基于PLC技术的机床电气改造研究

温利莉

摘要：随着经济的快速发展和科技的不断进步，电子信息技术已被广泛应用在社会生产和发展的各个行业中。将PLC技术应用于机床加工设备改造和控制中是十分必要的，可以有效提高加工技术的水平和精确度。

关键词：PLC技术；机床；电气；改造

中图分类号：TG659文献标识码：A 文章编号：2095－6835（2014）09－0013－02

目前，我国的机床大部分采用继电器—接触器控制方式，这种控制方式的线路走向比较复杂，对机床的工作效率有很大的影响。而采用PLC技术进行机床电气控制，能有效提高机床加工效率和加工技术，保证零件的精准度，促进企业生产工艺的改革和创新，增加企业的经济效益，促进企业快速发展。

1机床的运动及控制情况

传统机床的继电器由液压和气动系统驱动，利用行程开关进行机床左右限位，从而保证机床的送料夹进行横向运动，工作人员需要利用量尺确定送料夹行程，将左右行程开关移动到目标位置，然后进行固定。如果切削铝条的长度发生变化，需要重新定位左右行程开关的位置，这种定位方法操作复杂，定位的精确度也较低。而PLC技术对机床电气的改造和控制都十分方便，采用PLC技术的定位系统即伺服驱动系统代替液压和电气系统，不仅能提高机床控制系统的稳定性，还能有效提高机床加工的精度，减轻工作人员的工作量，从而提高机床的加工效率。

2PLC技术控制系统改造方案

机床改造的主要目的是提高机床的加工精确度和加工效率，也就是提高送料夹横向进给量，保证送料夹准确地运动到指定位置。本文使用伺服电机带动丝杠运转、PLC为控制元件的方式对M7130磨床电气控制系统进行改造。

2.1PLC控制系统的主要运行参数

PLC控制系统的主要运行参数有：伺服电机最大转速为3 000 r/min，伺服电机最大输出功率为1.5 kW，伺服放大功率为600 W，横向进给速度为8 000 mm/min，进给率为5 mm/r，脉冲率为6 000 pls/r，PLC输入点和输出点为64，定位模块的输出点和输入点为5.

2.2PLC定位模块控制的特点

2.2.1机械部分

采用PLC技术改造后的机床，利用定位模块和PLC共同控制机床工作，受定位模块的影响，机床不使用定位限位开关，液压和电气系统由伺服电机驱动和伺服放大器代替，可以拆除机械的液压缸、油泵等装置，极大地简化了机械的构造，为机械的控制提供了方便。

2.2.2机床操作

传统的M7130磨床操作方式十分复杂，采用定位模块进行机床定位，只需通过触屏输入送料夹移动的距离，不需要使用量尺测量送料夹的进给量；确定了移动距离后，利用行程开关控制送料夹的位置，不用重新定位左右行程开关的位置，极大地简化了机床的操作流程，有效地减少了工作人员的工作量，提高了机床的工作效率。

2.2.3控制特点

在PLC定位模块中输入的距离以毫米为单位，伺服放大器根据脉冲数量对电机的运转速度进行控制，PLC定位模块的最大精度可达0.001 mm，是传统的机床定位精度的100倍。PLC定位模块和伺服驱动系统组成的控制系统，是半闭环控制系统，有很高的稳定性，可以极大地改善机床的精度。

3PLC技术在机床电气控制中的应用

3.1PLC技术的优缺点

在工业生产过程中，涉及到大量的控制设备和开关，这些设备和开关在实际工作中需要按一定的顺序工作，并需要一定的逻辑保护。利用PLC技术进行机床改造，以PLC为核心控制元件，利用伺服系统进行智能控制，极大地提高了机床的易控性性和扩充性，为网络控制提供了良好的基础。PLC技术实现了机床的数字化控制和机床开关集中控制的功能。但由于机床生产厂家不断增多，机床机型结构不断变化，各种机床机型没有统一的标准，在应用编程软件时，没有规范的编程语言。PLC技术过于依赖硬件，用户难以自由改变PLC功能，这就给PLC技术的应用带来一定的影响。因此，在实际工作中，要求工作人员对PLC技术的原理、硬件结构和编程指令等有更深的认识。

3.2开放式数据控制系统

随着科技的快速发展，计算机数控系统已经从封闭式体系结构转换为开放式体系结构，PLC控制系统是半封闭半开放的控制体系，在数据控制中自成一体，能有效解决数控系统频繁变化引起的各种不利影响，增强数控系统的柔性，降低机床加工和生产的成本，提高数控系统的伸缩性和互换性。PLC技术的使用不仅符合机床生产的要求，还满足市场变化的要求。

4改造的注意事项

PLC技术是一门提高现代工业生产效率，降低人工生产成本，实现数字运算操作的技术，是目前机床控制的主要方式。将PLC技术应用于机床控制中，不但可以提高了设备的自动化水平，还能有效简化机床结构，避免机床在运行中出现各种简单故障，使机床运行更加灵活多变。使用PLC技术进行机床改造时，要注意常闭触点输入信号的处理，尽量减少常闭触点的使用。在使用常闭触点时，要注意梯形图对应的触点状态和机床电路相反。进行机床电气改造时，要将交织在一起的电路分离开来，根据线路、触点对继电器线圈的控制情况绘制相应的等效梯形电路图。在绘制梯形电路图时，要注意将并联电路中单个触点设置在电路块的下方；在串联电路中，单个触点要设置在电路块的右方。要尽量减少PLC的输出和输入信号，对同一个器件使用一组触点提供信号即可，对于梯形电路图可以多次使用同一常开触点和常闭触点。

利用PLC技术进行机床电气改造已经成为工业发展的趋势，在实际生产过程中，PLC技术能及时处理机床的各种故障。使用PLC技术改造机床电路时，要特别注意对各种细小环节的控制和管理。对机床电气设备进行改造，不但可以提高原有设备的使用效率，节省生产资源，还能满足现代工业生产的要求，提高产品的质量和精准度。

5结束语

利用PLC技术进行机床电气改造，能充分发挥PLC定位系统准确度高、稳定性良好和操作简单等优点，有效提高了机