溫義美　羅亭　李浩彬

摘要 PLC集聚高可靠性、強抗擾能力等多個特點于一身，在數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計中運用PLC，可使數(shù)控機床的準確性和快速性得到保障，從而更好地滿足生產(chǎn)需求，使企業(yè)的經(jīng)濟效益得到提高。本文分析了PLC的性能特點，運用PLC對數(shù)控機床進行分類，并對PLC在數(shù)控機床中的應(yīng)用進行了深入的研究。

關(guān)鍵詞 數(shù)控機床；PLC；性能特點；應(yīng)用

近年來，PLC技術(shù)發(fā)展日新月異，它也被廣泛的運用到自動控制之中。目前，PLC被運用到數(shù)控機床中。PLC在硬件成本以及組機周期上等方面的優(yōu)勢，是其他控制產(chǎn)品可望而不可及的。因此，在自動化數(shù)控機床中，PLC的地位舉足輕重。

1PLC的性能特點

1.1可靠性高

主要體現(xiàn)在以下方面：性能優(yōu)良的開關(guān)電源；良好的自我診斷功能；有效防止故障擴大；對器件質(zhì)量進行嚴格檢測；屏蔽措施廣泛運用于各個模塊，提高防輻射干擾的效率；各輸入端均采用R-C濾波器；I/O接口運用光電隔離技術(shù)。

1.2豐富的I/O接口模塊

PLC可以運用相適應(yīng)的I/O模塊針對不同的工業(yè)現(xiàn)場信號進行處理。對于不同電流屬性、電流的強弱、脈沖以及電位等不同的工業(yè)信號，有相應(yīng)的器件和設(shè)備，如：電磁線圈、行程開關(guān)、控制閥、以及傳感器等。它還通過運用人機對話模塊，大大提高了操作性能。

1.3模塊化結(jié)構(gòu)

為了更好地滿足工業(yè)控制的需求，單元式的小型PLC被逐漸淘汰，模塊化結(jié)構(gòu)被廣泛使用。采用模塊化設(shè)計PLC的各個部件，包括CPU，I/O等在內(nèi)，通過機架將各模塊相互連接，可以自行組合系統(tǒng)的規(guī)模并根據(jù)不同需求進行功能選擇。

1.4編程簡單易學

PLC的編程十分簡單，該編程對專業(yè)的計算機知識并沒有要求，而一般工程技術(shù)人員都具備較高的專業(yè)技能，會很容易理解PLC的編程的概念，并對其進行熟練的操作。

1.5維修方便，安裝簡單

PLC可以在工業(yè)環(huán)境下直接進行操作，打破了專門機房的禁錮。將相應(yīng)的I/O端與現(xiàn)場設(shè)備相連接，便可進行運行操作，在使用中增強了便捷性。在各種模塊上都相應(yīng)安裝指示運行和故障裝置，使運行情況清晰可見，并便于查找故障。另外，由于采用模塊化結(jié)構(gòu)，若某模塊出現(xiàn)故障，用戶則可以進行模塊轉(zhuǎn)換，系統(tǒng)便可恢復(fù)運行，有效縮短故障時間，提高效率。

2PLC對數(shù)控機床的分類

PLC對數(shù)控機床的分類包括以下兩個方面：1）內(nèi)裝可編程控制器；2）獨立型可編程控制器。相對于獨立性可編程控制器而言，內(nèi)裝型可編程控制器唄更廣泛的使用。內(nèi)裝式PLC和CNC之間通過公用RAM進行信息交換，因此，內(nèi)裝PLC和CNC之間不存在連線關(guān)系，而安裝調(diào)試更為便捷和緊湊的節(jié)奏及大量的信息交換。內(nèi)裝式PLC對信號的傳送CNC的接口電路實現(xiàn)的。獨立型可編程控制器處于CNC的外部位置上，它的軟件與硬件功能較為完善，與內(nèi)裝型控制器比較而言，獨立性PLC具有更強大的功能，但是，兩種可編程控制器都要配置單獨的編程系統(tǒng)。

