數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)的PLC設(shè)計(jì)

鄭立群

摘要：CNC技術(shù)是全自動(dòng)加工的基本技術(shù)，是CNC機(jī)床的關(guān)鍵技術(shù)。技術(shù)水平的優(yōu)缺點(diǎn)與我國(guó)的重要地位和加工水平有關(guān)。PCL越來(lái)越廣泛地用于CNC機(jī)床中，其主要特點(diǎn)是加工精度高，生產(chǎn)率高，以及其他類(lèi)似產(chǎn)品所沒(méi)有的最新管理功能?？偨Y(jié)了如何分析和研究數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)的相關(guān)內(nèi)容，以及如何設(shè)計(jì)用于數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)的PLC。

關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床;PLC;電氣控制系統(tǒng)

近年來(lái)，我國(guó)可編程控制器（PCL）技術(shù)水平有了很大的提升，尤其是在自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用方面獲得了較為理想的效果，對(duì)行業(yè)的整體發(fā)展也起到了一定的促進(jìn)作用。PCL是一種主要服務(wù)于工業(yè)的計(jì)算機(jī)，其最初誕生的目的就是更好地為工業(yè)制造產(chǎn)業(yè)進(jìn)行服務(wù)?，F(xiàn)階段，此項(xiàng)技術(shù)在我國(guó)多個(gè)行業(yè)都有所應(yīng)用，尤其是在我國(guó)制造業(yè)的應(yīng)用規(guī)模正在不斷擴(kuò)大，獲得了行業(yè)內(nèi)工作人員的認(rèn)可，編程控制器的性能以及硬件成本等等方面與傳統(tǒng)的工業(yè)制造過(guò)程中所應(yīng)用的工業(yè)控制產(chǎn)品相比較，優(yōu)勢(shì)較為明顯。因此，將此項(xiàng)技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)制造中進(jìn)行應(yīng)用是非常有必要的。

1數(shù)控機(jī)床電氣控制電路分析

1.1工作原理與功能

CNC機(jī)床將機(jī)床設(shè)計(jì)圖與機(jī)床相結(jié)合，使用指定的代碼和程序格式進(jìn)行編寫(xiě)和處理，并將真正有效的機(jī)床輸入到CNC機(jī)床系統(tǒng)中。CNC機(jī)床系統(tǒng)添加產(chǎn)品處理程序和輸入信號(hào)指令，執(zhí)行數(shù)據(jù)分析和分類(lèi)，并將最終分類(lèi)結(jié)果發(fā)送到電氣控制系統(tǒng)。機(jī)床的各個(gè)操作部件必須根據(jù)規(guī)定的要求有序地進(jìn)行處理。有效制造符合標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品。CNC機(jī)床主要用于加工各種旋轉(zhuǎn)零件，例如圓盤(pán)和軸。通過(guò)操作機(jī)床，可以加工諸如圓錐形表面，螺紋，模制表面和端面之類(lèi)的各種零件，并且還可以進(jìn)行諸如零件的鉆孔，鉸刀加工和開(kāi)槽之類(lèi)的高精度加工。在機(jī)械制造業(yè)中的應(yīng)用范圍是相似的、更寬的。

1.2電氣控制電路的分析

1.2.1主軸電機(jī)電氣控制

主軸電動(dòng)機(jī)M3是由變頻器，反向旋轉(zhuǎn)，正向旋轉(zhuǎn)，速度控制驅(qū)動(dòng)的交流變頻電動(dòng)機(jī)，并根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行控制。

1.2.2主軸控制

機(jī)床控制面板主要包括主軸縮進(jìn)—前進(jìn)—停止—點(diǎn)動(dòng)等。零件程序的輸入信號(hào)為M03，M04，M05。同時(shí)，輸出信號(hào)包括主軸后退Q0.1，主軸前進(jìn)Q0.0和主軸停止Q0.2。

1.2.3其它輔助電機(jī)控制

CNC機(jī)床的輔助動(dòng)力主要包括冷卻泵馬達(dá)，轉(zhuǎn)塔馬達(dá)和潤(rùn)滑泵馬達(dá)?？刂瞥绦虻牟僮飨鄬?duì)容易。示例：刀架電機(jī)控制，輸入命令：I0、0I0、1I0、2I0、3I0、4I0、5I0、6手動(dòng)換刀鍵I1.0，根據(jù)來(lái)自T1的刀具位置檢測(cè)信號(hào)獲取零件程序T代碼。I1.1，T2，I1.2，T3，I1.3，T4。數(shù)控機(jī)床控制面板。輸出信號(hào)包括轉(zhuǎn)塔翻轉(zhuǎn)Q0.5，轉(zhuǎn)塔向前旋轉(zhuǎn)Q1.4，手動(dòng)控制輸入：CNC系統(tǒng)，KM1，KM2，原動(dòng)機(jī)M3。自動(dòng)控制的CNC指令T代碼：數(shù)控系統(tǒng)KM1，KM2，轉(zhuǎn)塔馬達(dá)M3。另一個(gè)示例是冷卻泵電機(jī)控制。零件程序的輸入信號(hào)為M08，M09，冷卻啟動(dòng)鍵和機(jī)器操作面板停止鍵。程序輸出信號(hào)Q0.3，手動(dòng)控制按鈕，自動(dòng)控制數(shù)控指令M代碼。

