，其具有良好的擴(kuò)展性、組態(tài)靈活方便、控制可靠，雖然體積非常小，但是功能強(qiáng)大、速度快，維修起來(lái)更加方便和快捷。

1 組合機(jī)床的主要構(gòu)成

組合機(jī)床主要是按照工件加工的實(shí)際需要，以大量標(biāo)準(zhǔn)化和系列化通用部件的基礎(chǔ)上，搭配少量的專用配件，嚴(yán)格按照事先設(shè)定好的加工工序?qū)σ环N或者多種工件進(jìn)行高效且靈活的專用機(jī)床。同時(shí)，組合機(jī)床在結(jié)構(gòu)方面相對(duì)比較簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率以及自動(dòng)化水平都相當(dāng)高，具備重新進(jìn)行整合的能力，在大批生產(chǎn)中對(duì)于零件或者工序的加工非常適用。

一般情況下，組合機(jī)床都是半自動(dòng)的，在很大程度上可以實(shí)現(xiàn)工件的多面和多主軸加工，并且通常采用多個(gè)主軸、刀、面以及工序同時(shí)加工的方式，與通用機(jī)床相比生產(chǎn)效率相當(dāng)高，并且成本低，因此逐漸被廣泛應(yīng)用在大批量的生產(chǎn)過(guò)程中，在一定程度上還可以組成自動(dòng)生產(chǎn)線，有利于自動(dòng)化生產(chǎn)的實(shí)現(xiàn)。

基于組合機(jī)床主要是由專用的加工部件和通用的標(biāo)準(zhǔn)部件組成，其動(dòng)力部件的驅(qū)動(dòng)主要是液壓系統(tǒng)或者電動(dòng)機(jī)，在電氣系統(tǒng)自動(dòng)循環(huán)工作的控制下實(shí)現(xiàn)機(jī)電液的一體化發(fā)展，或者是機(jī)電加工設(shè)備控制的自動(dòng)化。組合機(jī)床最常見(jiàn)的通用部件為動(dòng)力滑臺(tái)，但是多數(shù)情況下是拿電動(dòng)機(jī)代替驅(qū)動(dòng)的，有時(shí)也會(huì)拿液壓機(jī)充當(dāng)。但是所有的標(biāo)準(zhǔn)都經(jīng)過(guò)了動(dòng)力部件的控制電路，通過(guò)對(duì)不同動(dòng)力部件之間的優(yōu)化組合，在很大程度上就能夠整合一臺(tái)完整的組合機(jī)床。

此外，在組合機(jī)床中我們可以利用軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)硬件運(yùn)行狀態(tài)的有效監(jiān)督，而硬件可以對(duì)軟件的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視，兩者的故障在一定程度上都能夠通過(guò)指示展現(xiàn)出來(lái)，極大的方便了操作人員的維護(hù)與更新。

2 PLC在機(jī)床電氣控制中的具體應(yīng)用

所謂的PLC主要是一種在使用過(guò)程中能夠面對(duì)經(jīng)過(guò)以及現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題的可以進(jìn)行編程的保存器，專門應(yīng)用在工作環(huán)境中對(duì)數(shù)字運(yùn)算的操作進(jìn)行設(shè)計(jì)的電子體系，其所應(yīng)用的編程語(yǔ)言通常都非常的高級(jí)和“自然”，應(yīng)用起來(lái)相對(duì)比較靈活和便捷。同時(shí)可以通過(guò)輸入和輸出數(shù)字式或者模擬式，實(shí)現(xiàn)對(duì)各類機(jī)械以及生產(chǎn)經(jīng)過(guò)的有效控制，與其他外圍設(shè)備一樣都是在工業(yè)體系的控制中形成一個(gè)整體，按照具體的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)的，擴(kuò)展性良好。

（1）自動(dòng)控制的作用。除去手工方面的復(fù)雜操作，PLC在機(jī)床電氣控制中的實(shí)際應(yīng)用，能夠幫助操作人員借助一定的編寫(xiě)程序?qū)?shù)據(jù)和程序編入到一定的PLC技術(shù)的中樞芯片中，而機(jī)床電氣設(shè)備在這些數(shù)據(jù)和編程并在制定程序運(yùn)轉(zhuǎn)中工作，通過(guò)提前就已經(jīng)編譯好的程度在遇到特殊情況時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)故障解決和反饋系統(tǒng)。

