基于PLC技術(shù)的機(jī)床控制應(yīng)用

摘 要：在我國現(xiàn)有的機(jī)床中，主要應(yīng)用傳統(tǒng)的電工元器件控制。大部分仍采用的是傳統(tǒng)的繼電器，存在難以克服的缺陷。其精度、效率以及自動(dòng)化程度已不能滿足當(dāng)前生產(chǎn)工藝要求，PLC技術(shù)應(yīng)用提供自動(dòng)化和加工更精確的可能。滿足企業(yè)新生產(chǎn)工藝，是機(jī)床技術(shù)革新發(fā)展的要求。

關(guān)鍵詞：PLC技術(shù) 應(yīng)用 技術(shù)

中圖分類號：TG659 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號：1674-098X（2016）04（c）-0001-02

由于傳統(tǒng)機(jī)床控制線路觸點(diǎn)多、線路復(fù)雜，機(jī)床電路的 PLC技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行技術(shù)改造勢在必行。減少故障多、維修量大、維護(hù)不便及可靠性差的問題，在維修電工高級技能考試中是必不可少的考試項(xiàng)目之一。走持續(xù)化發(fā)展的需要，在工作中大膽進(jìn)行新技術(shù)應(yīng)用。因此是國家發(fā)展中具有戰(zhàn)略地位的技術(shù)，為有可能需要進(jìn)行的技術(shù)革新提供參考。

1 基于PLC技術(shù)的機(jī)床控制應(yīng)用概述

通過PLC改造機(jī)床控制系統(tǒng)，需要對PLC技術(shù)有一定的基礎(chǔ)。分析PLC控制系統(tǒng)的功能時(shí)，根據(jù)PLC梯形圖的設(shè)計(jì)特點(diǎn)對這些機(jī)床進(jìn)行改造。從微觀層面上講，數(shù)控機(jī)床本身就是集機(jī)械、電子、液壓和氣壓等關(guān)鍵技術(shù)為一體的自動(dòng)化應(yīng)用設(shè)備。需要充分調(diào)動(dòng)自主學(xué)習(xí)、溫故而知新的目的，使企業(yè)資源的再利用。其同時(shí)也影響著其他眾多領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展水平，需要得到更合理、更實(shí)用的方案。

（1）在PLC梯形圖設(shè)計(jì)練習(xí)中，原有的機(jī)床控制系統(tǒng)已經(jīng)經(jīng)過長期使用和考驗(yàn)。為了達(dá)到同一目的可以通過多種路徑，完成系統(tǒng)要求的控制功能。發(fā)揮各人的思維設(shè)計(jì)出解決同一問題的梯形圖，提高經(jīng)濟(jì)效益。通過進(jìn)行分析比較；提出由電路設(shè)計(jì)成PLC梯形圖的解決方法。最后達(dá)到調(diào)動(dòng)集中交流，企業(yè)資源的再利用的目的。

（2）數(shù)控技術(shù)作為機(jī)電一體化技術(shù)中的一個(gè)重要分支，可提高對現(xiàn)有機(jī)床的控制操作，提高精度、可操作性和安全性等。它的發(fā)展水平直接決定著一個(gè)國家裝備制造業(yè)的水平，對這些機(jī)床進(jìn)行改造勢在必行。通過電路原理圖控制分析，讓機(jī)床準(zhǔn)確按照操作人員的指令完成工件加工。實(shí)現(xiàn)和模擬功能控制，提高經(jīng)濟(jì)效益。

2 改造機(jī)床控制系統(tǒng)的一般步驟及實(shí)例說明

實(shí)現(xiàn)和模擬功能控制除了準(zhǔn)確的零件加上程序外，控制機(jī)床各個(gè)動(dòng)作的PLC程序也至關(guān)重要。目前國內(nèi)市場上普遍使用的FANUC系統(tǒng)是面向機(jī)床控制的專用PLC裝置，以鉆床的電氣控制原理為例，簡述FANUC PMC工作原理。

（1）FANUC數(shù)控系統(tǒng)配置的PLC裝置有個(gè)特殊的名字——PMC，需要在保證完成工藝要求的前提下，最大限度的使用原有機(jī)床的輸入/輸出設(shè)備。FANUC PMC的控制原理和普通PMC相同的是，它們的線圈都接在PLC的輸出端。采用循環(huán)掃描工作方式對輸入點(diǎn)進(jìn)行采樣，根據(jù)分析整理的結(jié)果確定PLC的輸入信號和輸出負(fù)載。并經(jīng)過程序邏輯處理后，給PLC提供控制命令和反饋信號。區(qū)別在于信號地址，它們與PLC的輸入繼電器和輸出繼電器無關(guān)。

（2）對于PMC在數(shù)控車床的應(yīng)用來說，其可以分成機(jī)床與PMC間的信號（X、Y）和數(shù)控系統(tǒng)與PMC間的信號（G、F）。機(jī)床電路圖中的接觸器和電磁閥等執(zhí)行機(jī)構(gòu)用PLC中輸出繼電器來控制，G、F地址由系統(tǒng)廠家確定并不可更改。它們對應(yīng)的梯形圖中的輸入繼電器和輸出繼電器，通過PMC的X地址輸入到PMC。通過按鈕、控制開關(guān)、限位開關(guān)、接近開關(guān)等用來給PLC提供控制命令和反饋信息，表現(xiàn)在機(jī)床操作面板上的按鍵信號和狀態(tài)信號。PMC控制系統(tǒng)如圖1所示。

3 典型控制程序設(shè)計(jì)

實(shí)踐過程中，深入了解原有機(jī)床的工作過程。PMC對通用型臥式數(shù)控車床的控制一般都包含機(jī)床工作方式、主軸倍率、主軸電機(jī)、刀架電機(jī)等方面，分析整理其控制的基本方式、完成的動(dòng)作時(shí)序和條件關(guān)系。通過以下幾項(xiàng)功能的設(shè)計(jì)，進(jìn)行相關(guān)的保護(hù)和聯(lián)鎖控制。探究FANUC系統(tǒng)的PMC控制原理。數(shù)控車床工作方式包括編輯方式、手輪方式和回零方式等。它們的觸點(diǎn)接在PLC的輸入端，可以準(zhǔn)確地切換方式。機(jī)床電路圖中的中間繼電器和時(shí)間繼電器的功能用PLC內(nèi)部的輔助繼電器和定時(shí)器來完成，采用數(shù)字式波段開關(guān)作為信號輸入點(diǎn)來設(shè)計(jì)。確定與機(jī)床電路圖中的中間繼電器、時(shí)間繼電器的工作狀態(tài)，系統(tǒng)工作狀態(tài)與信號的組合按表l進(jìn)行控制。

如表1所示，“1”表示信號接通，“0”表示信號斷開。分析控制電路對主電路控制的工作原理，通過將波段開關(guān)轉(zhuǎn)換過程中的輸入信號進(jìn)行邏輯處理。機(jī)床的工作狀態(tài)和某些控制信號，輸出對應(yīng)的G信號給數(shù)控系統(tǒng)。為PLC改造提供實(shí)施依據(jù)，最終實(shí)現(xiàn)工作方式切換。

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