2數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)的PLC設(shè)計(jì)

2.1強(qiáng)電電氣控制柜的設(shè)計(jì)

2.1.1交流380V電源作用

可以使用變壓器將其轉(zhuǎn)換為AC220V電源，與空氣開(kāi)關(guān)QF2一起用作電源，并提供給伺服放大器。另外，空氣開(kāi)關(guān)QF3，接觸器KM1，KM2等。也可以通過(guò)變壓器將其轉(zhuǎn)換為交流電。220V電源通過(guò)開(kāi)關(guān)電源U41和W41DC24V為系統(tǒng)供電。最后，AC380V電源也可用于主軸逆變器。通過(guò)防漏開(kāi)關(guān)QS和空氣開(kāi)關(guān)QF1。

2.1.2電路組成

切換QS后，將380V電源連接到每個(gè)電源電路。切換QS后，總共有4個(gè)空氣開(kāi)關(guān)。它是QF1，QF2，QF3，QF4，DC2.2/5A開(kāi)關(guān)電源，由三個(gè)基本設(shè)備KM1，KM2，KM3和一個(gè)2.2KW變壓器組成電氣控制面板。

2.1.3電源輸出

電源輸出面板上有一個(gè)電源鍵開(kāi)關(guān)，其主要功能是輔助大電流控制回路的供電。另外，I/O接口的DC24V端子連接到外界。如果發(fā)現(xiàn)異常電壓，請(qǐng)立即將其關(guān)閉并及時(shí)解決問(wèn)題。具有24VDC開(kāi)關(guān)電源的CNC系統(tǒng)需要3A，電源容量為24VDC/5A，并且可以使用外部電源為用戶提供2A的容量。

2.2電氣控制電路的設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)數(shù)控系統(tǒng)時(shí)，請(qǐng)仔細(xì)選擇正確的隔離變壓器電源，以使系統(tǒng)在電路系統(tǒng)運(yùn)行期間變得不穩(wěn)定，并嚴(yán)重影響電網(wǎng)系統(tǒng)的整體運(yùn)行。它。驅(qū)動(dòng)單元主要由機(jī)床變壓器提供的電源控制。通常使用兩個(gè)開(kāi)關(guān)電源來(lái)控制操作。這減少了外部因素對(duì)電網(wǎng)性能的干擾。在某種程度上...系統(tǒng)電源配置應(yīng)接地。接地操作可確保整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。接地操作的質(zhì)量直接影響操作后系統(tǒng)的抗干擾能力和安全性。首先，在設(shè)計(jì)主電路板時(shí)，必須準(zhǔn)確地安排整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程，該過(guò)程主要包括控制電路，轉(zhuǎn)塔電機(jī)控制電路和冷卻電機(jī)控制電路。主軸控制電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行質(zhì)量和效率非常重要，變頻器可以有效地控制主軸速度。轉(zhuǎn)塔電動(dòng)機(jī)由接觸器控制來(lái)回旋轉(zhuǎn)，而冷卻控制電動(dòng)機(jī)由接觸器控制以向前旋轉(zhuǎn)。其次，在設(shè)計(jì)控制電路時(shí)，數(shù)控車(chē)床的控制電路主要包括冷卻控制，刀架控制，風(fēng)扇冷卻控制等環(huán)節(jié)。您需要設(shè)計(jì)CNC車(chē)床系統(tǒng)的輸出接口和控制功能設(shè)計(jì)。通過(guò)向前傾斜主軸，可以通過(guò)結(jié)合主軸反轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)塔順時(shí)針旋轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)塔反轉(zhuǎn)的功能來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)CNC系統(tǒng)的合理控制。

結(jié)語(yǔ)

在這個(gè)階段，中國(guó)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展持續(xù)快速增長(zhǎng)，在這種背景下，中國(guó)的技術(shù)創(chuàng)新和發(fā)展正進(jìn)入一個(gè)新階段。制造業(yè)正在積極引進(jìn)先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，為該行業(yè)的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。然而，從現(xiàn)階段中國(guó)制造業(yè)的實(shí)際發(fā)展來(lái)看，由于其獨(dú)特的技術(shù)能力，這是困難的，實(shí)施控制方法，當(dāng)今企業(yè)的發(fā)展和運(yùn)營(yíng)需求。因此，需要對(duì)常規(guī)技術(shù)進(jìn)行一些改進(jìn)。PLC技術(shù)在中國(guó)已廣泛使用，不可否認(rèn)的是，該技術(shù)在中國(guó)制造業(yè)中起著重要作用。計(jì)算機(jī)技術(shù)，自動(dòng)化技術(shù)和數(shù)控機(jī)床的PLC技術(shù)的結(jié)合是一個(gè)全面的生產(chǎn)操作系統(tǒng)。數(shù)控機(jī)床的運(yùn)行質(zhì)量直接影響整個(gè)系統(tǒng)的生產(chǎn)和運(yùn)行質(zhì)量。為了將CNC機(jī)床用作控制系統(tǒng)，有必要增加CNC機(jī)床的故障診斷頻率，以確保整體上的穩(wěn)定運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1]姚永輝.基于PLC的數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)研究[J].電子測(cè)試，2020（6）.

[2]李璇.基于PLC的數(shù)控機(jī)床電氣控制微探[J].石河子科技，2020，No.251 （03）：27-28.