基于PLC的數控機床電氣控制系統研究

趙魯諾 李勝杰 李逸 曲百威

摘 要：隨著時代的發展，我國工業行業發展水平的提高，而現代的工業生產過程中，數控機床占據了較大的比重，它能夠更加高效的制造一些復雜與精密的機械零部件，不過數控機床的實際運行離不開電氣控制系統的輔助，在當前時期工業企業所使用的數控機床中，大多采用了基于PLC電氣控制系統的數控機床來進行日常生產經營。下面就對這些基于PLC的數控機床電氣控制系統進行深入的研究分析，確保相關企業在日后的工作過程中能夠更加高效的進行生產，進而促進我國工業行業進一步的發展。

關鍵詞：PLC；數控機床；電氣控制

1 數控機床的具體概念與結構

1.1 數控機床的概念

數控機床全稱為數字控制機床，本質上主要是通過程序來對機床進行自動化的控制，同時利用代碼化的數據進行表現出來，之后再將信息輸入至數控機床的控制裝置中，經過部分特定的運算處理來對數控機床的運行進行控制；數控機床能夠極為高效的加工制造復雜、精密、大量多樣等類型的機械零件，它能夠在很大程度上加強機械生產加工的效率與質量，并以此來強化相關工業制造企業的生產水平與效率，進而促進相關企業的發展[1]。

1.2 數控機床的結構

通常情況下，工業制造行業中所使用的數控機床大多由數控裝置、承載加工的裝置、機床主體以及伺服驅動裝置與部分輔助裝置所組成；而數控裝置主要是對數字信息進行一定的控制，因此，該裝置在數控機床的組成部分中占據了極為重要關鍵的位置。此外，由于我國科技水平的不斷提高，基于PLC的數控機床逐漸的成為了數控機床領域中的主流，而由于PLC的裝置存在一定的差異，導致PLC數控機床也存在部分差異，大致可以分為以下幾類，分別是：1.獨立于CNC裝置的PLC數控機床。該類機床由于具備相對完整的硬件或軟件功能，能夠更加高效的實現數控機床的工作需要，因此，得到了行業內更多的企業所引用。2.內裝型的PLC數控機床。這種機床在本質上還屬于CNC裝置，它主要是以實現數控機床的順序控制為主要功能，導致相比較獨立于CNC裝置的PLC數控機床的應用范圍，該類機床存在一定不足。

2 PLC的概念原理與特點

2.1 PLC的工作原理

所謂的PLC在本質上是指一種可編程的存儲器，通常情況下，PLC主要遵循循環掃描的工作原理對機械設備進行自動化的控制，而基于PLC的機械設備在運行的過程中大多需要經過三個工作階段，又被稱之為一個完整的掃描周期，分別是：輸入采樣，執行程序以及輸出刷新。

2.2 PLC技術的特點

相比較于傳統中的電氣控制技術，當前的PLC技術主要具有以下特點，分別是：

1.反應速度快。由于PLC技術在本質上是對機械設備進行綜合性的控制，因此，PLC技術能夠更加高效的實現對數控機床內部邏輯的控制，同時，PLC技術還在另一方面具有相當快且高效的反應速度與準確性，能夠在很大程度上降低觸點抖動與拉弧等現象的出現[2]。

2.穩定性較強。通常情況下，PLC數控機床的電氣控制系統在采用為電子信息技術的同時，還會使用部分自檢與監控的系統，以此來確保機床內部電路出現某種問題或者在輸入或輸出數據信息出現某種問題時，能夠及時的進行發現并解決，進而確保數控機床電氣控制系統能夠更加穩定的進行運轉。

3.定位精度較高。當前時期，在PLC數控機床的電氣控制系統中，除了應用現代先進技術與系統之外，還需要加強部分具有強穩定性半導體電路的運用，以此來強化PLC電氣控制系統的定時精度；同時還可以促使相關的工作人員根據實際的工作情況來對機床運行的時間定值進行一定程度的更改，進一步的加強機床數據計算過程的準確性。

4.操作較為便利。由于PLC技術主要是通過數據程序的狀態存儲于機床的控制裝置中，不需要另外連接到機床的外部設備，由此就大大降低了機床正常運行時的干擾因素，強化機床對實際操作人員輸入的指令進行更為精準的識別與反應，進而確保更為便利的進行PLC數控機床的生產操作。

3 基于PLC數控機床電氣控制的設計

經過研究表明，CPU在PLC技術中占據了極為重要關鍵的位置，而PLC技術主要就是強化機床的電氣控制、網絡通信以及計算機編程等系統與技術的能力，同時還可以加強PLC技術的通用性與抗干擾能力；此外，由于PLC技術主要是對數控機床電氣控制系統的程序進行循環式的掃描，之后將數據樣本進行采集輸入與分析，最終將程序運算的結果進行輸出。

3.1 數控機床的功效與作用

通常情況下，工業制造行業內的企業所使用的數控機床存在X、Y、Z三類的軸，而在實際的操作過程中，數控機床大多可以實現三軸聯動或各軸之間獨立運動。因此，為了能夠滿足對數控車床實現全閉合環的控制，相關的操作人員可以在一定程度上根據X軸與Y軸的工作軌跡來確定數控機床操作臺的位置，并以此來加強車床加工精度的提高。同時，還需要相關的單位為車床的主軸配備部分專用的刀庫與機械換刀手，以此來加強數控機床運轉過程中換刀的效率，進而提高數控機床操作加工的質量。

3.2 數控機床電氣控制的方式

由于PLC數控幾串的電氣控制能夠在很大程度上影響數控機床正常運轉的質量，因此就需要相關的工作人員在實際的操作過程中，加強對數控機床電氣控制方式的分析。同時加強對數控機床加工機械零件的生產條件進行分析、能夠更加充分的強化操作人員對數控機床電氣控制系統實際功效的了解，促使操作人員更加充分的結合電氣控制方式的特點來編輯數控機床的運行程序，進而加強當前工業行業內數控機床運行的穩定性與便捷性，并推動我國工業行業得到進一步的發展[3]。

4 總結

綜上所述，隨著時代的發展，我國工業行業發展水平的提高，數控機床在工業行業內得到了更為廣泛的使用，同時，PLC控制系統也隨著數控機床使用范圍的擴大而得到了更加廣泛的運用，同時由于PLC電氣控制能夠在很大程度上強化數控機床的工作水平與效率。因此，就需要相關的工作人員在日后的工作過程中不斷地加強對相關領域的研究力度，以此來加強PLC電氣控制系統的完善，進而促進數控機床電氣控制水平的提高，并推動我國工業行業的發展。

參考文獻

[1]王得宏.PLC技術在數控機床電氣控制系統中的應用研究[J].世界有色金屬，2018（19）：182-183.

[2]楊海燕.數控機床電氣控制技術及設計方法探析[J].現代鹽化工，2018，45（04）：76-77.

[3]辛忠權，陳文利.PLC在數控機床電氣控制方面的應用研究[J].科技創新導報，2018，15（09）：3+6.