基于PLC的数控机床电气控制系统探微

武国其

摘要：在现代社会的发展过程中，工业的进程已经越来越快速，数控机床电气控制系统本身体现出了重要的价值，在此基础上需要深入地分析怎样采取PLC技术，使数控机床电气控制效果得到相应的体现，完善数控机床电气综合模式，促进数控机床电气控制系统的稳定发展，使各个方面的工作效率能够得到提高。

关键词：PLC技术;数控机床;电气控制系统

中图分类号：TG659                                     文献标识码：A                                文章编号：1674-957X（2021）14-0079-02

0  引言

数控机床电气控制系统在具体的运用以及发展过程中，通过合理运用PLC技术，可以实现对传统控制系统在使用过程中各类限制的突破，提升实际的工作效果，降低传统工作模式的局限性带来的不利影响，使整个工作流程可以更加顺利的进行，整体提升数控机床电气系统的运行效率，为加工产品的精准性和质量提供有效的保障。与此同时能够使整个系统的运行效果更加稳定，快速达到预期的目标。通过本文对于PLC数控机床电气控制系统的分析，有利于提高整体的系统效果，使相关工作能够实现更加稳定地开展。

1  基于PLC数控机床电气控制系统重要价值分析

基于PLC技术的数控机床电气控制系统的运行环节普遍会存在众多的问题，使工作的效果受到相应的影响，通过PLC技术的应用，按照原本规定的标准和控制的对象来开展全面性的控制工作，能够使系统的运行效果得到进一步的保障，使整体的工作模式更加完整。与此同时，在数控机床电气控制系统的性价比方面，需要对各种设备的情况进行了解，使整体的控制模式更加完整，具有专业性。通过专业的数控机床电气控制技术方式，能够使PC设备本身的价值得到相应的体现，达到文件处理的目的以及人机交互的目的，同时也能够对各种数据信息进行全面细致的分析和了解。同时，针对运动控制器设备来说，在实际的运用过程中能够帮助系统提高整体的可靠性和运行的效果，同时确保系统的精确度和使用的真实性价值，有利于对数据实现更加客观的处理。与此同时，在光栅尺方面系统中的位置精确度更高。而針对电机控制系统中的运动控制器的实际操作环节，能够保障整体运行的稳定性和安全性，让各个方面的工作都能够实现顺利的执行和开展，通过控制器的全面支持来实现系统的完善，通过运动控制器来使轴的数量得到进一步的增加和丰富，同时也能够为系统的升级提供全面的支持。除此之外，针对数控机床电气控制系统的运动控制器设备运作方面，可以通过标准的数据接口来接入PLC系统中，使整体的功能得到进一步的改善，并且能够使系统的运作效率得到保障[1]。

2  数控机床的常见功能

在实际工作中，数控机床是通过分布在多个轴位上的伺服电机实现最终的定位功能，并且不同轴位之间在工作过程中存在良好的联动特点，能够同时进行运动也能够分开运动，从而能够使数控机床生产的效率得到相应的保障，提高数控机床机械生产的工作准确性和真实性。在数控机床的实际工作中，不同的轴在进行全面运动的同时，还可以通过使用光栅尺完成全闭环式的完整控制，进而保证工作台可以对整体进行定位，为了保证实际的定位和工作质量，需要合理使用外展模拟量I/O点形式来对高速变频器的工作状态进行控制以及保证不同位置的电机都可以实现启动和停止功能的优化，提升转速系统整体的同步控制效果。将主轴的转速保持在一定水平，能够帮助提高机械生产的工作效率，同时使冷却水泵得到合理的配置，通过对电机设备的冷却处理也能够更好地检测电机设备的温度，并且使温度的保护效果得到进一步的提高，实现预期的工作目的。在主轴运行环节通常需要进行机械手以及刀库的安装，这项工作的主要目的是为自动化以及手动化的工作方式提供保障，同时也是提升整体工作效率和产品质量的有效方式。在采取机械手换刀的方式后，可以实现对刀具各类信息的收集。在数控机床的实际工作中，需要对系统的刀具磨损情况以及断刀的情况进行了解，防止系统中出现刀具失效的问题而最终影响到整体的效果。同时，在对机械和设备进行换刀的过程中，需要保障加工生产的稳定性，控制不同机位的工作模式来完成相应的任务和要求[2]。

