基于PLC控制的機床電氣控制研究

齊男

摘 要：隨著我國工業(yè)不斷進步，機械在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用也越加廣泛，在生產(chǎn)過程中，不僅代替人類完成簡單重復(fù)性工作，還幫助精密零件生產(chǎn)變得更加快速便捷。傳統(tǒng)機床控制裝置多使用繼電器和接觸器進行控制，由于繼電器和接觸器自身原理制約容易發(fā)生事故，而可編程邏輯控制機床不僅改善傳統(tǒng)機床制約情況還將生產(chǎn)過程變得更加自動化，使用可編程邏輯控制機床進行數(shù)控化工業(yè)生產(chǎn)已經(jīng)成為我國工業(yè)必然性趨勢。本文主要以可編程邏輯控制機床為基礎(chǔ)，對機床電氣控制進行研究。

關(guān)鍵詞：PLC控制技術(shù)；機床電氣；控制研究

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.08.063

0 前言

隨著科技水平不斷發(fā)展，傳統(tǒng)機床控制系統(tǒng)無法滿足現(xiàn)今技術(shù)要求，且維護成本高，容易出現(xiàn)故障，可編程邏輯控制機床在工業(yè)發(fā)展浪潮中應(yīng)運而生。可編程邏輯控制機床電氣系統(tǒng)，不需要經(jīng)常進行零件維護。傳統(tǒng)機床電氣控制技術(shù)在生產(chǎn)不同零件時需要配備不同機床，而可編程邏輯控制機床只要改變相關(guān)參數(shù)和生產(chǎn)代碼就可以轉(zhuǎn)變生產(chǎn)對象，節(jié)約生產(chǎn)成本，減少因更換零部件所造成的成本浪費和時間浪費，將自動化生產(chǎn)在機床電氣控制中進一步實現(xiàn)。

1 PLC機床電氣控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1.1 PLC電氣控制機床基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)

PLC電氣控制技術(shù)就是指通過數(shù)字化信息技術(shù)對電氣機床進行控制，幫助對機床控制其運動軌跡和加工零部件過程。這種技術(shù)和電氣機床生產(chǎn)進行融合后，不僅能幫助生產(chǎn)還能是生產(chǎn)過程變得更加高效便捷。像我們?nèi)粘Ｖ惺褂玫娜詣酉匆聶C和電冰箱等都是PLC控制技術(shù)在生活中的應(yīng)用。在工業(yè)方面最具代表性產(chǎn)品就是基于PLC控制的機床電氣控制技術(shù)，在這種技術(shù)扶持下，機床可以對符號和程序進行邏輯處理，與普通機床相比，基于PLC控制機床更加先進，更加符合現(xiàn)代化機械加工要求。

電氣控制單元是由電機模塊、電源模塊和運動控制器等部分組成，電氣控制系統(tǒng)最主要組成部分就是運動控制器。運動控制器對機床主體工作部分進行運動、邏輯和工藝上控制，保障電氣控制系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)。現(xiàn)階段PCL電氣控制機床電源模塊主要分為兩種：第一種是可調(diào)電流，即將固定電流轉(zhuǎn)化為預(yù)定電流與運動控制器進行通信。第二種是不可調(diào)電流，即不可以轉(zhuǎn)化為電流，也不能和運動控制器進行通信。電動機模塊也分為兩種，即裝機裝柜型和書本型，將通過電動機電流變成適合電動機使用的交流電。電氣控制單元是可以對電氣控制系統(tǒng)進行控制。

電氣控制系統(tǒng)的執(zhí)行部分就是對零部件進行加工，是直接作用部分。通過對機床中電磁閥控制來完成各種機械活動，在加工過程中，通過光纖傳感器檢測刀具在加工中是否存在異常，及時進行更換。通過控制換刀角度提高PLC電氣控制機床的工作效率，改變原有刀具運動軌跡，使產(chǎn)品生產(chǎn)種類變得多樣化。

