機(jī)床電氣系統(tǒng)優(yōu)化對(duì)策探討

蔡牟辰 單鵬

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。文章指出憑借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：機(jī)床電氣；系統(tǒng)優(yōu)化；數(shù)控技術(shù)

我國(guó)現(xiàn)有的機(jī)床電氣工作采用傳統(tǒng)的控制方式，機(jī)床的觸電較多，且連接線路復(fù)雜，容易發(fā)生各類問(wèn)題。包括電路老化、線路損壞以及高精度模塊受潮、高溫后損壞。我國(guó)目前大多數(shù)機(jī)床都是一體化的，難以拆卸，因此，設(shè)備的維護(hù)較為復(fù)雜。機(jī)床的穩(wěn)定性較差，直接影響了日常的生產(chǎn)工作。根據(jù)我國(guó)市場(chǎng)以及行業(yè)現(xiàn)狀，多數(shù)傳統(tǒng)的機(jī)床仍然能夠進(jìn)行生產(chǎn)工作，但對(duì)于高精度、自動(dòng)化的生產(chǎn)而言，傳統(tǒng)機(jī)床已經(jīng)難以滿足了。因此，要積極對(duì)機(jī)床電氣進(jìn)行改造升級(jí)，加強(qiáng)對(duì)企業(yè)資源的利用，滿足新的生產(chǎn)工藝需求，提高企業(yè)生產(chǎn)效率的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

一、PLC優(yōu)化原理

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(guò)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(guò)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)床電氣優(yōu)化中的應(yīng)用

（一） PLC技術(shù)的應(yīng)用步驟

首先，進(jìn)行PLC技術(shù)的采樣。該步驟的工作內(nèi)容主要是PLC對(duì)輸入端的信息進(jìn)行掃描，并且將掃描到的信息保存在PLC技術(shù)的寄存器中。保存新的信息后，PLC技術(shù)進(jìn)行信息執(zhí)行，PLC技術(shù)的寄存器為獨(dú)立的形態(tài)，與其他的操作、部件沒(méi)有聯(lián)系，寄存器中的數(shù)據(jù)不受輸入、輸出數(shù)據(jù)的影響，寄存器的獨(dú)立性會(huì)持續(xù)到下一個(gè)運(yùn)行活動(dòng)的周期。其次，PLC技術(shù)的執(zhí)行。完成信息采樣后，根據(jù)正常工作的原理進(jìn)行程序的執(zhí)行。在程序執(zhí)行的過(guò)程中，會(huì)遇到跳轉(zhuǎn)指令，此時(shí)，工作人員要對(duì)PLC技術(shù)的指令跳轉(zhuǎn)信息進(jìn)行分析和研究，隨后對(duì)PLC技術(shù)的執(zhí)行操作進(jìn)行判斷。最后，PLC技術(shù)的輸出。PLC技術(shù)完成數(shù)據(jù)的采樣、數(shù)據(jù)程序的運(yùn)行后，PLC技術(shù)將這兩個(gè)階段后的寄存器中保存的信息進(jìn)行整理，并且采用數(shù)據(jù)輸出或者輸入的方式將信息轉(zhuǎn)移，將寄存器中的信息轉(zhuǎn)移到PLC技術(shù)的鎖存器中，隨機(jī)進(jìn)行鎖存器中數(shù)據(jù)的分析和調(diào)整，通過(guò)數(shù)據(jù)輸出的方式將信息傳輸，完成PLC技術(shù)外部的負(fù)載工作。

（二） PLC技術(shù)應(yīng)用的設(shè)計(jì)要求

PLC技術(shù)在機(jī)床電氣改造升級(jí)中使用時(shí)，要保證PLC技術(shù)符合設(shè)計(jì)要求。PLC技術(shù)應(yīng)用的設(shè)計(jì)要求主要包括5點(diǎn)：第一，機(jī)床在開(kāi)啟后處于自動(dòng)化的狀態(tài)，能夠在接通電源后自主工作；第二，綜合考慮機(jī)床生產(chǎn)的材料和方式，確保機(jī)床運(yùn)行中的合理性，提高機(jī)床工作的效率；第三，PLC技術(shù)要對(duì)機(jī)床左右兩個(gè)滑臺(tái)進(jìn)行調(diào)整，并且進(jìn)行程序設(shè)定，確保運(yùn)行的系統(tǒng)性和穩(wěn)定性；第四，機(jī)床運(yùn)行中，主軸當(dāng)滑臺(tái)恢復(fù)到最初狀態(tài)時(shí)，收到相應(yīng)指令后要能夠自動(dòng)停止運(yùn)行；第五，機(jī)床的主軸定位后，機(jī)床的軸箱能夠自動(dòng)完成運(yùn)行工作。

（三）改造時(shí)的注意事項(xiàng)

PLC技術(shù)是現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)技術(shù)，在機(jī)床電氣改造升級(jí)中的合理應(yīng)用能夠有效提高生產(chǎn)效益，保障生產(chǎn)的安全性與穩(wěn)定性。PLC技術(shù)是一種人為設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作電子裝置，在生產(chǎn)中PLC技術(shù)是控制機(jī)床的重要方式。PLC技術(shù)在機(jī)床中的應(yīng)用，有助于提升機(jī)床設(shè)備的自動(dòng)化水平，提高生產(chǎn)效率的同時(shí)，降低設(shè)備故障的發(fā)生率。PLC技術(shù)在機(jī)床電氣改造升級(jí)中有4點(diǎn)注意事項(xiàng)：第一，常閉觸點(diǎn)輸入信號(hào)的處理。在機(jī)床電氣改造中，要盡量使用常開(kāi)觸點(diǎn)，特殊情況使用常閉觸點(diǎn)時(shí)，觸點(diǎn)的類型要與機(jī)床電路中相反；第二，連接線路的處理。機(jī)床設(shè)備中電路復(fù)雜，要將交織在儀器的電路進(jìn)行分離。可通過(guò)控制電路分離的方式來(lái)區(qū)分各個(gè)線圈，以線圈為單位，綜合考慮繼電器的各個(gè)線圈受到哪些觸點(diǎn)和電路的控制，從而設(shè)計(jì)出等效梯形圖電路；第三，優(yōu)化梯形圖電路的設(shè)計(jì)。機(jī)床電氣改造時(shí)，各個(gè)串聯(lián)電路中，單個(gè)觸點(diǎn)要放置在電路塊的右側(cè)，而并聯(lián)電路中，單個(gè)觸點(diǎn)應(yīng)該放在電路塊的下方；第四，斷電延時(shí)的時(shí)間繼電器處理。PLC技術(shù)在機(jī)床電氣改造升級(jí)應(yīng)用時(shí)，要合理處理斷電延時(shí)的時(shí)間繼電器，機(jī)床電路圖中的KT是線圈斷電后開(kāi)始延時(shí)的時(shí)間繼電器，可通過(guò)線圈斷電后延時(shí)的定時(shí)器來(lái)完成時(shí)間繼電器的功能；PLC技術(shù)在機(jī)床電氣改造升級(jí)中使用時(shí)，可采用繼電器來(lái)控制。

三、結(jié)束語(yǔ)

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(lái).經(jīng)過(guò)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(guò)PLC控制電機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)點(diǎn)位之間的控制功能，從而通過(guò)PLC技術(shù)可以較好的指導(dǎo)了數(shù)控機(jī)床的改造。

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