基于PLC控制的機床電氣控制研究

齊男

摘 要：隨著我國工業不斷進步，機械在工業生產中應用也越加廣泛，在生產過程中，不僅代替人類完成簡單重復性工作，還幫助精密零件生產變得更加快速便捷。傳統機床控制裝置多使用繼電器和接觸器進行控制，由于繼電器和接觸器自身原理制約容易發生事故，而可編程邏輯控制機床不僅改善傳統機床制約情況還將生產過程變得更加自動化，使用可編程邏輯控制機床進行數控化工業生產已經成為我國工業必然性趨勢。本文主要以可編程邏輯控制機床為基礎，對機床電氣控制進行研究。

關鍵詞：PLC控制技術；機床電氣；控制研究

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.08.063

0 前言

隨著科技水平不斷發展，傳統機床控制系統無法滿足現今技術要求，且維護成本高，容易出現故障，可編程邏輯控制機床在工業發展浪潮中應運而生。可編程邏輯控制機床電氣系統，不需要經常進行零件維護。傳統機床電氣控制技術在生產不同零件時需要配備不同機床，而可編程邏輯控制機床只要改變相關參數和生產代碼就可以轉變生產對象，節約生產成本，減少因更換零部件所造成的成本浪費和時間浪費，將自動化生產在機床電氣控制中進一步實現。

1 PLC機床電氣控制系統結構

1.1 PLC電氣控制機床基礎結構

PLC電氣控制技術就是指通過數字化信息技術對電氣機床進行控制，幫助對機床控制其運動軌跡和加工零部件過程。這種技術和電氣機床生產進行融合后，不僅能幫助生產還能是生產過程變得更加高效便捷。像我們日常中使用的全自動洗衣機和電冰箱等都是PLC控制技術在生活中的應用。在工業方面最具代表性產品就是基于PLC控制的機床電氣控制技術，在這種技術扶持下，機床可以對符號和程序進行邏輯處理，與普通機床相比，基于PLC控制機床更加先進，更加符合現代化機械加工要求。

電氣控制單元是由電機模塊、電源模塊和運動控制器等部分組成，電氣控制系統最主要組成部分就是運動控制器。運動控制器對機床主體工作部分進行運動、邏輯和工藝上控制，保障電氣控制系統正常運轉。現階段PCL電氣控制機床電源模塊主要分為兩種：第一種是可調電流，即將固定電流轉化為預定電流與運動控制器進行通信。第二種是不可調電流，即不可以轉化為電流，也不能和運動控制器進行通信。電動機模塊也分為兩種，即裝機裝柜型和書本型，將通過電動機電流變成適合電動機使用的交流電。電氣控制單元是可以對電氣控制系統進行控制。

電氣控制系統的執行部分就是對零部件進行加工，是直接作用部分。通過對機床中電磁閥控制來完成各種機械活動，在加工過程中，通過光纖傳感器檢測刀具在加工中是否存在異常，及時進行更換。通過控制換刀角度提高PLC電氣控制機床的工作效率，改變原有刀具運動軌跡，使產品生產種類變得多樣化。

PLC電氣控制機床核心控制部分是軟件對程序進行分析，并使用程序運行PLC電氣控制機床。控制機對我們輸入程序進行分析，將信息傳遞給運動控制器，運動控制器接到命令后對電動機模塊進行控制，電動機將這些命令轉化為動作，對零部件進行加工。

2 PLC電氣控制機床的特殊結構研究。

2.1 PLC電氣控制機床的急停按鈕

一般情況下，急停按鈕通常處于關閉狀態，開關接觸點處于接通狀態。在發生緊急情況時，按下急停按鈕，急停按鈕接觸點就會斷開，PLC電氣控制機床中所有回路繼電器都會斷開，電源也會停止為移動裝置提供電源，急停按鈕裝置也會向PLC電氣控制機床發出停止命令，讓設備停止一切操作。這個按鈕不僅可以控制緊急事態還可以使緊急事態不再持續發展，一旦系統出現程序錯誤還可以通過它對系統進行復位。

2.2 PLC電氣控制機床的超程限位程序

超程限位程序被壓在制作的軸承之下，通常情況下，超程限位程序和急停按鈕一樣處于松開狀態，在PLC電氣控制機床使用過程中，如果出現超程限位情況，超程限位系統就會開始啟動，和急停按鈕一樣，這個按鈕啟動會使PLC電氣控制機床所有回路繼電器都會斷電，同時向PLC電氣控制系統報警。

3 PLC電氣控制機床的功能分析。

PLC電氣控制機床中有X軸、Y軸和Z軸三種軸，其中Z軸一般有四個，在工作時X、Y、Z軸之間三軸聯動，不同軸之間不僅可以合作運動進行加工，也可以分開運動進行加工。為了實現對PLC電氣控制機床的全閉合環控制，可以利用X、Y軸間交叉運動軌跡，對工作臺進行控制，加強PLC電氣控制機床加工精度，為了同步控制四個主軸電機，要加強對變頻器進行控制，在對X、Y軸進行保護的同時，對四個Z軸進行限位。

PLC電氣控制機床在使用時，時常會出現溫度過高現象。應該為PLC電氣控制機床配備專業冷卻水泵，對電機溫度情況進行實時檢測，實時為PLC電氣控制機床提供保護，保障機床正常運轉。

在日常使用過程中，PLC電氣控制機床難免出現刀具損壞或磨損出現，應配備光纖傳感器對刀具進行實時監測，一旦出現問題可以及時發現，檢測系統就會根據檢測情況進行報警。工人在接到報警之后，可以根據系統指令找到損壞位置，進行自動換到或手動換刀。

為了保證手動換刀和自動換刀有效性，PLC電氣控制機床應配備自動檢測裝置，在手動和自動換刀后檢測刀具位置和深度是否符合要求，提高PLC電氣控制機床加工質量和加工精度。

4 總結

隨著工業水平不斷進步，我國工業生產中可編程邏輯電氣控制機床也有越來越廣泛的應用。可編程邏輯控制機床在應用上，不僅幫助我國工業實現自動化，還降低我國工業成本。但是，我國工業在生產加工過程中還存在很多技術制約，所以我們不能局限于眼前的工業水平，要不斷開拓進取，改良PLC電氣控制機床技術，加強PLC電氣控制機床生產安全和加工精密度，對我國工業有進步性意義。

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