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PLC在数控机床自动化控制的优势
来源:陕西工商职业学院 作者:郑文智 顾视江   发表时间:2020/11/29 20:55:00  浏览次数:
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摘要:随着社会的发展,工业控制系统也逐渐实现智能化,PLC在工业控制中的应用,提高了工业控制系统工作效率,PLC具有很强的模拟量处理能力、数字预算能力以及人机接口能力。对PLC在数控机床自动化控制中的应用进行分析与探讨,旨在促进数控机床工作效率不断提升。

关键词:PLC;数控机床;自动化控制

PLC的全称为“可编程逻辑控制器”,是数字化技术的一个重要组成部分,采用大规模集成电路技术,可靠性与稳定性都很高,对外界的干扰有较强的抵抗能力。PLC的优势使其在工业生产领域中的应用变得越来越广泛,而且为工业生产水平的提升带来很大帮助,尤其是在数控机床设计领域中,应用十分广泛。PLC系统设计简单,维护起来也很方便,而且PLC系统成功取代继电器电路,可以对控制系统进行逻辑控制,PLC技术在数控机床领域的应用,使得数控机床的自动化控制水平更高,在运行过程中自动化控制稳定性有很大提升。

1PLC概述

PLC是一种数字化操作系统,为工业生产提供逻辑化控制和数字化运算操作。PLC系统的构成比较复杂,采用一种可编程的存储器,在PLC的内部可以进行多种操作,比如在系统内进行逻辑运算、顺序控制、计数、定时等,都可以经过精确的控制以及专业化的计算之后,通过系统的输入输出接口传递出对应的数字化或者模拟化信号,从而对机械设备的生产以及制造过程进行控制。随着数字化技术的不断发展,PLC技术在工业领域中的应用也变得越来越广泛,大大提高了系统的工作效率。例如在车床生产过程中,传统的机床控制采用继电控制器,系统的结构比较复杂,很容易出现故障;PLC采用电气控制系统,不需要像传统的控制系统一样随时更换零件,而是对各种参数进行更改,从而达到变换生产工艺的目的。所以,PLC技术的应用可以节约成本,也可以提高生产效率,减少机械和设备生产过程中的时间消耗,这也是数控机床控制系统的优势所在。随着PLC技术的应用越来越广泛,很多数控生产企业开始引进这一技术,应用过程中的问题也越来越多,比如在生产过程中要使用继电器,但是这些继电器的控制箱很庞大,在对线路进行调试的时候,就需要人力、物力、财力的支持,这也是未来PLC自动控制系统研究中需要考虑的问题。

2PLC在数控机床自动化控制中的优势

2.1可靠性高

PLC是一种可以实现逻辑控制的系统,PLC的可靠性与稳定性都很高,主要表现为:①PLC系统具有性能优良的开关电源。②可以实现自我诊断,当机械设备出现故障的时候,系统可以实现自我诊断,找到故障所在。③可以对器件质量进行严格控制,在数控机床生产过程中,通过PLC可以实现对生产的各种元器件的质量进行控制,质量不合格的元件会被立即淘汰,提高元件质量。④屏蔽能力强,提高了系统运行的可靠性和稳定性。

2.2丰富的I/0接口模块

良好的输入输出接口是实现系统高效控制的基础,在数控机床应用过程中,如果输入输出接口可以快速响应,则可以提高元件的生产效率。PLC系统可以运用适应的输入输出模块,并且可以对强弱不同的信号、电位不同的信号等不同的工业现场信号进行处理,达到精准快速的处理效果。

2.3模块化结构

为了更好地满足工业控制需要,在数控机床发展过程中,一些小型的PLC系统会逐渐淘汰,进而转化为模块化结构。在PLC系统中,采用模块化设计各个部件,例如CPU、I/O等,可以将更多模块连接起来,形成一个全新的系统,再根据系统的不同需求,对功能进行调节,最终达到自动化控制的目标。

