PLC在机床电气控制中的应用

2020-12-14

电子元器件与信息技术 2020年11期

（武进技师学院，江苏常州 213160）

0 引言

随着电子信息技术的快速发展，我国的工业领域、社会生产生活、经济发展等各个方面都实现了高效的转变和发展。在机床电气工程发展和操作中融合进plc技术，其实是借助机床装载程序对系统进行控制，通过计算机编程这种新型操作方式实现对机床动作的合理控制，以保证机床自动运转，实现零件加工。借助plc技术，在控制机床的时候可以更便捷的解决原本复杂、精密的小零件加工中出现的棘手问题，这属于柔性且高效的现代化、自动化机床。

1 组合机床的主要构成

组合机床一般来说是根据工件加工过程中的实际需要，通过对大量标准化以及系列化的部件的应用，然后再搭配一定量的机床专用配件，从提前设置好的机床运作工序出发，利用某些种类的工件展开高效率而且灵活性比较强的机床组装。除此之外，组合机床的结构相比较于其他机床来说比较简单，而且组合机床的实际生产效率和自动化程度都比较高。组合机床拥有重新整合的功能，在进行大批量产品生产的过程中比较实用，尤其是零件以及工序加工。

一般来说，组合机床是属于半自动的机床，能够在一定程度上实现多种类工件的同时加工以及多主轴加工。在大多数情况下，组合机床都使用多个主轴、刀、面，结合多个工序的同时进行。这比起通用机床而言，生产效率非常高，而且所需要的生产成本实现了大幅度的降低。所以，组合机床在现代社会生产发展的进程中逐渐被广泛关注和应用，可以在大批量生产的过程中形成自动化生产线，便于生产自动化的高效实现。

组合机床的部件主要是一些专用的加工部件和通用的标准部件，在动力部件驱动方面，其主要依靠液压系统以及电动机，通过电气系统的自动运行和循环，实现对组合机床的控制，从而完成机电液一体化生产目标。动力滑台是组合机床中最为常见的通用部件之一，但是在很多情况下，工作人员都会采用电动机对动力滑台进行替代，有些时候也会选择液压机替代[1]。在此其中，所有涉及到的标准都需要经过有动力部件组合和实现的控制电路，在对不同种类的动力部件进行一定的优化组合之后，基本上就可以实现完整组合机床的组装以及运行。

2 PLC技术在机床电气控制中的应用价值

电气控制系统对于数控机床的实际运行效率与生产质量有着非常重要和直接的意义。微处理器作为PLC技术的核心，这种技术还被业内人士称为可编程控制器件，其凭借数字计算功能来实现具体的电子控制系统，然后采用PLC技术对数控机床进行优化和改良，这对于机械加工领域而言有着非常积极的意义，甚至会推动整个社会工业加工领域的发展。在机床电气控制中引入PLC技术，不仅可以对数控机床进行高效率的优化与改良，同时还可以在很大程度上解决传统生产过程中存在的数控装置问题[2]。比如，传统机床的机械接触点在稳定性上有待提升，而且灵活性比较低，在组装和应用时需要进行复杂、繁琐的接线工作，而微处理器却可以在很大程度上提升数控机床的自动化程度，有效解决以上问题。同时，PLC技术的不容易受到外部环境和因素的影响，其具有比较全面的自我检测能力，在数控机床控制能力提升的过程中使用该技术，不仅能够加强数控机床的具体控制水平，还能喝进一步强化数控机床在生产运行过程中的安全性能[3]。

3 PLC技术在机床电气控制中的应用方法分析

3.1 基于PLC技术应用形式的分析

就PLC技术在机床电气控制中的应用形式来看，我们可以将PLC技术精确的区分为两类，一类是内装PLC，另一类是外装PLC。就内装PLC而言，在具体的生产实践中，我们也将其称作为集成式的PLC，在进行电气控制系统的设计和构建时，能过将PLC与NC二者连接在一起。具体来说，PLC与NC之间进行信号传递的方式基本都是按照其内部的总线完成的，所以在对两者进行相连之后，它们之间的信号传递速度和效率将会得到显著提升。再加上两者是共用CPU的，其中各个系统都可以不依赖于其他系统独立进行运行和工作，所以就要求这种结构模式设计需要兼顾到硬件与软件两个方面，对这两个部分同时进行设计。除此之外，PLC、NC还可以在工作中将其他很多高新技术结合在一起，以开展更加科学高效的工作。这样除了可以优化数控机床，同时还可以提升数控机床的安全性能和稳定性能。

