PLC在機(jī)床電氣控制方面的應(yīng)用研究

康明遠(yuǎn)

摘要：隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，PLC技術(shù)在機(jī)床電氣控制中的應(yīng)用更加成熟，對(duì)于控制基礎(chǔ)操作程序，提升工作效率，提高加工零件的精確度具有重要意義。

關(guān)鍵詞：PLC;機(jī)床電氣控制;應(yīng)用

引言

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，裝備制造業(yè)的相關(guān)技術(shù)不斷創(chuàng)新與改進(jìn)。機(jī)床逐漸由人工控制向著計(jì)算機(jī)數(shù)字化程序控制轉(zhuǎn)變，這樣一來(lái)不但可以在很大程度上提高機(jī)械加工的工作效率，還能有效的降低勞動(dòng)強(qiáng)度。同時(shí)由于PLC控制技術(shù)自身所具有的強(qiáng)大優(yōu)勢(shì)，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(jìn)行零部件的更換，只需要通過(guò)邏輯編輯器進(jìn)行相應(yīng)的參數(shù)改變即可，通過(guò)這樣的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)不同工藝的切換。這樣就可以實(shí)現(xiàn)一套設(shè)備進(jìn)行多個(gè)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(shí)還提高了機(jī)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(jì)效益的提升。

1 PLC下的機(jī)床電氣控制系統(tǒng)的重要性

在相關(guān)的機(jī)床電氣控制系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)作的過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題，嚴(yán)重影響整體工作效果。而在其中合理的使用PLC技術(shù)法，主要根據(jù)預(yù)定的標(biāo)準(zhǔn)和控制對(duì)象，開(kāi)展精確的控制工作，加快系統(tǒng)的運(yùn)作速度，形成綜合性的工作模式。且在系統(tǒng)的性?xún)r(jià)比方面，需要明確PC機(jī)設(shè)備還有運(yùn)動(dòng)控制器系統(tǒng)、電機(jī)設(shè)備、光柵尺等等，形成閉環(huán)式的控制模式。使用此類(lèi)技術(shù)方式，有助于將PC設(shè)備的作用充分發(fā)揮出來(lái)，實(shí)現(xiàn)文件處理目的、人機(jī)交互處理目的，并針對(duì)各種數(shù)據(jù)信息進(jìn)行精確的處理。對(duì)于運(yùn)動(dòng)控制器設(shè)備而言，在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中有助于提升其可靠性和運(yùn)行效果，并全面增強(qiáng)精確度，而在光柵尺方面，屬于系統(tǒng)中位置信息精確度可以達(dá)到um的內(nèi)容。與此同時(shí)，在運(yùn)動(dòng)控制器實(shí)際運(yùn)作的過(guò)程中，其可靠性和穩(wěn)定性非常高，能夠促使各方面工作的合理實(shí)施，通過(guò)控制器的支持，更好的進(jìn)行軸的接入。而在運(yùn)動(dòng)控制器方面，能夠更好的增加軸數(shù)量，并為系統(tǒng)升級(jí)提供較為良好的便利支持。另外，在運(yùn)動(dòng)控制器設(shè)備運(yùn)作的過(guò)程中，可以利用標(biāo)準(zhǔn)接口介入PLC的相關(guān)系統(tǒng)，改善功能并全面提升系統(tǒng)的運(yùn)作水平。

