毛丹洪

DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2016.14.048

摘 要：數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)是機(jī)械加工制造行業(yè)發(fā)展的保障，建立數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)可以控制機(jī)床實(shí)現(xiàn)多軸聯(lián)動(dòng)加工，滿足機(jī)械加工生產(chǎn)的需要，提高加工效率。而數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)性能的優(yōu)劣決定了數(shù)控機(jī)床加工效率、形成精度和運(yùn)行的穩(wěn)定性。而PLC作為一種可編程的器件，PLC的出現(xiàn)有效地提高數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)的操作技術(shù)水準(zhǔn)，同時(shí)提高了數(shù)控機(jī)床的可靠性和靈活性。該文就PLC在數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行了相關(guān)分析。

關(guān)鍵詞：PLC 數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng) 應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TG519.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2016）05（b）-0048-02

在科技時(shí)代里，很顯然，那種傳統(tǒng)的人工勞動(dòng)力已經(jīng)難以滿足社會(huì)發(fā)展的需要，而機(jī)械設(shè)備也逐漸取代了人力勞動(dòng)，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)效益的增長。數(shù)控機(jī)床作為一種裝有程序控制系統(tǒng)的自動(dòng)化機(jī)床，數(shù)控機(jī)床的出現(xiàn)為機(jī)械制造行業(yè)的發(fā)展帶來了動(dòng)力。作為一種機(jī)械設(shè)備，不可避免的問題就是性能問題，在數(shù)控機(jī)床運(yùn)行過程中，一旦機(jī)床出現(xiàn)故障，就會(huì)影響到整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)作，給加工企業(yè)帶來損失。伴隨著機(jī)械加工行業(yè)的發(fā)展，對(duì)數(shù)控機(jī)床性能要求也越來越高，為了滿足機(jī)械制造加工發(fā)展的需求，就必須保證數(shù)控機(jī)床裝置的可靠性、穩(wěn)定性。PLC作為一項(xiàng)熱門技術(shù)，在相關(guān)配置和技術(shù)含量上都達(dá)到了較高的標(biāo)準(zhǔn)，可以對(duì)機(jī)械電氣控制裝置實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)保護(hù)，有利于企業(yè)生產(chǎn)和加工的有序進(jìn)行，這對(duì)整個(gè)機(jī)械電氣控制行業(yè)的發(fā)展起到了一定的促進(jìn)作用。

1 PLC的介紹

PLC（可編程控制器件），它采用了一類可編程的存儲(chǔ)器，通過存儲(chǔ)器來執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)算與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字來實(shí)現(xiàn)各類機(jī)械的自動(dòng)化控制。PLC實(shí)質(zhì)上是一種專用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)，與微型計(jì)算機(jī)有著一樣的機(jī)構(gòu)，由電源、CPU、存儲(chǔ)器、輸入輸出、功能模塊組成。PLC的變成語言簡明，無需計(jì)算機(jī)知識(shí)，使用起來方便，編程也簡單。再者PLC硬件配套齊全，適應(yīng)性全，用戶能靈活方便地進(jìn)行系統(tǒng)配置，組成不同功能、不同規(guī)模的系統(tǒng)。另外，PLC用軟件代替大量的中間繼電器和時(shí)間繼電器，僅剩下輸入和輸出有關(guān)的少量硬件元件，可靠性高。同時(shí)，PLC利用了大量的集成電路技術(shù)，以微處理器為核心，抵抗各種干擾，抗干擾能力強(qiáng)[1-2]。

2 PLC在數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)中應(yīng)用的意義

數(shù)控機(jī)床是一種裝有程序控制系統(tǒng)的自動(dòng)化機(jī)床，在當(dāng)代工業(yè)加工中，數(shù)控機(jī)床有著重大作用。數(shù)控機(jī)床作為一種設(shè)備產(chǎn)品，它的出現(xiàn)有效地提高了加工生產(chǎn)效率，為加工企業(yè)帶來良好的經(jīng)濟(jì)效益。而數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)則是數(shù)控機(jī)床穩(wěn)定、高速運(yùn)行的保障，數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)能夠邏輯地處理具有控制編碼或其他符號(hào)指令規(guī)定的程序，用代碼的形式輸入到數(shù)控裝置中，以此來控制機(jī)床的動(dòng)作，按照控制系統(tǒng)給出的命令來完成相應(yīng)的動(dòng)作。然而隨著機(jī)械制造加工規(guī)模的擴(kuò)大，數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)在運(yùn)行過程中受多種因素的影響，會(huì)出現(xiàn)性能不穩(wěn)定的現(xiàn)象，一旦數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)性能不穩(wěn)定，勢(shì)必就會(huì)影響到數(shù)控機(jī)床運(yùn)行效率，嚴(yán)重的還會(huì)造成安全事故，造成人員的傷亡以及財(cái)產(chǎn)的損失。在這樣的環(huán)境下，數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)的性能問題也引起了高度的關(guān)注。可以說，數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)性能的高低直接影響到了數(shù)控機(jī)床的運(yùn)作效率。故此，必須重視數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)的研究。PLC是一種可編程控制器件，是以微處理器為核心的數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)裝置，在機(jī)械制造加工行業(yè)中有著不可替代的作用。PLC是在傳統(tǒng)的繼電接觸控制技術(shù)上的一種創(chuàng)新，它克服了繼電接觸控制系統(tǒng)中的機(jī)械接觸點(diǎn)的接線復(fù)雜、靈活性差、可靠性低的缺點(diǎn)，通過微處理器有效地提高了機(jī)械數(shù)控裝置的自動(dòng)化控制水平。同時(shí)，PLC抗干擾性強(qiáng)、自我檢測(cè)能力強(qiáng)，在數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)中應(yīng)用PLC可以有效地提高機(jī)械數(shù)控裝置的性能，提高控制系統(tǒng)的自動(dòng)化控制水平，提高數(shù)控機(jī)床運(yùn)行效率，保證數(shù)控機(jī)床的安全、高效運(yùn)行[3]。