3PLC在數(shù)控機床中的具體應(yīng)用

3.1故障診斷

現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)中，PLC的自我診斷功能都十分完善，在機床操作過程中若有故障發(fā)生，報警信息會及時顯示在CRT上，操作和維護人員通過利用這些信息，可以精準地查找出導(dǎo)致故障發(fā)生的原因，并及時排除故障。在數(shù)控機床的操作過程中，都有明確的動作順序，并按照既定的操作順序進行自動交換動作。PLC在數(shù)控機床中的故障診斷原理，是通過運用機械運動的先后順序的特征，對比故障情況與正常情況，發(fā)現(xiàn)問題，診斷原因。PLC設(shè)計的基礎(chǔ)是基于控制對象的工作原理，相關(guān)維護人員通過對相關(guān)工作原理進行分析，同時根據(jù)I/O狀態(tài)，及時診斷機床設(shè)備出現(xiàn)的故障。

3.2T功能

T功能其實是指刀具的選擇?？删幊炭刂破鹘邮諄碜杂谙到y(tǒng)輸出的TD代碼指令，進行譯碼之后，再經(jīng)過數(shù)據(jù)的檢索，便可找到T代碼所確定的刀號，緊接著與現(xiàn)有刀號進行對比，若兩者不符，就會在第一時間發(fā)出換刀的指令，直至選擇到合適的刀號。具體的換刀操作如下：首先接入PLC輸入端的軟開關(guān)，使電機旋轉(zhuǎn)到相應(yīng)位置后，再次進行換刀，此時電機反轉(zhuǎn)，等刀架下落后再壓緊，當壓緊的力量達到足夠大時鏈接開關(guān)，知道系統(tǒng)傳出已完成信號。

3.3M功能

可編程控制器接收到機床系統(tǒng)傳送出的M指令后，經(jīng)譯碼、控制主軸并進行啟動停止等操作，直到機床系統(tǒng)傳出完成的信號。PLC的輔助性功能因不同的數(shù)控機床而有所差異，然而，盡管數(shù)控機床的種類繁多，其具有的基本輔助性功能卻基本相同。例如，在程序停止、準備換刀以及主軸順序旋轉(zhuǎn)等方面。而部分功能的實施主要是靠數(shù)控系統(tǒng)的軟件與硬件進行的。當然，也有一些的實現(xiàn)要通過將PLC與數(shù)控裝置相結(jié)合。

3.4S功能

S指令的功能主要體現(xiàn)在控制主軸上，其控制方法可分為兩類：代碼法和直接指定法。代碼法是指在s后面有兩位數(shù)字，這兩個數(shù)字只是代表抓后轉(zhuǎn)速序列的序號，并不能直接代表主軸轉(zhuǎn)速的大?。欢苯又付ǚ@示的是主軸轉(zhuǎn)速數(shù)值的大小。關(guān)于機床PLC的梯形圖的運用十分廣泛，通過進行梯形圖編程，可將數(shù)控機床的工作情況、刀具情況等參數(shù)信息進行傳遞，更加直觀地展現(xiàn)出數(shù)控機床的接口等部位的相關(guān)信息。與此同時，PLC的控制方式也可通過梯形圖顯現(xiàn)出來，進而對故障發(fā)生的原因進行跟蹤觀察，對于各種信號正常運行與否，也可通過梯形圖進行監(jiān)控。

4結(jié)論

現(xiàn)在關(guān)于機床報警的處理方法眾多，可編程控制器也具有較廣泛的適應(yīng)性。在對可編程控制器程序法的編制設(shè)計時，主要是根據(jù)機床電氣控制的主要特點進行的，所以相對于傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)，PLC更加簡單，并且也為維修人員的掌握與運用提供便利。在控制系統(tǒng)中，可編程控制器的地位可謂舉足輕重，數(shù)控設(shè)備的運轉(zhuǎn)是否在正常進行直接受PLC的影響。合理運用PLC的在數(shù)控機床中的突出功能，在數(shù)控機床的發(fā)展中發(fā)揮突出作用。另外，可編程控制器的運用使故障診斷和維修更加精準和快捷，提高機床工作的安全可靠性，提升工作效率，降低不必要的損失。endprint