PLC在机床电气控制中的应用

王见冬　+赵亚丽　王晨光

摘 要：机床作为一种机械、液压以及电气协同控制的一体化通用加工设备，具有一定的代表性、典型性，同时故障的发生率非常高，同时具体故障的类型非常的多变，故障排除的工作量很大，短时间内很难完成。PLC主要是控制电顺序的基础上逐渐发展和完善起来的，微处理器是其最主要的核心，是一种能够进行自动控制的装置。现阶段，PLC已经完全取代了以继电器和接触器为主的控制设备在机床电气控制中的应用，凭借PLC本身的可靠性和对控制时间的精准性能够实现对机床电气控制的优化与改进，从而取得良好的控制效果。

关键词：PLC；机床电气；控制；应用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.23.025

近年来，随着社会经济的快速发展和科学技术进步，我国的PLC获得了更多的发展机会，并且在网络通信和数据处理等方面逐渐得到了科学的改进。目前，PLC在全世界的机床电气控制中都得到了广泛的应用，其具有良好的扩展性、组态灵活方便、控制可靠，虽然体积非常小，但是功能强大、速度快，维修起来更加方便和快捷。

1 组合机床的主要构成

组合机床主要是按照工件加工的实际需要，以大量标准化和系列化通用部件的基础上，搭配少量的专用配件，严格按照事先设定好的加工工序对一种或者多种工件进行高效且灵活的专用机床。同时，组合机床在结构方面相对比较简单，生产效率以及自动化水平都相当高，具备重新进行整合的能力，在大批生产中对于零件或者工序的加工非常适用。

一般情况下，组合机床都是半自动的，在很大程度上可以实现工件的多面和多主轴加工，并且通常采用多个主轴、刀、面以及工序同时加工的方式，与通用机床相比生产效率相当高，并且成本低，因此逐渐被广泛应用在大批量的生产过程中，在一定程度上还可以组成自动生产线，有利于自动化生产的实现。

基于组合机床主要是由专用的加工部件和通用的标准部件组成，其动力部件的驱动主要是液压系统或者电动机，在电气系统自动循环工作的控制下实现机电液的一体化发展，或者是机电加工设备控制的自动化。组合机床最常见的通用部件为动力滑台，但是多数情况下是拿电动机代替驱动的，有时也会拿液压机充当。但是所有的标准都经过了动力部件的控制电路，通过对不同动力部件之间的优化组合，在很大程度上就能够整合一台完整的组合机床。

此外，在组合机床中我们可以利用软件实现对硬件运行状态的有效监督，而硬件可以对软件的工作状态进行监视，两者的故障在一定程度上都能够通过指示展现出来，极大的方便了操作人员的维护与更新。

2 PLC在机床电气控制中的具体应用

所谓的PLC主要是一种在使用过程中能够面对经过以及现场问题的可以进行编程的保存器，专门应用在工作环境中对数字运算的操作进行设计的电子体系，其所应用的编程语言通常都非常的高级和“自然”，应用起来相对比较灵活和便捷。同时可以通过输入和输出数字式或者模拟式，实现对各类机械以及生产经过的有效控制，与其他外围设备一样都是在工业体系的控制中形成一个整体，按照具体的原则进行设计的，扩展性良好。

（1）自动控制的作用。除去手工方面的复杂操作，PLC在机床电气控制中的实际应用，能够帮助操作人员借助一定的编写程序将数据和程序编入到一定的PLC技术的中枢芯片中，而机床电气设备在这些数据和编程并在制定程序运转中工作，通过提前就已经编译好的程度在遇到特殊情况时自动启动故障解决和反馈系统。

（2）及时反馈的作用。PLC在机电电气控制设备自动运转时，就已经具备了掌控和反馈信息的巨大作用，操作员只需要在工作设备运行中进行全面的掌控即可。同时，设备所出现的异常情况同样能够从PLC所反馈的信息中详细的了解到，如故障出现的具体部位、种类以及具体程度等，这很大程度上有利于操作员对故障进行详细的分析和处理。

（3）在照明系统的中的应用。开机时通过对机床电气系统的控制可以正常的启动照明系统，打开控制柜其中的照明体系便会立即开启，控制柜关闭时照明系统也会跟着马上关闭，然而在应用了PLC之后，上述过程会更加容易完成。同时，开机亮起黄色的信号灯则表示系统的已经准备好，红灯亮紧急停止，绿灯亮正常运行。

（4）在组合机床电气控制系统中的应用。组合机床主要是针对某些制定的工件，在相应的工序下按照严格的要求分批次、分批量进行加工的组合性设备，通常情况下生产效率非常高，机床的构造相对比较繁琐，因此在电气设计方面的要求非常高，必须具备充足的可靠性和固定性，PLC在组合机床电气控制系统中的应用，便很好的解决了这一问题，实现了组合机床的自动控制。

由于组合机床在构造方面相对比较繁琐，对可靠性的要求还十分高，因此结合机床在设计方面的要求一般会在粗镗的主轴上采用双速交流电机，使其能够最大限度的满足加工端面上的需求。同时，为保证机床在加工过程中工作台能够始终保持封锁的状态，在回转工作台以及各动力头的中间需要额外增加一定的互锁电路。因此，机床电路的设计十分繁琐，输入点和输出点要足够多。

（5）分散控制体系。分散控制体系的存在对于确保PLC更好的掌控生产设备而言，具有非常重要的意义。相比较于传统的生产方式，生产线的存在使得生产产品的效率较之前有了很大的提升。同时，实现对生产设备线的同时控制相对来说十分困难，然而PLC的应用可以很好的解决这一问题，分散控制体系的存在能够实现对生产线上每一台设备的有效控制，便于PLC各装置之间的信息交流和传递，从而有利于设备的稳定运行，使得生产的精度性获得了显著的提高。

综上所述，随着PLC的发展，到目前为止已经形成了大大小小各种规模的系列化产品，并且已经被广泛的应用到各种规模的工业控制场合中。现阶段，PLC已经完全取代了以继电器和接触器为主的控制设备在机床电气控制中的应用，在机床电气控制中发挥着重要的作用。

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作者简介：王见冬（1966-），男，河南济源人，本科，讲师，研究方向：机电一体化。