2.4编程简单易学

PLC系统的编程较为简单,不需要有特别专业化的计算机知识,很多工程人员都可以完成系统的编程工作,对系统进行编程。

2.5维修方便,安装简单

PLC的灵活性很强,可以在工业环境下直接操作,打破了传统的控制系统需要专门的机房这一限制。在PLC应用过程中,可以将相应的I/0端与现场设备进行连接,然后对设备的运行情况进行控制,使得机械设备使用变得更加便捷,而且在各个模块上都安装了相应的指示运行和故障提示装置,运行情况清晰可见,一旦运行过程中出现任何问题,都可以及时停止运行,查找故障,直到将所有的故障都排除为止,提高了故障处理水平。

3PLC在数控机床自动化中的应用

3.1故障诊断

在现代数控机床运行过程中,PLC具有十分完善的自我诊断功能,尤其是自动化技术的应用,为机床的自我诊断提供了坚实的基础。当数控机床在工作过程中出现故障问题的时候,系统会立即识别故障,并且发出报警信息,报警信息会及时显示在CRT上,此时操作人员和维护人员可以通过显示出来的各种信息,精确地查找和分析故障原因,并且及时对故障进行排除,为系统生成提供良好基础。在数控机床的操作过程中,有十分明确的动作顺序,可以按照这些顺序进行自动交换动作,而PLC在数控机床的故障诊断过程中的应用,就是通过机械运动的先后顺序特征来判断的。

3.2T功能

T功能指的是对刀具进行选择的功能,在数控机床生产过程中,不同的元件生产需要不同的刀具,对刀具进行科学合理的选择,也可以通过PLC来自动完成。当需要更换刀具的时候,系统会发出一个指令,可编程控制器接收来自于系统输出的需要更换刀具的代码指令,开始对这个指令进行转译,然后进行数据分析,可以找到需要更换的刀具对应的号码,然后将找到的刀具与生产所需要的刀具进行对比,如果不符合,则会发出需要换刀的指令,直到最终选择出所需要的刀具。具体的控制过程是,首先要接入PLC输入端的软开关,使得电机旋转到相应的位置,然后选刀、换刀,此时电机反转,等到刀架落下之后再将其压紧;换刀结束之后系统会发出信号,说明可以继续开始生产。

3.3M功能

M功能指的是对系统进行启动和停止的功能,当可编程控制器接收到机床系统传送出的M指令之后,PLC会对这个指令进行编译,根据编译的结果执行相应的操作。PLC的辅助性功能会因为数控机床的类别不同而有一定差异,尽管数控机床的种类繁多,但是所有的辅助性功能基本相同,比如程序运行、停止、换刀等过程中,功能指令相同。

3.4S功能

S功能指的是对数控机床的主轴进行控制,其控制的方法主要有2类,分别是代码控制法和直接指定法。前者指的是在S的后面有2个不同的数字,这2个数字代表的是抓后转速序列的序号,直接制定法指的是直接显示数控机床主轴转速的大小。在PLC应用过程中,可以将数控机床主轴运行过程中的情况清晰地显示出来,并且直观地展示出运行过程中各种参数的变化情况,对运行过程进行监控,防止出现异常情况。

4结语

PLC的可靠性、稳定性、灵活性等都比较强,在工业控制系统中的应用十分广泛。在数控机床生产过程中,PLC的应用可以提高机床的自动化控制水平,实现对数控机床生产过程中的各个环节的有效控制,例如对程序进行启动、停止,在生产过程中自动换刀,对生产过程中的各种故障进行自动诊断和处理等,都可以通过PLC技术的应用得以实现。

参考文献:

[1]张阳,刘建通.浅谈PLC在数控机床中的应用研究[J].速读旬刊,2015(10):256.

[2]梁晓静.PLC在数控机床中的应用自动化控制分析[J].工程技术(全文版),2016(10):281.

[3]张登高.PLC在数控机床中的应用自动化控制[J].电子技术与软件工程,2016(12):146.

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