PLC在数控机床中的应用

温义美　罗亭　李浩彬

摘要 PLC集聚高可靠性、强抗扰能力等多个特点于一身，在数控系统设计中运用PLC，可使数控机床的准确性和快速性得到保障，从而更好地满足生产需求，使企业的经济效益得到提高。本文分析了PLC的性能特点，运用PLC对数控机床进行分类，并对PLC在数控机床中的应用进行了深入的研究。

关键词 数控机床；PLC；性能特点；应用

近年来，PLC技术发展日新月异，它也被广泛的运用到自动控制之中。目前，PLC被运用到数控机床中。PLC在硬件成本以及组机周期上等方面的优势，是其他控制产品可望而不可及的。因此，在自动化数控机床中，PLC的地位举足轻重。

1PLC的性能特点

1.1可靠性高

主要体现在以下方面：性能优良的开关电源；良好的自我诊断功能；有效防止故障扩大；对器件质量进行严格检测；屏蔽措施广泛运用于各个模块，提高防辐射干扰的效率；各输入端均采用R-C滤波器；I/O接口运用光电隔离技术。

1.2丰富的I/O接口模块

PLC可以运用相适应的I/O模块针对不同的工业现场信号进行处理。对于不同电流属性、电流的强弱、脉冲以及电位等不同的工业信号，有相应的器件和设备，如：电磁线圈、行程开关、控制阀、以及传感器等。它还通过运用人机对话模块，大大提高了操作性能。

1.3模块化结构

为了更好地满足工业控制的需求，单元式的小型PLC被逐渐淘汰，模块化结构被广泛使用。采用模块化设计PLC的各个部件，包括CPU，I/O等在内，通过机架将各模块相互连接，可以自行组合系统的规模并根据不同需求进行功能选择。

1.4编程简单易学

PLC的编程十分简单，该编程对专业的计算机知识并没有要求，而一般工程技术人员都具备较高的专业技能，会很容易理解PLC的编程的概念，并对其进行熟练的操作。

1.5维修方便，安装简单

PLC可以在工业环境下直接進行操作，打破了专门机房的禁锢。将相应的I/O端与现场设备相连接，便可进行运行操作，在使用中增强了便捷性。在各种模块上都相应安装指示运行和故障装置，使运行情况清晰可见，并便于查找故障。另外，由于采用模块化结构，若某模块出现故障，用户则可以进行模块转换，系统便可恢复运行，有效缩短故障时间，提高效率。

2PLC对数控机床的分类

PLC对数控机床的分类包括以下两个方面：1）内装可编程控制器；2）独立型可编程控制器。相对于独立性可编程控制器而言，内装型可编程控制器呗更广泛的使用。内装式PLC和CNC之间通过公用RAM进行信息交换，因此，内装PLC和CNC之间不存在连线关系，而安装调试更为便捷和紧凑的节奏及大量的信息交换。内装式PLC对信号的传送CNC的接口电路实现的。独立型可编程控制器处于CNC的外部位置上，它的软件与硬件功能较为完善，与内装型控制器比较而言，独立性PLC具有更强大的功能，但是，两种可编程控制器都要配置单独的编程系统。

3PLC在数控机床中的具体应用

3.1故障诊断

现代数控技术中，PLC的自我诊断功能都十分完善，在机床操作过程中若有故障发生，报警信息会及时显示在CRT上，操作和维护人员通过利用这些信息，可以精准地查找出导致故障发生的原因，并及时排除故障。在数控机床的操作过程中，都有明确的动作顺序，并按照既定的操作顺序进行自动交换动作。PLC在数控机床中的故障诊断原理，是通过运用机械运动的先后顺序的特征，对比故障情况与正常情况，发现问题，诊断原因。PLC设计的基础是基于控制对象的工作原理，相关维护人员通过对相关工作原理进行分析，同时根据I/O状态，及时诊断机床设备出现的故障。

3.2T功能

T功能其实是指刀具的选择。可编程控制器接收来自于系统输出的TD代码指令，进行译码之后，再经过数据的检索，便可找到T代码所确定的刀号，紧接着与现有刀号进行对比，若两者不符，就会在第一时间发出换刀的指令，直至选择到合适的刀号。具体的换刀操作如下：首先接入PLC输入端的软开关，使电机旋转到相应位置后，再次进行换刀，此时电机反转，等刀架下落后再压紧，当压紧的力量达到足够大时链接开关，知道系统传出已完成信号。

3.3M功能

可编程控制器接收到机床系统传送出的M指令后，经译码、控制主轴并进行启动停止等操作，直到机床系统传出完成的信号。PLC的辅助性功能因不同的数控机床而有所差异，然而，尽管数控机床的种类繁多，其具有的基本辅助性功能却基本相同。例如，在程序停止、准备换刀以及主轴顺序旋转等方面。而部分功能的实施主要是靠数控系统的软件与硬件进行的。当然，也有一些的实现要通过将PLC与数控装置相结合。

3.4S功能

S指令的功能主要体现在控制主轴上，其控制方法可分为两类：代码法和直接指定法。代码法是指在s后面有两位数字，这两个数字只是代表抓后转速序列的序号，并不能直接代表主轴转速的大小；而直接指定法显示的是主轴转速数值的大小。关于机床PLC的梯形图的运用十分广泛，通过进行梯形图编程，可将数控机床的工作情况、刀具情况等参数信息进行传递，更加直观地展现出数控机床的接口等部位的相关信息。与此同时，PLC的控制方式也可通过梯形图显现出来，进而对故障发生的原因进行跟踪观察，对于各种信号正常运行与否，也可通过梯形图进行监控。

4结论

现在关于机床报警的处理方法众多，可编程控制器也具有较广泛的适应性。在对可编程控制器程序法的编制设计时，主要是根据机床电气控制的主要特点进行的，所以相对于传统的继电器控制系统，PLC更加简单，并且也为维修人员的掌握与运用提供便利。在控制系统中，可编程控制器的地位可谓举足轻重，数控设备的运转是否在正常进行直接受PLC的影响。合理运用PLC的在数控机床中的突出功能，在数控机床的发展中发挥突出作用。另外，可编程控制器的运用使故障诊断和维修更加精准和快捷，提高机床工作的安全可靠性，提升工作效率，降低不必要的损失。endprint