数控机床电气控制系统的PLC设计

郑立群

摘要：CNC技术是全自动加工的基本技术，是CNC机床的关键技术。技术水平的优缺点与我国的重要地位和加工水平有关。PCL越来越广泛地用于CNC机床中，其主要特点是加工精度高，生产率高，以及其他类似产品所没有的最新管理功能。总结了如何分析和研究数控机床电气控制系统的相关内容，以及如何设计用于数控机床电气控制系统的PLC。

关键词：数控机床;PLC;电气控制系统

近年来，我国可编程控制器（PCL）技术水平有了很大的提升，尤其是在自动化技术应用方面获得了较为理想的效果，对行业的整体发展也起到了一定的促进作用。PCL是一种主要服务于工业的计算机，其最初诞生的目的就是更好地为工业制造产业进行服务。现阶段，此项技术在我国多个行业都有所应用，尤其是在我国制造业的应用规模正在不断扩大，获得了行业内工作人员的认可，编程控制器的性能以及硬件成本等等方面与传统的工业制造过程中所应用的工业控制产品相比较，优势较为明显。因此，将此项技术在工业生产制造中进行应用是非常有必要的。

1数控机床电气控制电路分析

1.1工作原理与功能

CNC机床将机床设计图与机床相结合，使用指定的代码和程序格式进行编写和处理，并将真正有效的机床输入到CNC机床系统中。CNC机床系统添加产品处理程序和输入信号指令，执行数据分析和分类，并将最终分类结果发送到电气控制系统。机床的各个操作部件必须根据规定的要求有序地进行处理。有效制造符合标准的产品。CNC机床主要用于加工各种旋转零件，例如圆盘和轴。通过操作机床，可以加工诸如圆锥形表面，螺纹，模制表面和端面之类的各种零件，并且还可以进行诸如零件的钻孔，铰刀加工和开槽之类的高精度加工。在机械制造业中的应用范围是相似的、更宽的。

1.2电气控制电路的分析

1.2.1主轴电机电气控制

主轴电动机M3是由变频器，反向旋转，正向旋转，速度控制驱动的交流变频电动机，并根据数控系统进行控制。

1.2.2主轴控制

机床控制面板主要包括主轴缩进—前进—停止—点动等。零件程序的输入信号为M03，M04，M05。同时，输出信号包括主轴后退Q0.1，主轴前进Q0.0和主轴停止Q0.2。

1.2.3其它辅助电机控制

CNC机床的辅助动力主要包括冷却泵马达，转塔马达和润滑泵马达。控制程序的操作相对容易。示例：刀架电机控制，输入命令：I0、0I0、1I0、2I0、3I0、4I0、5I0、6手动换刀键I1.0，根据来自T1的刀具位置检测信号获取零件程序T代码。I1.1，T2，I1.2，T3，I1.3，T4。数控机床控制面板。输出信号包括转塔翻转Q0.5，转塔向前旋转Q1.4，手动控制输入：CNC系统，KM1，KM2，原动机M3。自动控制的CNC指令T代码：数控系统KM1，KM2，转塔马达M3。另一个示例是冷却泵电机控制。零件程序的输入信号为M08，M09，冷却启动键和机器操作面板停止键。程序输出信号Q0.3，手动控制按钮，自动控制数控指令M代码。

2数控机床电气控制系统的PLC设计

2.1强电电气控制柜的设计

2.1.1交流380V电源作用

可以使用变压器将其转换为AC220V电源，与空气开关QF2一起用作电源，并提供给伺服放大器。另外，空气开关QF3，接触器KM1，KM2等。也可以通过变压器将其转换为交流电。220V电源通过开关电源U41和W41DC24V为系统供电。最后，AC380V电源也可用于主轴逆变器。通过防漏开关QS和空气开关QF1。

2.1.2电路组成

切换QS后，将380V电源连接到每个电源电路。切换QS后，总共有4个空气开关。它是QF1，QF2，QF3，QF4，DC2.2/5A开关电源，由三个基本设备KM1，KM2，KM3和一个2.2KW变压器组成电气控制面板。

2.1.3电源输出

电源输出面板上有一个电源键开关，其主要功能是辅助大电流控制回路的供电。另外，I/O接口的DC24V端子连接到外界。如果发现异常电压，请立即将其关闭并及时解决问题。具有24VDC开关电源的CNC系统需要3A，电源容量为24VDC/5A，并且可以使用外部电源为用户提供2A的容量。

2.2电气控制电路的设计

在设计数控系统时，请仔细选择正确的隔离变压器电源，以使系统在电路系统运行期间变得不稳定，并严重影响电网系统的整体运行。它。驱动单元主要由机床变压器提供的电源控制。通常使用两个开关电源来控制操作。这减少了外部因素对电网性能的干扰。在某种程度上...系统电源配置应接地。接地操作可確保整个电网系统的稳定运行。接地操作的质量直接影响操作后系统的抗干扰能力和安全性。首先，在设计主电路板时，必须准确地安排整个设计过程，该过程主要包括控制电路，转塔电机控制电路和冷却电机控制电路。主轴控制电动机的运行质量和效率非常重要，变频器可以有效地控制主轴速度。转塔电动机由接触器控制来回旋转，而冷却控制电动机由接触器控制以向前旋转。其次，在设计控制电路时，数控车床的控制电路主要包括冷却控制，刀架控制，风扇冷却控制等环节。您需要设计CNC车床系统的输出接口和控制功能设计。通过向前倾斜主轴，可以通过结合主轴反转，转塔顺时针旋转和转塔反转的功能来实现对CNC系统的合理控制。

结语

在这个阶段，中国的社会经济发展持续快速增长，在这种背景下，中国的技术创新和发展正进入一个新阶段。制造业正在积极引进先进的科学技术，为该行业的发展做出贡献。然而，从现阶段中国制造业的实际发展来看，由于其独特的技术能力，这是困难的，实施控制方法，当今企业的发展和运营需求。因此，需要对常规技术进行一些改进。PLC技术在中国已广泛使用，不可否认的是，该技术在中国制造业中起着重要作用。计算机技术，自动化技术和数控机床的PLC技术的结合是一个全面的生产操作系统。数控机床的运行质量直接影响整个系统的生产和运行质量。为了将CNC机床用作控制系统，有必要增加CNC机床的故障诊断频率，以确保整体上的稳定运行。

参考文献

[1]姚永辉.基于PLC的数控机床电气控制系统研究[J].电子测试，2020（6）.

[2]李璇.基于PLC的数控机床电气控制微探[J].石河子科技，2020，No.251 （03）：27-28.