3  基于PLC的数控机床电气控制系统运作思路分析

在数控系统中，包括PC机、电机模块、传感器、光栅尺等在内的众多零部件对于系统的正常运行都是非常重要的，其中，在针对机械手系统、主轴变频器系统等分析的过程中，工作人员除了具备相应的专业知识外，还需要对上位机的管理方式进行充分的学习，保证整个PC机在实际运行中可以符合相应的要求，并且从加工的文件中来读取数控机床的加工流程。例如，在钻孔方面，科学合理地操作可以实现对各类孔位信息的采集，而且可以通过向使用者提供更加友好的操作界面来进行各类工作参数的设定，然后通过IP协议将各类数据向运动控制器进行传输。这也是极其关键的一部分内容，能够在一定程度上提高整体的运行速度，使相关系统的可靠性得到保障。运动控制器设备的运行主要是通过内部结构中可以进行运动控制的CPU来完成的，而这个核心部件继承了基于PLC系统的工业控制系统所具备的各类优势，在实际运行过程中，实现了良好的灵活性。除了对运动控制器进行各类操作，还可以为运动控制任务的完成提供一定的保障，在这个过程中展现出更加灵活的形式，使控制方案的合理性得到保障，拓展相关的功能，确保整体系统的运作效果进一步提高。对此，需要达到运动控制方面的最终目的，并且能够针对逻辑情况来进行严格的控制，比如说，在信号的输入环节实现逻辑处理的目的，并且对后续的输出信号进行合理的分析，使整体的工作目标得到保障，而在后续的工艺处理环节能够达到压力和温度的控制效果。在控制设备正常运作完成生产的过程中，系统往往需要进行复杂繁琐的运行流程，但是同时也可以保证整个操作流程的速度和精确度，因此，可以将其用于包装生产和制造生产等多种机械设备中，为后续的生产处理提供更良好的服务[3]。

4  基于PLC数控机床电气控制系统的运作控制分析

4.1 对于变频器设备的控制分析

数控机床在实际运行过程中往往对主轴的实际速度有着更高的要求，因此，主轴设备的管理和控制是影响实际工作效率的重要因素，对于变频器的选择通常需要运行速度较高的类型。变频器设备应用环节需要尽可能满足高速运作主轴的频率，同时也应当了解在运动控制机理方面的变频器通信端口可能还存在一些其他设备的运作系统等方面的连接，因此会对变频器产生更高的要求，需要采取适当的模拟量控制方法对其进行有效的处理，使变频器设备的整体运作质量得到相应的保障[4]。

4.2 对于高速主轴的合理性应用分析

机床主轴设备的运行环节需要通过运作效率更高的PCB钻孔主轴系统来实现，在实际的运行过程中，通过全流道冷却系统的应用会产生更高的运行精确度需求和寿命以及稳定性，因此属于一种全功能的PCB钻孔主轴模式，针对刀具的处理方式与冷却系统有着较大的不同，两者针对的对象就有很大的差别，前者更多的需要加紧的方式，而后者的处理则需要更好地体现出水循环系统的作用，为了降低整体控制系统运行过程中受到的不利影响，冷却系统的用水类型要尽量避开去离子水。同时，高速主轴的运行需要实现合理保护目标，主要通过NTC的温度控制系统来更好地满足当前系统的运行管理要求。[5]