3 PLC在數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

3.1 PLC與數(shù)控系統(tǒng)以及數(shù)控機(jī)床間的信息交換

對(duì)于數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)而言，信息流通的是否順暢、能夠?qū)崿F(xiàn)信息的共享和交換是數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)運(yùn)行的關(guān)鍵，一旦信息得不到傳遞和交換，勢(shì)必就會(huì)影響到整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)作。在數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)中，要想更好地應(yīng)用PLC，就必須注重信息之間的傳遞和交換的應(yīng)用。在數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)應(yīng)用PLC的過程中，信息的產(chǎn)生、傳遞、交換主要體現(xiàn)在PLC、數(shù)控機(jī)床以及數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)3個(gè)單位。為了實(shí)現(xiàn)信息的更好傳遞和交換，需要采用底層PLC控制結(jié)合上位機(jī)監(jiān)控的組合模式，合理而有效地設(shè)置在數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)。分別在集控系統(tǒng)的3個(gè)控制室中裝置PLC主機(jī)，確保PLC與數(shù)控機(jī)床以及數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)之間相連，將機(jī)床外側(cè)的I/O單元接口連接PLC的輸入接口，PLC編程者可以通過數(shù)控機(jī)床傳過來的信息自由定義，進(jìn)行修改，然后傳遞到機(jī)床。在將PLC的輸出接口接入到機(jī)床接口時(shí)，由PLC通過輸出的接口向機(jī)床傳遞出的信息的內(nèi)容和地址等也可以進(jìn)行自行定義。接著是由CNC到PLC。在整個(gè)信息交流和交換的過程中，所有PLC送至CNC的信號(hào)地址與含義由CNC廠家確定，PLC編程者只可使用，不可改變和增刪[4]。

3.2 數(shù)控機(jī)床功能模塊的控制

首先，利用PLC對(duì)機(jī)床操作面板的控制。對(duì)于數(shù)控機(jī)床這種自動(dòng)化設(shè)備而言，它的操作面板分為系統(tǒng)操作面板和機(jī)床操作面板。在數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)中，利用PLC，通過編程，對(duì)數(shù)控機(jī)床操作面板進(jìn)行控制，系統(tǒng)操作面板以及機(jī)床操作面板直接由PLC來進(jìn)行總控制，從而減少信號(hào)的流失，避免信號(hào)流失給控制系統(tǒng)帶來影響；其次，信號(hào)的控制，在整個(gè)數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)中，所有操作指令都是以信號(hào)的形式來下達(dá)，在PLC控制中，對(duì)信號(hào)的控制主要體現(xiàn)在輸出和輸入信號(hào)的控制。在信號(hào)輸入時(shí)，信號(hào)要經(jīng)過PLC進(jìn)行邏輯運(yùn)算，輸入的信號(hào)種類是多樣化的，其中很多是用來檢測(cè)機(jī)床運(yùn)行的信號(hào)。在信號(hào)得到處理之后就是由PLC進(jìn)行輸出，這些輸出的信號(hào)經(jīng)外圍控制電路中的繼電器、接觸器、電磁閥等輸出給控制對(duì)象。同時(shí)，通過PLC指令翻譯，將信息傳導(dǎo)出去，數(shù)控機(jī)床在得到信號(hào)指令后，按照質(zhì)量要求進(jìn)行工作，從而實(shí)現(xiàn)在功能上的控制[5]。

4 結(jié)語

隨著我國現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)機(jī)械加工作業(yè)要求越來越高。數(shù)控機(jī)床作為一種先進(jìn)的設(shè)備，它的出現(xiàn)給機(jī)械制造加工行業(yè)的發(fā)展帶來了動(dòng)力。為了更好地提高數(shù)控機(jī)床加工效率，就必須對(duì)數(shù)控機(jī)床加工過程進(jìn)行有效控制。而PLC作為一種可編程控制器件，它克服了繼電接觸控制系統(tǒng)中的機(jī)械接觸點(diǎn)的接線復(fù)雜、靈活性差、可靠性低的缺點(diǎn)，數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)中能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)控機(jī)床控制自動(dòng)化，提高數(shù)控機(jī)床作業(yè)效率，為企業(yè)帶來更好的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1] 蒲志新，谷艷豐，康文龍.PLC在數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].機(jī)床與液壓，2004（12）：158-159.

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[4] 王玲.基于PLC的數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)研究[J].新技術(shù)新工藝，2013（12）：125-127.

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