基于PLC的機(jī)床電氣控制技術(shù)研究

賀琴 神木職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系

引言：現(xiàn)今，邏輯運(yùn)算處理模塊廣泛應(yīng)用于智能化生產(chǎn)管理的各個(gè)方面，PLC的機(jī)床電氣控制技術(shù)應(yīng)用勢在必行，成為解決現(xiàn)階段多種機(jī)床電氣控制系統(tǒng)使用管理問題及核心技術(shù)問題的有效途徑。

1.常規(guī)機(jī)床電氣控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1.1 機(jī)床設(shè)備應(yīng)用的電氣控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

（1）機(jī)床設(shè)備主體結(jié)構(gòu)

機(jī)床設(shè)備主體電氣控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要滿足機(jī)床設(shè)備控制的協(xié)調(diào)性及管理性需要，確保操作人員對于機(jī)床設(shè)備的使用具備可操控性，從零件加工機(jī)械及基礎(chǔ)構(gòu)件方面，協(xié)調(diào)機(jī)床硬件與軟件模組，合理控制零件加工工序，保障零件的加工參數(shù)與實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)保持一致。

（2）機(jī)床設(shè)備電氣控制結(jié)構(gòu)

機(jī)床設(shè)備的電子控制結(jié)構(gòu)分為多個(gè)部分，主要由電源模組、電機(jī)模組及運(yùn)動(dòng)控制模組構(gòu)成，機(jī)床設(shè)備的運(yùn)行使用環(huán)境各不相同，導(dǎo)致不同環(huán)境下對于機(jī)床設(shè)備的使用功能需求差異化明顯，為適應(yīng)多種設(shè)備使用環(huán)境，通常機(jī)床設(shè)備需要配備兩種電池處理模組，首先是固定電流的轉(zhuǎn)化處理模組，利用電流控制器實(shí)現(xiàn)對不同電壓的電力負(fù)荷控制，保障各系統(tǒng)電流電壓接通能夠進(jìn)行一體化設(shè)備管理。電氣控制單元由分為主要控制模塊及分組模塊兩個(gè)方面，主要控制模塊用于發(fā)送電氣控制設(shè)備指令，而分組模塊則用于執(zhí)行主控系統(tǒng)的指令內(nèi)容。

（3）機(jī)床設(shè)備電氣操作管理端口

現(xiàn)代機(jī)床設(shè)備雖智能化自動(dòng)化水平較高，但對于部分精加工部件仍需要進(jìn)行人工操作，尤其是設(shè)備換刀及設(shè)備刀具運(yùn)行軌跡的變動(dòng)，對于零件加工規(guī)格的影響較大，為保障加工精確性，需要采用電氣控制系統(tǒng)對接入電子模塊進(jìn)行操作，以便更好控制零件加工誤差，實(shí)現(xiàn)多種功能下的機(jī)床設(shè)備操作運(yùn)轉(zhuǎn)。

（4）PLC機(jī)床電器控制系統(tǒng)

PLC機(jī)床電器控制系統(tǒng)主要用于對機(jī)床設(shè)備運(yùn)行的邏輯控制，通過傳感器信號(hào)輸出及信息輸入，向運(yùn)動(dòng)控制器發(fā)送零件加工處理信息，在光柵尺檢測到相關(guān)加工信息后，利用自身的電氣運(yùn)動(dòng)單元帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)，并向傳感器設(shè)備發(fā)送信息反饋，而后由PLC系統(tǒng)模組協(xié)調(diào)不同機(jī)床設(shè)備處理模塊將數(shù)據(jù)傳送至電氣控制系統(tǒng)，利用PLC傳輸技術(shù)自主進(jìn)行機(jī)床設(shè)備邏輯計(jì)算控制。

