基于PLC的數(shù)控機床自動化生產(chǎn)技術研究

周巖

摘 要：隨著我國社會多個領域的綜合發(fā)展，傳統(tǒng)的勞動力已經(jīng)不能適應社會發(fā)展的基本要求，提高生產(chǎn)效率。數(shù)控機床的運行穩(wěn)定性將對加工行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展產(chǎn)生重大影響。為了更好地滿足機械加工生產(chǎn)的基本要求，有必要將PLC集成到數(shù)控機床的電氣控制領域，有效地保護相關的電氣控制裝置，促進生產(chǎn)活動的有序進行。在現(xiàn)代社會的生產(chǎn)和服務中，電氣自動化控制系統(tǒng)起著非常重要的作用。它是現(xiàn)代智能技術的重要體現(xiàn)。它不僅能有效地加強電氣自動化系統(tǒng)的管理能力，而且對加快自動化控制技術的優(yōu)化和升級起到關鍵作用。

關鍵詞：電氣自動化控制;PLC;數(shù)控機床

在數(shù)控機床電氣自動化控制中，PLC技術的應用可以使機床控制實現(xiàn)多軸聯(lián)動，全面提高現(xiàn)代加工效率。在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過程中，數(shù)控機床是一種具有裝配程序控制系統(tǒng)的自動機床。它可以控制傳統(tǒng)的人力勞動生產(chǎn)，提高現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的效率。從目前的實際情況來看，PLC技術似乎已經(jīng)成為電氣自動化控制中不可缺少的重要技術之一，其應用范圍極為廣泛，對提高電氣自動化控制水平具有重要的現(xiàn)實意義。

一、PLC在數(shù)控機床電氣控制中的意義

數(shù)控機床是一種自動機床。在實際生產(chǎn)過程中，必須發(fā)揮控制系統(tǒng)的運行質量，這對促進現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)加工具有重要意義。現(xiàn)代數(shù)控機床的應用對提高工業(yè)機床的綜合效益和生產(chǎn)效率具有重要的影響。根據(jù)實際生產(chǎn)要求，合理應用數(shù)控機床控制系統(tǒng)，可以保證數(shù)控機床的整體效率和穩(wěn)定性的提高，也能滿足相關加工指令的要求。在數(shù)控裝置設備中輸入代碼形式，通過這種方式有效地控制機床的基本生產(chǎn)動作。為了分析系統(tǒng)的相關控制指令，使生產(chǎn)活動有序進行。在機械生產(chǎn)制造規(guī)模不斷擴大的背景下，數(shù)控機床在實際操作中會出現(xiàn)許多問題。當數(shù)控機床的穩(wěn)定性受到影響時，會發(fā)生不同程度的安全事故，對相關生產(chǎn)人員的人身安全和企業(yè)的經(jīng)濟效益將造成更大的威脅。在這種情況下，數(shù)控機床控制系統(tǒng)的基本應用性能是相關部門關注的關鍵問題。另外，PLC本身具有良好的自檢和抗干擾能力，通過PLC可以提高機械設備的基本應用性能，使數(shù)控機床的實際運行效率全面提高，促進現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的穩(wěn)步推進。

二、 PLC 數(shù)控機床電氣自動化控制設計

1系統(tǒng)功能模塊。下位機軟件的實際運行環(huán)境是SIMOTION，其功能是接收數(shù)據(jù)和信息，檢測執(zhí)行部件的工作情況和機床的實際狀態(tài)。軸配置完成后，軸的操作通常由程序控制，SIMOTION的內(nèi)部程序由操作系統(tǒng)調(diào)用。系統(tǒng)的主要功能模塊包括：軸使能功能塊，用于初始化待啟動的軸。啟動軸是其啟動的基本前提。軸位置控制功能塊，驅動軸到相應位置。軸歸零功能塊。對于非絕對編碼器，每次系統(tǒng)通電時軸必須歸零，以確定軸的當前位置。關閉軸功能塊，該功能塊通常在不需要再次啟動軸時執(zhí)行。如果軸已關閉，則在軸上移動可能會導致停機問題。

2硬件結構

（1）操縱器換刀。機械手由兩個自由度組成，屬于氣動式。通過控制電磁閥開關，實現(xiàn)機械手向上伸出夾持刀具控制機械手氣缸進氣的動作。Simotiond用于控制機械手的延伸長度。機械手的運動活塞是磁性的，以確保刀具能夠準確地恢復到刀庫中。筒體外壁設有磁感應裝置。機械手到達相應位置后，感應開關接通。SIMOTION接收到信號后，第一時間關閉機械手進氣口，實現(xiàn)機械手限位功能。

