數控機床電氣控制系統的PLC設計淺述

陳朋?張彬彬?馬建業?孫興華

摘 要 最近幾年，我國科學發展速度不斷提升，很多傳統行業都迎來了新的發展階段。我國的制造產業技術水平正在不斷提升，經濟型數控機床已經成為現階段我國制造行業應用最為廣泛的技術之一。電氣控制系統的PLC設計工作是非常關鍵的，基于此，本文對數控機床電氣控制系統的PLC設計步驟以及方法進行了探索分析。

關鍵詞 數控機床;電氣控制系統;PLC設計

近年來，我國可編程控制器（PCL）技術水平有了很大的提升，尤其是在自動化技術應用方面獲得了較為理想的效果，對行業的整體發展也起到了一定的促進作用。PCL是一種主要服務于工業的計算機，其最初誕生的目的就是更好地為工業制造產業進行服務。現階段，此項技術在我國多個行業都有所應用，尤其是在我國制造業的應用規模正在不斷擴大，獲得了行業內工作人員的認可。編程控制器的性能以及硬件成本等等方面與傳統的工業制造過程中所應用的工業控制產品相比較，優勢較為明顯。因此，將此項技術在工業生產制造中進行應用是非常有必要的。

1數控車床電氣控制電路的分析

1.1 工作原理以及功能簡述

現階段，我國數控車床電氣控制系統的整體技術水平正在不斷上升，數控車床主要是根據被加工零件的工藝流程設計圖以及過程描述卡片等等來進行工作，用規定的數控代碼以及程序編碼作為程序編寫的主要依據，將其精準無誤的輸入到系統中之后，系統會自動對齊進行運算處理，并且會將最終的運算結果傳送到控制系統，控制系統會根據運算結果來對各個部件進行有序支配，會自動生產出合格的零件[1]。數控車床注意使用加工軸類或者盤類的零部件來實現自身生產操作。現階段，數控車床已經廣泛應用到了我國機械制造產業，并且取得了顯著的成果。

1.2 電氣控制電路的分析

我國的電氣控制電路在實際運行的過程中，會涉及多個環節步驟的配合，其主要體現在主軸電機電氣控制、主軸控制以及其他輔助功能的控制等等幾個方面。首先，對于主軸電機電氣控制來說，主軸電動機通常會采用交流變頻電動機，并且由變頻進行驅動，從而實現對數控系統的控制。其次是主軸控制，主軸控制的零件程序輸入信號為M03以及N04兩種，輸出信號為主軸正轉Q0.0以及主軸反轉Q0.1。最后，對于其他輔助電動機控制工作來說，在實際展開的過程中會涉及多個環節的操作，并且操作較為繁雜，其中最為重要的是對冷卻泵電動機的控制[2]。冷卻泵電動機在制造行業有著非常重要的應用，其來自零件的輸入信號有M08以及M09，冷卻控制速輸出信號為Q0.3。

2數控機床電氣控制系統的PLC設計

2.1 強電電氣控制柜的設計

強電電氣控制柜在設計的過程中會涉及多個環節步驟。首先對于控制電路的組成來說，控制電路主要起到對電源的漏電保護作用，漏電保護總開關以及空氣開關都可以供主軸變頻器進行使用。交流電源可以通過變壓器的轉換形成標準的220V電壓，接觸器的應用可以有效促進刀架的正轉以及反轉操作的展開。接入電源之后，電路中會產生回路電流，主要由空氣開關以及接觸器對其進行控制。并且，電流較強的變壓器設備通常會安裝在電控柜內部[3]。在對電源輸出口進行設計的時候，應該接入直流模塊電源，這是非常關鍵的，保證電源與外部鏈接的準確性，如果出現電壓不穩的情況，應該立即進行斷電處理，查明原因維修完成之后再通電。

2.2 電氣控制電路的設計

在進行數控系統設計的時候，應該注意對隔離變壓器電源進行精準選擇，避免出現在電路系統運行過程中出現系統不穩定的情況，這會對電網系統的整體運行造成很大的干擾。驅動裝置主要是由機床變壓器所提供的電源來進行支配的，通常情況下，會采用兩個開關穩壓電源對其進行支配操作，這樣可以在一定程度上減小外界因素對電網運行造成的干擾。整個系統的電源配置必須要保證接地，接地操作是整個電網系統穩定運行的保障，接地操作的質量會直接影響到系統運行之后的抗干擾能力以及安全性。

首先，在進行主電路板設計的時候，應該對其整個設計環節進行精準安排，其主要包括控制電路、刀架電機控制電路以及冷卻電機控制電路等等環節。主軸控制電動機的運行質量以及效率是非常重要的，其中的變頻器可以起到有效控制主軸轉速的作用。刀架電動機是通過接觸器來控制正轉以及反轉，并且冷卻控制電動機由接觸器控制正轉[4]。

其次，在進行控制電路設計的時候，數控車床控制電路主要包括冷卻控制、刀架控制以及風機制冷控制等等幾個環節，數控車床系統的輸出接口以及控制功能的設計都應該與主軸正轉、主軸反轉以及刀架正轉、刀架反轉等功能進行結合，這樣才能夠實現對數控系統的合理控制。

3結束語

現階段，我國社會經濟發展速度不斷較快，在這樣的時代背景之下，我國科技的創新發展也進入到了新的階段。對于制造行業來說，開始積極引進先進的科學技術，為行業的發展添磚加瓦，從現階段我國制造行業發展的實際情況來看，原有的技術電氣控制方式已經很難適應如今企業發展運行的需要了，必然要對傳統的技術進行一定的改進[5]。PLC技術在我國已經有了非常廣泛的應用，并且此項技術在我國制造行業中發揮了突出的效果這是不可否認的。數控機床計算機技術、自動化技術以及PLC技術的結合，是綜合生產操作系統，數控機床的運行質量會直接關系到相關整個系統的生產運行質量。為了可以使數控機床充分發揮出控制系統的作用，應該對數控機床的故障診斷頻率進行提升，從而保證其整體運行穩定。

參考文獻

[1] 楊明.數控機床電氣控制系統的PLC設計[J].數字化用戶，2018， 24（45）：48.

[2] 李軍.數控機床電氣控制系統的PLC設計[J].商品與質量，2018， 20（14）：123.

[3] 李超.基于PLC的數控機床電氣控制系統的設計[J].神州，2017， 18（29）：215.

[4] 陳麗芳.淺析基于PLC的數控機床電氣控制系統的設計[J].科技展望，2015，20（16）：149-149.

[5] 劉彩霞，楊春.數控機床電氣控制系統的PLC設計[J].煤礦機械， 2014，35（2）：213-214.