2 機(jī)床電氣控制系統(tǒng)構(gòu)造

2.1 基礎(chǔ)構(gòu)造

機(jī)床作為工業(yè)產(chǎn)業(yè)中的重要設(shè)備之一，在智能化技術(shù)、信息化技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用下，通過(guò)固定程序的設(shè)定，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。首先，機(jī)床床身是外力驅(qū)動(dòng)，在系統(tǒng)的指令下，可對(duì)零件、材料等進(jìn)行直接加工，其可依據(jù)內(nèi)部的固定程序材料進(jìn)行精度操作。其次，電氣控制模塊是機(jī)床的控制中心，一般由控制器、工作電機(jī)、設(shè)備電源等組成，其中控制器起到中樞控制作用，主要對(duì)系統(tǒng)的各個(gè)模塊進(jìn)行控制，協(xié)調(diào)各模塊之間的工作狀態(tài)，以達(dá)到系統(tǒng)的邏輯性操作。工作電機(jī)是對(duì)電流進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并以穩(wěn)態(tài)供電的方式對(duì)機(jī)床進(jìn)行電流輸入，以保證機(jī)床設(shè)備的正常運(yùn)行。設(shè)備電源則是機(jī)床設(shè)備運(yùn)行的前提，其主要為設(shè)備提供電力支持，以確保設(shè)備的持續(xù)性工作。再次，系統(tǒng)執(zhí)行模塊是針對(duì)指令進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，一般是實(shí)現(xiàn)零部件的加工等，可針對(duì)系統(tǒng)程序指令，對(duì)加工狀態(tài)進(jìn)行改變，例如刀具轉(zhuǎn)角、橫軸移動(dòng)等，以完成零部件的加工需求。同時(shí)執(zhí)行模塊可對(duì)刀具使用情況進(jìn)行分析，及時(shí)判定刀具的磨損狀態(tài)，以提升機(jī)床的加工精度。最后，機(jī)床的核心操控系統(tǒng)，PLC作為一款集成式處理器，其可對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析和整理，將機(jī)床的操控程序進(jìn)行檢索，并將數(shù)據(jù)信息傳遞到控制中心，確保設(shè)備在操控指令下可完成范圍性操作。同時(shí)在機(jī)床設(shè)備傳感器的作用下，可將設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行信息反饋到PLC控制器中，保證控制系統(tǒng)可正常運(yùn)行。

2.2 特殊構(gòu)造

機(jī)床設(shè)備在實(shí)際操控過(guò)程中，加工刀具的磨損、操作不當(dāng)會(huì)使機(jī)床設(shè)備面臨無(wú)法正常工作的狀態(tài)，為避免操作失誤帶來(lái)的負(fù)面影響，一般自動(dòng)化機(jī)床設(shè)備都設(shè)定急停按鈕和限位程序等，以保證設(shè)備操控的完整性。1）急停按鈕的設(shè)置，一般針對(duì)突發(fā)型情況，當(dāng)設(shè)備因工作人員的誤操作導(dǎo)致實(shí)際加工方式發(fā)生變化，工作人員可對(duì)急停按鈕進(jìn)行操控，在一般情況下，急停按鈕一般處于開(kāi)路狀態(tài)，但按下急停按鈕時(shí)，內(nèi)部電路系統(tǒng)將與急停按鈕下的電路系統(tǒng)構(gòu)成節(jié)點(diǎn)回路，使設(shè)備操控系統(tǒng)處于斷電狀態(tài)，同時(shí)設(shè)備的電源也將處于斷電狀態(tài)，進(jìn)而保證機(jī)床設(shè)備的完整性。同時(shí)急停按鈕在按下時(shí)，將觸發(fā)設(shè)備的報(bào)警系統(tǒng)，同時(shí)信號(hào)在設(shè)備內(nèi)進(jìn)行傳輸，當(dāng)其傳輸?shù)街鞑倏叵到y(tǒng)時(shí)，將由模塊化的操控系統(tǒng)進(jìn)行指令下達(dá)，使設(shè)備的各模塊停止運(yùn)行，此時(shí)程序指令回到初始位置。2）限位程序的制定，機(jī)床設(shè)備在常態(tài)運(yùn)行下，限位程序一般處于斷路，當(dāng)設(shè)備操作人員對(duì)限位程序進(jìn)行操控時(shí)，處于程序指令下位的繼電器將執(zhí)行斷開(kāi)命令，使設(shè)備停止運(yùn)行。同時(shí)信息反饋系統(tǒng)將對(duì)受控模塊的信息進(jìn)行傳輸，以保證控制系統(tǒng)對(duì)程序操控部位進(jìn)行故障排除工作，以提升機(jī)床設(shè)備的工作效率。