（2） 刀具破損檢測。斷刀檢測一般采用OC形式。在光纖傳感器的幫助下，光控門的接入線可接入24伏電源。傳感器的一根光纖輸出紅外線，另一根光纖接收紅外線，從而準確判斷工具是否有效。

三、PLC在數(shù)控機床電氣控制中的應用

1 PLC用于數(shù)控機床的基本工作流程。

在這個階段，將PLC技術集成到數(shù)控機床中，在整個工作流程中主要分為三個基本步驟，第一個是PLC技術輸入階段，這個階段需要通過PLC技術掌握電路的實際操作，然后獲得數(shù)據(jù)。在這一階段，PLC技術通過與外部輸入電路的連接，實現(xiàn)通過寄存器讀取輸入的基本目的，從而保證相關程序的執(zhí)行。二是PLC技術的基本實現(xiàn)階段。在這個階段，我們需要按照程序的基本指令進行操作，然后閱讀標準化程序中的相關指令。在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，用戶程序是由不同的指令組成的，可以根據(jù)與存儲器有關的指令進行有效的編排。此時，如果沒有跳轉指令，等待到初始階段執(zhí)行命令結束，然后進入輸出處理階段。最后一個階段是PLC技術輸入階段。在輸入和執(zhí)行階段有效完成后，PLC技術寄存器開始進入輸入電路狀態(tài)，相應的有效輸出將在穩(wěn)定的輸入過程中進行。指令完成后，通過標準化輸出模式，可以有效地刷新鎖存輸出驅動的外部負載。

2數(shù)控機床功能模塊的有效控制。

PLC在數(shù)控機床自動控制系統(tǒng)中的有效應用，可根據(jù)生產(chǎn)要求對操作面板進行有效控制。數(shù)控機床是一種重要的自動化設備，其主操作面板由機床和系統(tǒng)操作面板組成。在數(shù)控機床自動控制系統(tǒng)的長期運行過程中，可采用PLC對控制面板進行有序編程和控制，控制面板在生產(chǎn)控制過程中信號傳輸?shù)膿p失，有效提高系統(tǒng)的運行效率。在PLC控制中，輸入輸出信號應首先進行控制。在信號控制過程中將應用到PLC基本邏輯預算中，當生產(chǎn)和處理了多個信號經(jīng)過所有處理后，可以通過PLC有效輸出。這樣，輸出信號可以通過接觸器、繼電器、電磁閥等輸出到相關控制對象，其中PLC還可以翻譯轉換相關指令，然后將得到的結果傳送到數(shù)控機床上，使相應的工作能夠按照要求完成在機床生產(chǎn)加工過程中，技術人員，使數(shù)控機床的功能得到有效控制。其中，PLC編程人員可以定義數(shù)控機床傳遞的信息，結合相關問題對其進行有效修改，保證機床在運行過程中的穩(wěn)定性。當機器接口與PLC輸出接口連接時，可以人為地定義輸出端口的相關信息傳輸和傳輸?shù)刂罚ㄟ^CNC將相關信息傳輸?shù)刂穫鬏數(shù)絇LC，以加快信息傳輸和交換效率。

3數(shù)控機床PLC技術的基本形式。

目前，PLC技術在數(shù)控機床電氣控制中的有效應用主要是通過內(nèi)部和獨立兩種形式。目前，獨立的PLC技術能夠更好地獲得用戶對生產(chǎn)過程中生產(chǎn)功能的應用要求，從而選擇目標化的PLC產(chǎn)品。在數(shù)控機床中，該技術可用于控制數(shù)控機床的生產(chǎn)加工性能，優(yōu)化數(shù)控機床的性能。此外，內(nèi)置PLC技術主要屬于集成PLC技術。該技術在數(shù)控加工系統(tǒng)中的應用，使PLC與NC技術相結合，在實際操作中能有效地加快不同技術的信號傳輸速率，優(yōu)化內(nèi)部通用線路交換速度，不斷加快信息傳輸速率。PLC和NC技術可以共享CPU，并可獨立使用。從軟硬件的角度看，這兩種技術之間沒有冗余的連線，這將對提高系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性產(chǎn)生較大的不利影響。在實際應用中，PLC技術可以直接在數(shù)控顯示屏上顯示大量生產(chǎn)信息，對提高系統(tǒng)的應用功能具有重要意義。

四、結論

總之，PLC是一種可控裝置，在數(shù)控機床的自動控制中具有很高的應用價值。它可以提高數(shù)控機床的生產(chǎn)效率，提高自動化控制程度，加快企業(yè)生產(chǎn)效率，提高企業(yè)的黃金環(huán)境效益。隨著我國各種技術的快速發(fā)展，PLC技術在數(shù)控機床自動控制系統(tǒng)中的應用范圍不斷擴大，可以全面提高數(shù)控機床的應用穩(wěn)定性，促進我國機械工業(yè)的全面發(fā)展。

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