基于PLC的数控机床电气控制系统研究

潘天赐 桂林理工大学博文管理学院

基于PLC的数控机床电气控制系统在数控机床中已经相对比较普及了，这样的数控机床设备可以大大提升工业的生产效率。但是其实数控机床的发展也经历了一个漫长的过程。之前数控机床应用的系统是传统系统，这种系统非常容易出现错误，而且如果修改加工过程就要重新应用不同的系统。而PLC可编程控制器如果遇到同样的情况我们只需要改变一些参数和代码就可以改变加工过程。相较于传统的控制器，这种系统是更加方便而且对于费用的消耗也是比较少的。这其实也是我国机械自动化发展过程中的一大进步。

1 数控机床电气控制系统的基本结构

数控机床电气控制系统运行的基础就是它的基本结构，但是它的基本结构也可以大概分为两部分数控机床的基础结构和数控机床的特殊结构。接下来我们就来具体探讨分析一下数控机床电气控制系统的基础结构和特殊结构。

1.1 数控机床的基础结构

数控机床的基础结构是保证数控机床正常运行的结构。又因为数控机床就是数字控制系统与机械生产结合的产物，所以数控机床的基础结构大致分为数字信息控制系统以及机床本身。机床是对很多零件进行加工生产的机械化设备。而数字信息控制系统就是应用可编程的程序对机械化设备进行远程调控的系统。数字控制系统是相对比较复杂的，由不同的部分组成。数控系统又可以细分为三部分:电气控制单元、电气控制系统的执行部分及PLC数控机床的核心控制部分。这三部分具体实行的功能也是有很大区别的电气控制单元主要对机床的主体结构的逻辑程序进行控制，而电气控制系统的执行部分主要对机械设备的零件加工环节起控制作用。其中最重要的就是PLC数控机床的核心控制部分，这部分是软件对程序的分析使用，对于整个程序的正常运行控制是非常关键的。

1.2 数控机床的特殊结构

上述数控机床的基础结构是数控机床正常运行的重要支撑力量。但是要想保证数控机床的安全正常运行，仅仅依靠这些基础结构是不行的。这时候数控机床的特殊结构就可以发挥作用，进一步保证数控机床的正常运行。数控机床虽然在一定程度上实现了自动化，但是有些过程还是需要人工进行操作的，人工操作就难免出现一些失误。这是数控机床的特殊结构就会发挥作用，其中应用比较广泛就是紧急按钮和超程处理。紧急按钮在通常情况下是关闭的，紧急按钮一旦按下，相应的电路就会被接通，而工作电路就会收到影响而停止工作，而且此时控制系统识别到异常也会使工作电路停止。超程处理是在控制系统中发挥主要作用的，在操控机床时，压下某条轴的超程限位开关，其接触点就会断开，数控系统就会受到影响。特殊结构是保证数控机床在生产中安全运行的重要保障，所以对于数控机床整体来说也是非常重要的。

2 基于PLC数控机床电气控制系统的设计

上文中我们也已经提到数控机床电气控制系统也经历了一个逐渐成熟的演变时期。传统的数控机床控制系统已经逐步被基于PLC的数控机床电气控制系统代替。那么相较而言基于PLC的数控机床电气控制系统到底有何优点呢？接下来我们就来具体探讨分析一下基于PLC的数控机床电气控制系统的设计。

2.1 数控机床电气控制方式的选择

首先数控机床电气控制系统中对于数控机床运行效率及最终产品的精准程度影响最大的因素就是数控机床电气控制方式的选择。这是决定数控机床电气控制方式的重要因素。PLC电气控制系统可以对系统进行分析进而选择相适应的程序来对机床的机械工作部分进行调节。主要是通过对产品要求的分析选择或者编辑相适应的程序。对于X轴和Y轴的确定使用的是对PLC控制系统、运动系统、电机部分、光栅尺等进行封闭式处理的控制方法。这种方法在很大程度上发挥了PLC的文件处理能力，运动系统保证了整个过程的稳定性及精准性，光栅尺又保证了作用点的精确性。总而言之这个整体的设计对于数控机床的稳定工作和精准性工作影响是非常大的。

2.2 数控机床的功能分析

随着科学技术的不断发展，数控机床也存在很多的种类。但是其工作原理是大致相同的，接下来我们就将针对其中的一种类型数控压力机来进行分析。这种机床不仅有X轴、Y轴还有几个Z轴，在工作过程中可以达到X轴Y轴、Z轴三轴联动。轴与轴之间可以一起运动也可以分开运动。但是在实际工作中为了保证数控机床的工作效率，增加主轴的转动速度就是非常关键的。这是为了保证主轴的正常运行对于可能出现的高温现象预先保证冷泵可以正常使用。而且整个过程应该进行实时监测。此外对于机床换刀的操作也要格外注意，这样才能更好地保证最终产品零件的精准度。所以一旦系统发现机床应用的刀油断裂或者其他不利于生产的现象发生，就会进行自动换刀，当然也存在人工换刀的操作，这样就可以全方位的保证零件的质量。

3 小结

随着科学技术的不断进度，基于PLC的数控机床电气控制系统也在不断的更新发展过程中。虽然现在我国在实际机械化工业生产中仍然存在一定的问题，但是我相信随着技术的不断发展，这些问题都会迎刃而解的。我们有理由相信在不断应用新兴技术的前提下，我国工业生产一定会为我国带来更大的经济效应。

[1] 杜柳青主编.数控机床电气控制.重庆:重庆大学出版社，2006

[2] 王淑英主编.电器控制与PLC控制技术.北京:机械工业出版社，2005

[3] 廖常初主编.可编程序控制器的编程方法与工程应用.重庆:重庆大学出版社，2001

[4] 李建新主编.可编程序控制器应用技术.北京:机械工业出版社，2004

[5] 陆志强，吴祖育，王庚.数控机床控制逻辑的分析与设计.传动技术，1996年，第1期

[6] 汪木兰主编.数控原理与系统.北京:机械工业出版社，2004.