4.3. CB數控机床电气控制分析

为了保障各种数控工作能够顺利的开展，体现出数控工件的准确性，需要合理地使用变频器设备以及电机设备或者光栅尺设备，形成全闭环的控制模式。与此同时，在实际的工作中来提高整体的生产工作效率，确保数控机床能够展现出更加完整的工件自动化处理功能，达到断刀检测的工作效果。与此同时，在实现通信检测的环节，自动化的建设效果也能够实现自动化通信连接的目的，使刀位的检测功能得到进一步的保障，确保机床的监控能够达到自动化的要求。在硬件结构方面需要对其进行重视[6]。通常来说，数控机床中主要包括上位机软件系统、下位机软件系统以及硬件电路系统等。硬件电路系统一般是负责机床驱动功能，能够使不同的信息在传递的过程中体现出更加完善的保护效果，在机械手换刀时可以完成自由度的合理性控制。而针对断刀检测的环节，则需要合理使用光纤传感设备，将接入线设置在电源系统中，体现出信号线的支持效果，并且能够通过电阻的接入来形成点评输出的模式。另外，在功能模块方面需要重视软件的合理性设计，达到硬件设计的最终目标，使软件系统的功能更加完善，确保各种软件的合理应用效果。在对软件系统进行应用的环节，需要将设计轴的使用功能模块进行相应的体现，同时也需要对轴位进行合理地控制，使其达到最终的设计目标。实际中，怎样才能够形成轴回零功能模块系统，使不同方面的应用价值得到相应的体现，仍然是需要去思考的重要问题，这就需要重视数控机床电气控制系统的运行管理情况，积极地拓展相关的功能，丰富整体的模式，使工作的效果得到进一步的体现和增强，体现出科学化的效果，改善系统运作的模式，以确保从整体上来提高数控机床电气控制的水平，使其能够更好地符合当前时代的发展目标[7]。

4.4 对于数控机床的故障分析

数控机床在具体使用过程中需要使操作人员以及加工人员明确自身的重要价值以及操作的合理性，确保操作方式的有效开展，防止他们受到伤害，针对出现的数控机床故障问题，需要对其进行及时的处理。一般来说，数控机床的运行中可以断开急停按钮，使它处于一个闭合的状态，按下急停按钮之后，触电就会自动断开，这样的系统能够存在继电器中断的情况，就可以将移动装置动力电源断开。通过PLC中间继电器连接以后，能够将信号发送到系统中，达到急停报警的目标[8]。

5  结语

近些年来，我国在工业生产的环境方面已经体现出了更高的效率以及更大的经济价值，在这个过程中应用了一些先进的技术。工业生产的环节，数控技术本身的存在以及应用会造成极大的影响，其中的PLC技术应用价值越来越明显，应用的效果也越来越丰富，但是在PLC技术的实际应用环节仍然体现出一些不足之处，需要设计一整套更加完善的电气控制系统，使其能够和数控机床方面的实际需求相匹配，体现出更高的价值，并且能够对不同部分的选型进行综合性的考虑和分析，最终能够使基于PLC的数控机床电气控制系统价值得到相应的体现。

参考文献：

[1]沈华健.基于PLC的数控机床电气控制系统研究[J].科学技术创新，2019（32）：162-163.

[2]姚永辉.基于PLC的数控机床电气控制系统研究[J].电子测试，2020（06）：33-34，54.

[3]王丽君.基于PLC的数控机床电气自组合机床中的PLC电气控制系统设计和应用[J].粘接，2020，42（06）：129-132.

[4]穆启.基于PLC技术支持下的数控机床电气控制系统探究[J].大众标准化，2020（16）：154-156.

[5]李宁，张泽涵.PLC技术在数控机床电气控制系统中的应用[J].电子技术与软件工程，2019（10）：108.

[6]李连亮.基于PLC的数控机床电气控制系统分析[J].内燃机与配件，2019（16）：130-131.

[7]徐永梅.数控机床电气控制系统的PLC设计[J].电子技术与软件工程，2019（18）：129-130.

[8]李春敏.基于PLC的数控机床电气控制系统研究[J].河南科技，2017（15）：66-67.