3 基于PLC的機(jī)床電氣控制系統(tǒng)

3.1 機(jī)床電氣控制方式的選擇

科學(xué)、合理的機(jī)床電氣控制方式，可以提升機(jī)床的機(jī)加工工作效率，提高加工產(chǎn)品的精度質(zhì)量。因此，在選擇機(jī)床電氣控制系統(tǒng)的時(shí)候要根據(jù)所加工產(chǎn)品的性能與特點(diǎn)進(jìn)行選擇，根據(jù)實(shí)際加工零部件的特點(diǎn)設(shè)計(jì)科學(xué)合理的程序，然后通過(guò)PLC控制系統(tǒng)選擇合理的X軸與Y軸。

3.2 信息交換功能的實(shí)現(xiàn)

PLC技術(shù)的信息交換功能非常強(qiáng)，對(duì)它的使用可以促進(jìn)系統(tǒng)信息的有效交流，并可以進(jìn)一步提高機(jī)床與系統(tǒng)間的信息交換效率，但是，在具體的交換過(guò)程中，應(yīng)該對(duì)系統(tǒng)的相關(guān)位置展開(kāi)分析，突出顯示應(yīng)用的交換功能。此外，信息可以在機(jī)床中進(jìn)行傳遞，并實(shí)現(xiàn)可編程控制要求。這種接口傳遞形勢(shì)可以由開(kāi)發(fā)者定義，在機(jī)床信息傳遞交換的時(shí)候，可以通過(guò)PLC提高信號(hào)的傳遞速度。

3.3 基于PLC技術(shù)的機(jī)床工作流程

應(yīng)用PLC技術(shù)時(shí)應(yīng)當(dāng)明確應(yīng)用步驟，可以分為三個(gè)步驟，作如下分析。第一，基于PLC技術(shù)輸入處理環(huán)節(jié)，應(yīng)用PLC技術(shù)于這一環(huán)節(jié)能夠把握電氣控制系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)行數(shù)據(jù)的采集，這一環(huán)節(jié)PLC技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)外部電路的斷開(kāi)或者接通，經(jīng)過(guò)接口輸入到映像寄存器，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)備的執(zhí)行功能。第二，基于PLC技術(shù)執(zhí)行環(huán)節(jié)，應(yīng)用PLC技術(shù)需要與電氣控制系統(tǒng)內(nèi)部其他組件相結(jié)合，通過(guò)解析指令開(kāi)展相應(yīng)的操作，并結(jié)合實(shí)際質(zhì)量讀取信息，按照指令開(kāi)展工作。PLC執(zhí)行程序主要就是由大量指令組成的，依賴(lài)于存儲(chǔ)器指令安排順序，如果沒(méi)有跳轉(zhuǎn)指令，則按照順序執(zhí)行指令。第三，基于PLC技術(shù)輸入環(huán)節(jié)，輸入處理與執(zhí)行工作均完成后，PLC寄存器已經(jīng)含有輸入信號(hào)，在輸入環(huán)節(jié)中，也需要加以輸出，指令結(jié)束后，輸出繼電器狀態(tài)，然后再通過(guò)鎖存器轉(zhuǎn)存，最終實(shí)現(xiàn)外部控制效果。

結(jié)語(yǔ)

PLC是一種可控制器件，目前，在系統(tǒng)電氣控制中有非常重要的使用價(jià)值，可以進(jìn)一步提高機(jī)床的生產(chǎn)效率與自動(dòng)化控制水平，從而提高企業(yè)的生產(chǎn)效率與企業(yè)的效益。此外，在我國(guó)科學(xué)技術(shù)持續(xù)發(fā)展的過(guò)程中，PLC技術(shù)在機(jī)床電氣控制中的應(yīng)用范圍持續(xù)擴(kuò)大，并進(jìn)一步提高機(jī)床的應(yīng)用穩(wěn)定性，使我國(guó)的機(jī)械行業(yè)實(shí)現(xiàn)良好發(fā)展。

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