PLC電氣控制機床核心控制部分是軟件對程序進行分析，并使用程序運行PLC電氣控制機床。控制機對我們輸入程序進行分析，將信息傳遞給運動控制器，運動控制器接到命令后對電動機模塊進行控制，電動機將這些命令轉(zhuǎn)化為動作，對零部件進行加工。

2 PLC電氣控制機床的特殊結(jié)構(gòu)研究。

2.1 PLC電氣控制機床的急停按鈕

一般情況下，急停按鈕通常處于關(guān)閉狀態(tài)，開關(guān)接觸點處于接通狀態(tài)。在發(fā)生緊急情況時，按下急停按鈕，急停按鈕接觸點就會斷開，PLC電氣控制機床中所有回路繼電器都會斷開，電源也會停止為移動裝置提供電源，急停按鈕裝置也會向PLC電氣控制機床發(fā)出停止命令，讓設(shè)備停止一切操作。這個按鈕不僅可以控制緊急事態(tài)還可以使緊急事態(tài)不再持續(xù)發(fā)展，一旦系統(tǒng)出現(xiàn)程序錯誤還可以通過它對系統(tǒng)進行復(fù)位。

2.2 PLC電氣控制機床的超程限位程序

超程限位程序被壓在制作的軸承之下，通常情況下，超程限位程序和急停按鈕一樣處于松開狀態(tài)，在PLC電氣控制機床使用過程中，如果出現(xiàn)超程限位情況，超程限位系統(tǒng)就會開始啟動，和急停按鈕一樣，這個按鈕啟動會使PLC電氣控制機床所有回路繼電器都會斷電，同時向PLC電氣控制系統(tǒng)報警。

3 PLC電氣控制機床的功能分析。

PLC電氣控制機床中有X軸、Y軸和Z軸三種軸，其中Z軸一般有四個，在工作時X、Y、Z軸之間三軸聯(lián)動，不同軸之間不僅可以合作運動進行加工，也可以分開運動進行加工。為了實現(xiàn)對PLC電氣控制機床的全閉合環(huán)控制，可以利用X、Y軸間交叉運動軌跡，對工作臺進行控制，加強PLC電氣控制機床加工精度，為了同步控制四個主軸電機，要加強對變頻器進行控制，在對X、Y軸進行保護的同時，對四個Z軸進行限位。

PLC電氣控制機床在使用時，時常會出現(xiàn)溫度過高現(xiàn)象。應(yīng)該為PLC電氣控制機床配備專業(yè)冷卻水泵，對電機溫度情況進行實時檢測，實時為PLC電氣控制機床提供保護，保障機床正常運轉(zhuǎn)。

在日常使用過程中，PLC電氣控制機床難免出現(xiàn)刀具損壞或磨損出現(xiàn)，應(yīng)配備光纖傳感器對刀具進行實時監(jiān)測，一旦出現(xiàn)問題可以及時發(fā)現(xiàn)，檢測系統(tǒng)就會根據(jù)檢測情況進行報警。工人在接到報警之后，可以根據(jù)系統(tǒng)指令找到損壞位置，進行自動換到或手動換刀。

為了保證手動換刀和自動換刀有效性，PLC電氣控制機床應(yīng)配備自動檢測裝置，在手動和自動換刀后檢測刀具位置和深度是否符合要求，提高PLC電氣控制機床加工質(zhì)量和加工精度。

4 總結(jié)

隨著工業(yè)水平不斷進步，我國工業(yè)生產(chǎn)中可編程邏輯電氣控制機床也有越來越廣泛的應(yīng)用。可編程邏輯控制機床在應(yīng)用上，不僅幫助我國工業(yè)實現(xiàn)自動化，還降低我國工業(yè)成本。但是，我國工業(yè)在生產(chǎn)加工過程中還存在很多技術(shù)制約，所以我們不能局限于眼前的工業(yè)水平，要不斷開拓進取，改良PLC電氣控制機床技術(shù)，加強PLC電氣控制機床生產(chǎn)安全和加工精密度，對我國工業(yè)有進步性意義。

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