基于PLC的数控机床辅助系统设计

陈乾?李娟

摘 要：随着科学技术的迅速发展，数控机床应运而生。数控机床电气控制方式的优劣，决定了控制系统的性能。机床电气控制系统包括机床供配电系统、主轴控制系统、进给轴控制系统及其他的辅助设备控制系统。

关键词：PLC；冷却；润滑；照明

PLC（programmable logic controller），通常用于设备的自动控制，其工作原理是循环扫描工作方式，工作过程大致分为 3 个阶段：输入采样、程序执行、输出刷新。PLC用于数控机床，主要是用于机床的外围辅助电气控制，叫可编程序机床控制器，也可称之为PMC（programmable machine tool controller）。在数控机床的电气控制系统内PLC模块主要用于实现机床辅助设备的控制，包括冷却系统、润滑系统、照明系统、换刀系统、自动对刀等。本文将着重讲述PLC在冷却、润滑系统和照明系统的设计。

1.PLC发展历程

它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字量、模拟量的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备，都应按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。

PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。在可预见的将来，PLC在工业自动化控制特别是顺序控制中将占据主导地位。

2.PLC 的总体外部接线设计

本系统的辅助电气控制系统的润滑系统有两个输入，两个报警输出；冷却系统也有两个输入，两个报警输出；照明和信号灯系统有一个输入，四个输出。

3.润滑与冷却控制系统设计

机床润滑和冷却系统的较好设计，是非常重要的。对于各种机械设施的保养、维修、使用都有着十分重要的作用。但是在润滑与冷却系统的电气控制方面，依然存在一些问题：一是润滑和冷却系统的工作状态监控，这方面也是很重要的；二是设置的润滑与冷却的循环和补给容易造成浪费，所以我们要较好地设计，这样才能达到节约资源，不浪费的目的，一方面为自己的企业，另一方面也为了国家的能源。

润滑与冷却系统的电气控制原理分为两部分：电机控制和 PLC 控制。

当系统准备好之后，计算机数字控制（CNC）系统发出信号，使得润滑系统开始工作，首次润滑15s后，电机停止工作。

当压力开关接通时，开始计时 25min，计时完成后，压力开关断开，润滑冷却电机在此工作15s，并循环工作。同时设定X7 为润滑电机过载，X10为冷却电机过载，X9为润滑油不足，X11 为冷却液不足开关信号。当这些信号有效时则系统会发出报警信号。

工作过程可以这样描述：首先通过两个相互作用的时间继电器T，实现润滑冷却的工作时的间隙工作；再使用PLC 准备好信号，使特殊继电器 M8001为1，开始首次润滑冷却；首次润滑冷却结束后，当压力开关闭合时，中间继电器 M1开始工作，使得润滑系统再次工作；15s后使得时间继电器T2为1，当压力开关断开时，中间继电器T3为1，M1停止工作，延时25min后，再次运转。由此完成润滑系统的周期动作。然后再通过X7，X8，X10，X11实现润滑冷却系统的报警和手动控制。

4.照明与信号灯系统设计

数控机床要求照明系统在开机的时候立即打开，并且在控制柜里面的照明系统是在打开控制柜的时候开启，关上电柜箱门的时候关闭。而信号指示灯主要是开机时亮黄灯（表示系统准备好），系统紧急停止，或者报警的时候亮红灯，而系统正常运行的时候是亮绿灯。

5.总结

数控机床是现在制造工业的核心母机，数控系统又是数控机床的核心，而数控机床的电气控制系统是数控系统可靠性能的保障，可以说数控机床电气控制系统的优劣，决定了控制系统的性能。机床电气控制系统包括机床供配电系统、主轴控制系统、进给轴控制系统及其他的辅助设备控制系统。机床辅助设备的控制，包括冷却系统、润滑系统、照明系统、换刀系统、自动对刀等。另外，机床在工作过程中无可避免地都会发生磨损，为提高机床的加工精度，延长机床的使用寿命，机床润滑和冷却系统的设计，调试和保养至关重要。本文着重讲述了 PLC在冷却、润滑系统和照明系统的设计。

参考文献：

[1]谢 宇，皮佑国，梁佑彬.永磁同步伺服电机监测与调试系统研究[J]计算技术与自动化，2009（03）：36—40.

[2]王炳实.机床电气控制[M].北京：机械工业出版社，2009.

（作者单位：陈 乾 鲁中中等专业学校；李 娟 鲁中高级技工学校）