基于計(jì)算機(jī)技術(shù)的機(jī)床機(jī)電一體化數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

鄭立群

【摘要】CNC機(jī)床在解決復(fù)雜和精密零件的加工中起著重要作用，并且是配備有典型機(jī)電一體化系統(tǒng)的CNC機(jī)床。基于PLC的數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)是數(shù)控技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果。 PLC數(shù)控機(jī)床在其應(yīng)用中具有許多優(yōu)勢(shì)。例如，電氣控制系統(tǒng)使用自動(dòng)壓腳夾具，工具破損檢測(cè)以及通過(guò)機(jī)械手自動(dòng)更換工具來(lái)實(shí)現(xiàn)CNC機(jī)器的自動(dòng)化。介紹加工中心的電氣控制技術(shù)和設(shè)計(jì)方法。這些技術(shù)和方法對(duì)于確保機(jī)床的安全性和可靠性以及提高加工精度和生產(chǎn)率至關(guān)重要。

【關(guān)鍵詞】計(jì)算機(jī)技術(shù);機(jī)床;機(jī)電一體化;數(shù)控;系統(tǒng)設(shè)計(jì)

數(shù)控技術(shù)，稱為數(shù)控（NC），是一種使用數(shù)字信息控制機(jī)械運(yùn)動(dòng)和處理的方法。現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)也稱為計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)，因?yàn)樗鼈兪褂糜?jì)算機(jī)進(jìn)行控制。由數(shù)控技術(shù)控制或配備有數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床稱為數(shù)控機(jī)床。計(jì)算機(jī)技術(shù)具有先進(jìn)技術(shù)（自動(dòng)控制技術(shù)，精密測(cè)量技術(shù)，機(jī)床設(shè)計(jì)等）的典型機(jī)電一體化產(chǎn)品是現(xiàn)代制造技術(shù)的基礎(chǔ)。它解決了形狀和結(jié)構(gòu)復(fù)雜，精度要求高，小批量和可變零件加工的問(wèn)題。這里有個(gè)問(wèn)題。它可以穩(wěn)定產(chǎn)品的加工質(zhì)量，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，大大提高生產(chǎn)效率。機(jī)床控制也是CNC技術(shù)的最早且應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域。因此，數(shù)控機(jī)床的水平代表著當(dāng)前數(shù)控技術(shù)的發(fā)展水平和方向。與普通機(jī)床相比，數(shù)控機(jī)床具有自動(dòng)換刀，切削參數(shù)，加工面，陀螺儀，平面曲線功能，并且由于具有較高的加工精度和生產(chǎn)效率而更加精確。

1數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)

1.1數(shù)控機(jī)床基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)

使用數(shù)字信息技術(shù)有效控制設(shè)備系統(tǒng)的技術(shù)是數(shù)字控制技術(shù)。 CNC機(jī)床使用數(shù)字控制技術(shù)來(lái)控制機(jī)床的運(yùn)動(dòng)軌跡和零件加工。這是數(shù)字和機(jī)床操作的完美結(jié)合。 CNC機(jī)床的機(jī)電產(chǎn)品完全相同，包括機(jī)床的主要組件，電氣控制單元，執(zhí)行系統(tǒng)和數(shù)據(jù)控制系統(tǒng)。

1.1.1機(jī)床主體

CNC機(jī)床的主體是機(jī)床的重要組成部分，直接作用于零件上。它的主要功能是加工零件。

1.1.2電氣控制單元

電氣控制系統(tǒng)由電源模塊，電機(jī)模塊和運(yùn)動(dòng)控制器（SIMOTION）之類的組件組成。在此階段，有兩種類型的CNC機(jī)床電源模塊。固定電流將轉(zhuǎn)換為特定電流，并且可以與運(yùn)動(dòng)控制器的可調(diào)電流通信。另一個(gè)是電流無(wú)法轉(zhuǎn)換，也無(wú)法連接至機(jī)芯。控制。設(shè)備的通訊電流無(wú)法調(diào)節(jié)。電機(jī)模塊有兩種類型：機(jī)械柜型和書本型。它的功能是將通過(guò)的電流轉(zhuǎn)換成適合電動(dòng)機(jī)的交流電。電氣控制單元是CNC機(jī)床的重要指揮中心，電氣控制系統(tǒng)的主要組件是運(yùn)動(dòng)控制器。它的主要功能是控制關(guān)鍵操作組件的行為，邏輯和過(guò)程。正常操作會(huì)影響它。電氣控制系統(tǒng)。系統(tǒng)的正常運(yùn)行起著重要的作用。

1.1.3電氣控制系統(tǒng)的執(zhí)行部分

通過(guò)該零件，CNC機(jī)床直接影響加工零件，因此可以通過(guò)控制電磁閥來(lái)完成各種機(jī)械操作，并且換刀角度的靈活性進(jìn)一步提高了CNC機(jī)床的工作效率。在機(jī)床上更換工具會(huì)改變工具的原始軌跡，并使工具在加工過(guò)程中磨損。光纖傳感器檢測(cè)工具并保證加工質(zhì)量。

