基于PLC 的數(shù)控機床電氣控制

張宏樂

隨著科學技術(shù)的不斷進步，裝備制造業(yè)的相關(guān)技術(shù)不斷創(chuàng)新與改進。機床逐漸由普通向著計算機數(shù)字化程序控制轉(zhuǎn)變，這樣一來不但可以在很大程度上提高機械加工的工作效率，還能有效的降低勞動強度。同時由于PLC 控制技術(shù)自身所具有的強大優(yōu)勢，使得其系統(tǒng)更為穩(wěn)定，不需要像傳統(tǒng)的控制技術(shù)一樣進行零部件的更換，只需要通過邏輯編輯器進行相應(yīng)的參數(shù)改變即可，通過這樣的方式來實現(xiàn)不同工藝的切換。這樣就可以實現(xiàn)一套設(shè)備進行多個生產(chǎn)環(huán)節(jié)的控制，在很大程度上節(jié)約了人力與物力成本，同時還提高了機加工生產(chǎn)效率，降低了產(chǎn)品生產(chǎn)的成本，有利于企業(yè)經(jīng)濟效益的提升[1]。

一、數(shù)控機床的結(jié)構(gòu)

（一）機床本體

數(shù)控機床本體是執(zhí)行控制系統(tǒng)指令的主要部分，它一般個頭比較大，是對機械零部件進行加工的直接設(shè)備。與此同時，數(shù)控機床本體還是進行數(shù)據(jù)控制的對象，它可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)控制的結(jié)果，因此，數(shù)控機床本體的質(zhì)量將最終關(guān)系到機加工零部件的精度。

（二）電氣控制單元

數(shù)控機床的控制系統(tǒng)當中最為核心的構(gòu)件是電氣控制單元，它可以對已經(jīng)編輯完成的軟件程序進行分析與使用，已達到對數(shù)控機床進行控制的目的。而其中的運動編輯器則是用來接收傳感器傳遞過來指令信號并將指令信號轉(zhuǎn)變成電信號的裝置，是控制單元當中非常重要的一部分，可以對數(shù)控機床的加工運行等進行科學的控制，是確保數(shù)控機床安全運行的關(guān)鍵。

（三）電氣控制系統(tǒng)的執(zhí)行部分

電氣控制系統(tǒng)的執(zhí)行部分一般都是借助電磁閥以達到對數(shù)控機床的控制。例如，數(shù)控機床在進行機械加工的時候，所使用的刀具如果出現(xiàn)磨損或者損壞情況，就可以通過電磁閥的開與關(guān)來實現(xiàn)對刀具的拆卸與夾緊，達到換刀的目的。這種換刀方式比人工換刀速度快且換刀精準度高，同時還可以實現(xiàn)對相關(guān)數(shù)據(jù)的檢測，因此可以在一定程度上提高機械加工的工作效率。還有就是如果在數(shù)控機床使用過程中出現(xiàn)刀具磨損或者是角度出現(xiàn)問題的時候，相關(guān)控制單元就會把這一問題反饋到中樞控制系統(tǒng)，相關(guān)控制單元會給電磁閥下達相應(yīng)的指令，以達到對其控制的目的，對刀具進行角度調(diào)整或者更換刀具。這樣一來就可以對數(shù)控機床機械加工的整個工作過程進行實時的監(jiān)控，最大程度的提升工作效率與機械加工產(chǎn)品的質(zhì)量[2]。

（四）數(shù)控機床的特殊結(jié)構(gòu)

在數(shù)控機床運轉(zhuǎn)工作的時候，難免會遇到一些緊急情況，在出現(xiàn)一些特殊情況時，需要數(shù)控機床做出應(yīng)急處理，這就需要數(shù)控機床擁有一些特殊的結(jié)構(gòu)，這樣一來可以有效的減少對機床的損壞，避免安全事故發(fā)生，這其中最常見的就是急停按鈕，它可以實現(xiàn)對數(shù)控機床的緊急控制。

二、基于PLC 的數(shù)控機床電氣控制系統(tǒng)

（一）數(shù)控機床電氣控制方式的選擇

科學、合理的數(shù)控機床電氣控制方式，可以提升數(shù)控機床的機加工工作效率，提高加工產(chǎn)品的精度質(zhì)量。因此，在選擇數(shù)控機床電氣控制系統(tǒng)的時候要根據(jù)所加工產(chǎn)品的性能與特點進行選擇，根據(jù)實際加工零部件的特點設(shè)計科學合理的程序，然后通過PLC控制系統(tǒng)選擇合理的X 軸與Y 軸。

（二）數(shù)控機床的功能

數(shù)控機床系統(tǒng)在進行機械加工的時候不僅可以實現(xiàn)各軸之間的聯(lián)動，同時也可以實現(xiàn)每一個軸的獨立運動。數(shù)控機床的全閉環(huán)控制的方式，借助各軸的運動軌跡可以很好的實現(xiàn)對其工作臺進行精準定位，以達到對操作過程的精準控制目的。在數(shù)控機床運轉(zhuǎn)的過程中，電機由于長時間工作會產(chǎn)生大量熱量，因此，必須對電機的溫度進行實時監(jiān)測，并選擇合適的冷卻系統(tǒng)對其進行降溫保護。這些都是提高數(shù)控機床加工穩(wěn)定性，降低安全事故的有效保障方式[3]。

三、數(shù)控機床出現(xiàn)故障分析

數(shù)控機床在進行零部件機械加工的時候，有時也會出現(xiàn)一些錯誤或者是故障，在出現(xiàn)問題的時候必須要及時準確的做出應(yīng)急處理，最大程度上避免造成人員傷亡和機床損害。在數(shù)控機床控制系統(tǒng)當中的緊急控制按鈕可以通過PLC 中間繼電器將急停信息立即傳輸?shù)较到y(tǒng)當中，繼電器可以馬上接到指令并對其指令做出相應(yīng)的反應(yīng)，快速制止數(shù)控機床設(shè)備的運轉(zhuǎn)，避免數(shù)控機床設(shè)備出現(xiàn)連續(xù)性的損壞，同時還能降低帶來的其他事故。然后由專業(yè)人員對其執(zhí)行程序與控制系統(tǒng)進行逐一檢查，并對產(chǎn)生的故障問題進行詳細分析與處理[4]。

四、結(jié)束語

隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展與創(chuàng)新，基于PLC 數(shù)控機床控制技術(shù)得到了快速的發(fā)展與進步，程序化與自動化程度越來越高，其功能越來越多，這在很大程度上降低了機械加工的勞動強度，提高了機械加工產(chǎn)品的精度與質(zhì)量，避免了由于人為因素帶來的機加工事故，這對增強機械加工企業(yè)的市場競爭力有非常大的幫助。