（2）及時(shí)反饋的作用。PLC在機(jī)電電氣控制設(shè)備自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，就已經(jīng)具備了掌控和反饋信息的巨大作用，操作員只需要在工作設(shè)備運(yùn)行中進(jìn)行全面的掌控即可。同時(shí)，設(shè)備所出現(xiàn)的異常情況同樣能夠從PLC所反饋的信息中詳細(xì)的了解到，如故障出現(xiàn)的具體部位、種類以及具體程度等，這很大程度上有利于操作員對(duì)故障進(jìn)行詳細(xì)的分析和處理。

（3）在照明系統(tǒng)的中的應(yīng)用。開(kāi)機(jī)時(shí)通過(guò)對(duì)機(jī)床電氣系統(tǒng)的控制可以正常的啟動(dòng)照明系統(tǒng)，打開(kāi)控制柜其中的照明體系便會(huì)立即開(kāi)啟，控制柜關(guān)閉時(shí)照明系統(tǒng)也會(huì)跟著馬上關(guān)閉，然而在應(yīng)用了PLC之后，上述過(guò)程會(huì)更加容易完成。同時(shí)，開(kāi)機(jī)亮起黃色的信號(hào)燈則表示系統(tǒng)的已經(jīng)準(zhǔn)備好，紅燈亮緊急停止，綠燈亮正常運(yùn)行。

（4）在組合機(jī)床電氣控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。組合機(jī)床主要是針對(duì)某些制定的工件，在相應(yīng)的工序下按照嚴(yán)格的要求分批次、分批量進(jìn)行加工的組合性設(shè)備，通常情況下生產(chǎn)效率非常高，機(jī)床的構(gòu)造相對(duì)比較繁瑣，因此在電氣設(shè)計(jì)方面的要求非常高，必須具備充足的可靠性和固定性，PLC在組合機(jī)床電氣控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，便很好的解決了這一問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了組合機(jī)床的自動(dòng)控制。

由于組合機(jī)床在構(gòu)造方面相對(duì)比較繁瑣，對(duì)可靠性的要求還十分高，因此結(jié)合機(jī)床在設(shè)計(jì)方面的要求一般會(huì)在粗鏜的主軸上采用雙速交流電機(jī)，使其能夠最大限度的滿足加工端面上的需求。同時(shí)，為保證機(jī)床在加工過(guò)程中工作臺(tái)能夠始終保持封鎖的狀態(tài)，在回轉(zhuǎn)工作臺(tái)以及各動(dòng)力頭的中間需要額外增加一定的互鎖電路。因此，機(jī)床電路的設(shè)計(jì)十分繁瑣，輸入點(diǎn)和輸出點(diǎn)要足夠多。

（5）分散控制體系。分散控制體系的存在對(duì)于確保PLC更好的掌控生產(chǎn)設(shè)備而言，具有非常重要的意義。相比較于傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式，生產(chǎn)線的存在使得生產(chǎn)產(chǎn)品的效率較之前有了很大的提升。同時(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)設(shè)備線的同時(shí)控制相對(duì)來(lái)說(shuō)十分困難，然而PLC的應(yīng)用可以很好的解決這一問(wèn)題，分散控制體系的存在能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)生產(chǎn)線上每一臺(tái)設(shè)備的有效控制，便于PLC各裝置之間的信息交流和傳遞，從而有利于設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，使得生產(chǎn)的精度性獲得了顯著的提高。

綜上所述，隨著PLC的發(fā)展，到目前為止已經(jīng)形成了大大小小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品，并且已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用到各種規(guī)模的工業(yè)控制場(chǎng)合中?，F(xiàn)階段，PLC已經(jīng)完全取代了以繼電器和接觸器為主的控制設(shè)備在機(jī)床電氣控制中的應(yīng)用，在機(jī)床電氣控制中發(fā)揮著重要的作用。

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作者簡(jiǎn)介：王見(jiàn)冬（1966-），男，河南濟(jì)源人，本科，講師，研究方向：機(jī)電一體化。