1.1.4PLC數(shù)控機(jī)床的核心控制部分

CNC機(jī)床控制系統(tǒng)的核心是軟件對(duì)程序的分析和使用。工業(yè)計(jì)算機(jī)讀取輸入的信息，然后將正確的信息發(fā)送到運(yùn)動(dòng)控制器。運(yùn)動(dòng)控制器根據(jù)接收到的信息控制電機(jī)模塊，并控制CNC機(jī)床的工作區(qū)域。同時(shí)，光柵尺檢測(cè)到加工區(qū)域信息，通過(guò)傳感器將其轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，然后將其發(fā)送到運(yùn)動(dòng)控制器，然后將CNC機(jī)床的工作狀態(tài)發(fā)送到電氣控制系統(tǒng)。 CNC機(jī)床通過(guò)傳感器檢測(cè)。

1.2數(shù)控機(jī)床的特殊結(jié)構(gòu)

緊急停止按鈕未打開(kāi)。開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)已閉合。當(dāng)您按下緊急停止按鈕時(shí)，緊急停止按鈕的觸點(diǎn)將打開(kāi)。此時(shí)，系統(tǒng)緊急停止按鈕受到控制。電路繼電器已斷開(kāi)連接，并且移動(dòng)設(shè)備已關(guān)閉電源。同時(shí)，控制系統(tǒng)向系統(tǒng)發(fā)送緊急停止消息，以將設(shè)備置于停止?fàn)顟B(tài)。此消息還會(huì)重置系統(tǒng)程序。

超程限制程序已被取消。在操作CNC機(jī)床時(shí)，按下特定軸上的超程限位開(kāi)關(guān)會(huì)斷開(kāi)觸點(diǎn)，并且控制回路中的繼電器會(huì)向系統(tǒng)發(fā)送超程報(bào)警消息。

2基于PLC的數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

CPU是可編程邏輯控制器（PLC）的核心內(nèi)容。 PLC的主要性能是系統(tǒng)的綜合控制，基于網(wǎng)絡(luò)各部分通信功能的自動(dòng)控制器以及可編程計(jì)算機(jī)技術(shù)。 PLC具有電氣控制設(shè)備所需的廣泛的多功能性，高可靠性和抗干擾能力。

2.1數(shù)控機(jī)床電氣控制的方式選擇

決定CNC機(jī)床系統(tǒng)成敗的因素是CNC機(jī)床的電氣控制方法。如果要提高處理速度和機(jī)械精度，則需要注意電氣控制系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)。因此，數(shù)控機(jī)床的性能可以決定產(chǎn)品的精度和速度。分析加工零件的狀況，了解系統(tǒng)功能，并根據(jù)其特性編輯程序。使用PLC控制系統(tǒng)，運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，電機(jī)組件和光柵尺確定X和Y軸。等待封閉的控制方法。這種處理方法最大程度地提高了PLC文件處理，人機(jī)交互和數(shù)據(jù)處理能力。運(yùn)動(dòng)控制器的優(yōu)點(diǎn)是穩(wěn)定性和速度，光柵尺的功能是提供有關(guān)程序工作點(diǎn)的準(zhǔn)確信息。同時(shí)，您可以通過(guò)連接傳感器來(lái)提高系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。常規(guī)控制卡的實(shí)用性很小，只能連接幾個(gè)軸。運(yùn)動(dòng)控制器不僅增加了連接軸的數(shù)量，而且還促進(jìn)了將來(lái)的系統(tǒng)升級(jí)。運(yùn)動(dòng)控制器還具有能夠執(zhí)行自動(dòng)編輯功能的巨大優(yōu)勢(shì)。

2.2數(shù)控機(jī)床的功能分析

CNC機(jī)床類型很多，您可以輕松分析CNC機(jī)床。除了X和Y軸外，還有四個(gè)Z軸。 X，Y，Z 3軸聯(lián)動(dòng)可在以下條件下實(shí)現(xiàn)。軸和軸可以同時(shí)或分別移動(dòng)。完全閉環(huán)控制允許使用X軸和Y軸運(yùn)動(dòng)軌跡放置工作臺(tái)，以提高加工精度。通過(guò)控制變頻器，可以實(shí)現(xiàn)四個(gè)主軸電機(jī)的同步控制。使用X軸和Y軸雙重保護(hù)限制，然后限制Z軸的下側(cè)。為了提高CNC機(jī)床的加工效率并實(shí)現(xiàn)更高的主軸轉(zhuǎn)速，有必要為其配備專用的冷卻水泵，以實(shí)時(shí)監(jiān)控電動(dòng)機(jī)的溫度并提供更好的溫度保護(hù)。機(jī)械工具。為了達(dá)到自動(dòng)和手動(dòng)換刀的效果，主軸配備了專用的機(jī)械換刀器和刀庫(kù)。當(dāng)機(jī)械手在機(jī)床上更換工具時(shí)，將自動(dòng)測(cè)量工具的深度和位置，從而提高加工質(zhì)量。如果在檢查過(guò)程中發(fā)現(xiàn)工具磨損或損壞，則機(jī)床檢查系統(tǒng)將提示您。您可以在系統(tǒng)的指導(dǎo)下完成它。自動(dòng)換刀和手動(dòng)換刀。

3結(jié)語(yǔ)

隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)控機(jī)床的PLC邏輯處理功能已經(jīng)越來(lái)越完善，但這些功能并未得到充分利用。因此，有必要設(shè)計(jì)一個(gè)非常合適和完整的電氣控制系統(tǒng)。使其他零件的選擇具有良好的兼容性。選擇性性能對(duì)于電氣控制系統(tǒng)非常重要，每個(gè)獨(dú)立選擇的性能兼容性在每個(gè)組件的正常性能中也起著重要作用。

參考文獻(xiàn)

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