1.2 機(jī)床設(shè)備的特殊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

機(jī)床設(shè)備特殊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要由設(shè)備急停與設(shè)備超程限位程序構(gòu)成。設(shè)備急停系統(tǒng)顧名思義用于保護(hù)設(shè)備系統(tǒng)運(yùn)行使用安全及人員安全，通常該系統(tǒng)處于待機(jī)狀態(tài)，并不主動(dòng)的進(jìn)行電源連接，需通過外部力量干預(yù)實(shí)現(xiàn)對機(jī)床設(shè)備斷電，實(shí)際急停處理速度相對較慢，且無法對電機(jī)形成有效的斷電保護(hù)，因此需利用PLC機(jī)床電氣控制系統(tǒng)做設(shè)計(jì)優(yōu)化。超程限位程序設(shè)計(jì)主要用于對設(shè)備故障進(jìn)行預(yù)警，采取傳感器信息串聯(lián)實(shí)時(shí)掌握各設(shè)備模組運(yùn)行情況，一旦出現(xiàn)觸點(diǎn)斷開即可及時(shí)的進(jìn)行報(bào)警信息反饋，該系統(tǒng)設(shè)備便于技術(shù)人員提前預(yù)知系統(tǒng)故障，可提高設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性，是現(xiàn)代機(jī)床電氣控制系統(tǒng)不可或缺的重要組成，所以需在PLC技術(shù)應(yīng)用設(shè)計(jì)方面做自動(dòng)化及智能化優(yōu)化處理。

2.基于PLC設(shè)計(jì)的機(jī)床電氣控制技術(shù)運(yùn)用

2.1 機(jī)床設(shè)備電氣控制方案選擇

PLC機(jī)床設(shè)備電氣控制方案選擇需要考慮電氣機(jī)床設(shè)備使用環(huán)境等多方面要素，以此確保電氣機(jī)床控制方案選擇連貫性，充分實(shí)現(xiàn)智能化人機(jī)交互，解決機(jī)床設(shè)備控制反應(yīng)延遲問題，盡可能按照主控芯片GPU邏輯運(yùn)算特點(diǎn)，布置運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、點(diǎn)擊部分及光柵尺快租設(shè)計(jì)，進(jìn)而提高程序控制精確性。運(yùn)動(dòng)控制器的使用其基本優(yōu)勢在于更高的穩(wěn)定性及數(shù)據(jù)讀取速率，傳感器的鏈接可采用運(yùn)動(dòng)控制器進(jìn)行接入軸控制管理，避免使用傳統(tǒng)控制卡模組導(dǎo)致其出現(xiàn)接入軸數(shù)量不足問題，為后續(xù)階段PLC機(jī)床電氣控制系統(tǒng)升級(jí)與維護(hù)預(yù)留實(shí)際空間。

2.2 機(jī)床設(shè)備基礎(chǔ)功能結(jié)構(gòu)分析

機(jī)床電氣控制對于零件加工精度要求相對較高，環(huán)境溫度的變化及換刀切削的強(qiáng)度等，均可對零件加工形態(tài)產(chǎn)生影響，從而使零件加工精度及參數(shù)統(tǒng)一性下降。PLC擊穿電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)同樣要重視以上問題，可采取主軸機(jī)械換刀及刀庫換刀兩種模式，參考PLC邏輯運(yùn)算參數(shù)自動(dòng)對零件的切削深度及強(qiáng)度等做微度調(diào)整，在提高加工效率的同時(shí)，保障加工質(zhì)量，進(jìn)一步簡化傳統(tǒng)繁瑣的零件加工檢測流程，使零件加工在機(jī)床設(shè)備系統(tǒng)機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)過程中即可完成一系列的加工、管理及檢測工作，為技術(shù)人員提供便捷的機(jī)床設(shè)備操作服務(wù)。

結(jié)語：綜上所述，PLC機(jī)床電氣控制技術(shù)應(yīng)用發(fā)展前景相對良好，技術(shù)內(nèi)容也相對成熟，是未來階段零件加工處理的主要應(yīng)用技術(shù)別類之一，尤其PLC邏輯運(yùn)算能力的提升，使機(jī)床電氣控制系統(tǒng)整體運(yùn)行控制效果得以提升，為未來階段機(jī)床設(shè)備技術(shù)運(yùn)用夯實(shí)基礎(chǔ)。