3.2 基于PLC技术应用于信息交换中的分析

作为电气控制系统运行过程中非常重要的一个组成部分，数控机床主要是将数控技术、信息技术结合在一起开展工作的，同时还会具体的工作中对相关的运行流程进行科学化、精细化的控制。所以，在利用PLC技术开展电气机床控制的时候，如果想充分的将PLC技术的作用发挥出来，那么就需要将其和信息交换功能联系在一起，二者互相渗透。在这种情况下，PLC技术可以得到最大程度的应用和整合，将其自身所具备的交换功能更充分的发挥出来，从而实现数控机床、电气运行系统和PLV技术之间的信息交流和交换。PLC技术还能为信息全面交换功能的稳定实现提供保障，保证信息交换的实效性，从而确保PLC技术的应用达到其最终的目的。除此之外，关于PLC技术在电气机床控制过程中的模块接口来说，这种技术还能按照具体的使用需求对其进行更具实效性和灵活性的设置，以保证数控机床设备实用性的稳步增强。

3.3 基于PLC技术应用于数控机床功能模块的分析

数控机床实质上是一种实现了自动化的机器，数控机床涉及到的操作面板有系统操作和机床操作。结合PLC技术，可以在数控机床设备的具体运行时进行编程，从而实现对各种控制面板的控制，即对功能模块的操作控制。处于此种状态之下，可以在很大程度上避免信号丢失，以提升数控机床控制系统自身的运行稳定性。PLC技术在对数控机床进行功能模块控制的过程中，一方面会对其组成部分即操作面板展开控制，另一方面还可以完成对于信号的基本控制。这主要表现在控制输出信号和控制输入信号这两个方面。

4 PLC在机床电气控制中的具体应用策略

4.1 自动控制的作用

且不谈手工方面涉及到的各种非常繁琐的操作，PLC技术在机床电气控制过程中的引入，可以有效的促进工作人员通过代码设计来将具体的数据和程序联系在一起，然后传输进PLC技术的中枢芯片之中[4]。而且在运行的过程中，机床电气设备会处于提前指定好的程序下进行运作，这种提前就设置好的编译程序会让机床在遇到某些故障或者特殊问题时拥有自动启动故障解决系统的能力，同时对实际情况进行反馈。

4.2 及时反馈的作用

PLC技术在机电电气控制过程中的应用，可以在设备进行自动运转的时候，掌控更多的数据信息以及反馈信息。在这种状态下，操作人员只需对整个工作设备的运行情况进行全面的掌控，不需要再单独记录和分析各种数据信息[5]。同时，对于设备运行中产生的各种异常现象，PLC技术也可以做出及时有效的反馈。比如，具体出现故障的部位、故障所属的种类还有故障的等级或程度等。这样一来，操作员对于机床故障的检测和分析就会更加全面、更加便捷，可以提升故障预防和处理的效率[6]。

4.3 在组合机床电气控制系统中的应用

组合机床一般情况下是针对一些特别制定的工件的，在这些工件生产工序的要求下，需要严格依据相应的要求，对其进行分批次、分批量的加工。这种新型的、组合性的机床设备，可以在很大程度上使机床的运转和效率实现大幅度的提高[7]。因为机床的结构非常复杂，所以在进行电气设计过程中会涉及到很多专业方面的知识，需要具备良好的可靠性和固定性。[8]而相关人员可以将PLC技术引入到组合机床电气控制系统中，提升系统的可靠性和稳定性，同时降低机床组装过程中的复杂度，实现机床的自动化生产和控制。