基于计算机技术的机床机电一体化数控系统设计

郑立群

【摘要】CNC机床在解决复杂和精密零件的加工中起着重要作用，并且是配备有典型机电一体化系统的CNC机床。基于PLC的数控机床电气控制系统是数控技术发展的必然结果。 PLC数控机床在其应用中具有许多优势。例如，电气控制系统使用自动压脚夹具，工具破损检测以及通过机械手自动更换工具来实现CNC机器的自动化。介绍加工中心的电气控制技术和设计方法。这些技术和方法对于确保机床的安全性和可靠性以及提高加工精度和生产率至关重要。

【关键词】计算机技术;机床;机电一体化;数控;系统设计

数控技术，称为数控（NC），是一种使用数字信息控制机械运动和处理的方法。现代数控系统也称为计算机数控系统，因为它们使用计算机进行控制。由数控技术控制或配备有数控系统的机床称为数控機床。计算机技术具有先进技术（自动控制技术，精密测量技术，机床设计等）的典型机电一体化产品是现代制造技术的基础。它解决了形状和结构复杂，精度要求高，小批量和可变零件加工的问题。这里有个问题。它可以稳定产品的加工质量，减轻工人的劳动强度，大大提高生产效率。机床控制也是CNC技术的最早且应用最广泛的领域。因此，数控机床的水平代表着当前数控技术的发展水平和方向。与普通机床相比，数控机床具有自动换刀，切削参数，加工面，陀螺仪，平面曲线功能，并且由于具有较高的加工精度和生产效率而更加精确。

1数控机床电气控制系统的基本结构

1.1数控机床基础结构

使用数字信息技术有效控制设备系统的技术是数字控制技术。 CNC机床使用数字控制技术来控制机床的运动轨迹和零件加工。这是数字和机床操作的完美结合。 CNC机床的机电产品完全相同，包括机床的主要组件，电气控制单元，执行系统和数据控制系统。

1.1.1机床主体

CNC机床的主体是机床的重要组成部分，直接作用于零件上。它的主要功能是加工零件。

1.1.2电气控制单元

电气控制系统由电源模块，电机模块和运动控制器（SIMOTION）之类的组件组成。在此阶段，有两种类型的CNC机床电源模块。固定电流将转换为特定电流，并且可以与运动控制器的可调电流通信。另一个是电流无法转换，也无法连接至机芯。控制。设备的通讯电流无法调节。电机模块有两种类型：机械柜型和书本型。它的功能是将通过的电流转换成适合电动机的交流电。电气控制单元是CNC机床的重要指挥中心，电气控制系统的主要组件是运动控制器。它的主要功能是控制关键操作组件的行为，逻辑和过程。正常操作会影响它。电气控制系统。系统的正常运行起着重要的作用。

1.1.3电气控制系统的执行部分

通过该零件，CNC机床直接影响加工零件，因此可以通过控制电磁阀来完成各种机械操作，并且换刀角度的灵活性进一步提高了CNC机床的工作效率。在机床上更换工具会改变工具的原始轨迹，并使工具在加工过程中磨损。光纤传感器检测工具并保证加工质量。

1.1.4PLC数控机床的核心控制部分

CNC机床控制系统的核心是软件对程序的分析和使用。工业计算机读取输入的信息，然后将正确的信息发送到运动控制器。运动控制器根据接收到的信息控制电机模块，并控制CNC机床的工作区域。同时，光栅尺检测到加工区域信息，通过传感器将其转换为标准信号，然后将其发送到运动控制器，然后将CNC机床的工作状态发送到电气控制系统。 CNC机床通过传感器检测。

1.2数控机床的特殊结构

紧急停止按钮未打开。开关触点已闭合。当您按下紧急停止按钮时，紧急停止按钮的触点将打开。此时，系统紧急停止按钮受到控制。电路继电器已断开连接，并且移动设备已关闭电源。同时，控制系统向系统发送紧急停止消息，以将设备置于停止状态。此消息还会重置系统程序。

超程限制程序已被取消。在操作CNC机床时，按下特定轴上的超程限位开关会断开触点，并且控制回路中的继电器会向系统发送超程报警消息。

2基于PLC的数控机床电气控制系统的设计

CPU是可编程逻辑控制器（PLC）的核心内容。 PLC的主要性能是系统的综合控制，基于网络各部分通信功能的自动控制器以及可编程计算机技术。 PLC具有电气控制设备所需的广泛的多功能性，高可靠性和抗干扰能力。

2.1数控机床电气控制的方式选择

决定CNC机床系统成败的因素是CNC机床的电气控制方法。如果要提高处理速度和机械精度，则需要注意电气控制系统的优缺点。因此，数控机床的性能可以决定产品的精度和速度。分析加工零件的状况，了解系统功能，并根据其特性编辑程序。使用PLC控制系统，运动系统，电机组件和光栅尺确定X和Y轴。等待封闭的控制方法。这种处理方法最大程度地提高了PLC文件处理，人机交互和数据处理能力。运动控制器的优点是稳定性和速度，光栅尺的功能是提供有关程序工作点的准确信息。同时，您可以通过连接传感器来提高系统的可靠性和稳定性。常规控制卡的实用性很小，只能连接几个轴。运动控制器不仅增加了连接轴的数量，而且还促进了将来的系统升级。运动控制器还具有能够执行自动编辑功能的巨大优势。

2.2数控机床的功能分析

CNC机床类型很多，您可以轻松分析CNC机床。除了X和Y轴外，还有四个Z轴。 X，Y，Z 3轴联动可在以下条件下实现。轴和轴可以同时或分别移动。完全闭环控制允许使用X轴和Y轴运动轨迹放置工作台，以提高加工精度。通过控制变频器，可以实现四个主轴电机的同步控制。使用X轴和Y轴双重保护限制，然后限制Z轴的下侧。为了提高CNC机床的加工效率并实现更高的主轴转速，有必要为其配备专用的冷却水泵，以实时监控电动机的温度并提供更好的温度保护。机械工具。为了达到自动和手动换刀的效果，主轴配备了专用的机械换刀器和刀库。当机械手在机床上更换工具时，将自动测量工具的深度和位置，从而提高加工质量。如果在检查过程中发现工具磨损或损坏，则机床检查系统将提示您。您可以在系统的指导下完成它。自动换刀和手动换刀。

3结语

随着数控技术的不断发展，数控机床的PLC逻辑处理功能已经越来越完善，但这些功能并未得到充分利用。因此，有必要设计一个非常合适和完整的电气控制系统。使其他零件的选择具有良好的兼容性。选择性性能对于电气控制系统非常重要，每个独立选择的性能兼容性在每个组件的正常性能中也起着重要作用。

参考文献

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