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數(shù)控機(jī)床是一種高精度、高效率的主動化機(jī)床，依據(jù)PLC的數(shù)控機(jī)床電氣操控體系是數(shù)控機(jī)床的開展趨勢。經(jīng)過討論數(shù)控銑床電氣操控體系的規(guī)劃，研討進(jìn)步數(shù)控機(jī)床安全可靠性、加工精度及生產(chǎn)率的辦法，以期為PLC在數(shù)控機(jī)床中的進(jìn)一步應(yīng)用供給參考。
數(shù)控機(jī)床是一種高精度、高效率的主動化機(jī)床，具有典型的機(jī)電一體化體系。PLC在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用是機(jī)床開展的必然趨勢，既能進(jìn)步機(jī)床的主動化水平，又能進(jìn)步機(jī)床的加工精度和可操控性。本課題以數(shù)控銑床為例，討論數(shù)控機(jī)床的電氣操控技能與規(guī)劃辦法。
1、數(shù)控體系概述
數(shù)控機(jī)床電氣操控體系由數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備、數(shù)控體系、PLC可編程邏輯操控器、主軸驅(qū)動體系組成。數(shù)據(jù)輸入設(shè)備的功用是將指令信息和各種應(yīng)用數(shù)據(jù)輸入數(shù)控體系。數(shù)控體系是數(shù)控機(jī)床的中樞，它將接到的悉數(shù)功用指令進(jìn)行解碼、運(yùn)算，然后有序地宣布各種需求的運(yùn)動指令和各種機(jī)床功用的操控指令，直至運(yùn)動和功用完畢。PLC可編程邏輯操控器是機(jī)床各項(xiàng)功用的邏輯操控中心，它將來自CNC的各種運(yùn)動及功用指令進(jìn)行邏輯排序，使其可以精確地、協(xié)調(diào)有序地安全運(yùn)行；一起將來自機(jī)床的各種信息及作業(yè)狀況傳送給CNC，使CNC能及時(shí)精確地宣布進(jìn)一步的操控指令，如此完成對整個(gè)機(jī)床的操控。PLC操控軟件多集成于數(shù)控體系中，而PLC硬件在規(guī)模較大的體系中往往采取分布式結(jié)構(gòu)。主軸驅(qū)動體系承受來自CNC的驅(qū)動指令，經(jīng)速度與轉(zhuǎn)矩(功率)調(diào)理輸出驅(qū)動信號，驅(qū)動主電動機(jī)轉(zhuǎn)動。
2、數(shù)控銑床電氣操控體系
數(shù)控銑床電氣操控體系主要是經(jīng)過PLC與CNC的集成采取軟件接口完成的，一般體系都是將二者間各種通信信息分別固定的寄存地址，由體系對一切地址的信息狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，依據(jù)各接口信號的現(xiàn)時(shí)狀況加以剖析判斷，據(jù)此作出進(jìn)一步的操控命令，完結(jié)對運(yùn)動或功用的操控。
2.1體系總體結(jié)構(gòu)
整個(gè)操控體系由CNC計(jì)算機(jī)數(shù)控體系和強(qiáng)電柜兩部分組成。CNC計(jì)算機(jī)數(shù)控體系是一個(gè)的數(shù)控設(shè)備，由CNC體系、輸入/輸出接口、驅(qū)動單元和履行機(jī)構(gòu)組成，是操控體系履行加工的核心。強(qiáng)電柜由動力電路、操控電路和可編程操控器CNC組成。
2.2體系強(qiáng)電回路
體系強(qiáng)電回路由電源部分、伺服強(qiáng)電、主軸強(qiáng)電、冷卻電機(jī)強(qiáng)電、備用電源組成(如圖2所示)。強(qiáng)電操控是介于數(shù)控設(shè)備和機(jī)床機(jī)械、液壓部件之間的操控體系，其主要作用是接收數(shù)控設(shè)備輸出的主軸變速、換向、啟動或停止，*的挑選和替換，分度作業(yè)臺的轉(zhuǎn)位和鎖緊，工件的夾緊或松開，切削液的開或關(guān)等輔助操作的信號，經(jīng)必要的編譯、邏輯判斷、功率放大后直接驅(qū)動相應(yīng)的履行元件(如電器、液壓、氣動和機(jī)械部件等)，完結(jié)指令所規(guī)定的動作，然后完成數(shù)控機(jī)床在加工進(jìn)程中的悉數(shù)主動操作。電源部分按照體系總功率、總電流挑選空氣開關(guān)。伺服強(qiáng)電給伺服電源模塊供電，由溝通操控回路進(jìn)行操控。主軸強(qiáng)電給主軸電源供電，操控主軸電機(jī)。冷卻電機(jī)強(qiáng)電由PLC進(jìn)行操控。
2.3體系操控回路
體系操控回路主要由電源回路、溝通操控回路、直流操控回路組成。
1)電源回路(如圖3所示)主要給操控部分供給溝通和直流電源，保證體系安全供電。在電源回路中，將強(qiáng)電電源經(jīng)過操控變壓器進(jìn)行轉(zhuǎn)換，取得操控回路需求的220V溝通電及24V直流電。假如體系CNC模塊及操控面板開機(jī)后不能正常啟動，首要排除電源部分是否正常，之后查看各接口電路。
2)溝通回路(如圖4所示)使用接觸器的得電、失電，然后操控強(qiáng)電回路伺服模塊、主軸電機(jī)等得失電。在溝通回路中，要使用PLC編程指令操控中間繼電器得電，進(jìn)一步操控接觸器，所以PLC在其中發(fā)揮核心作用。
溝通操控回路中的*加緊、主軸冷卻、主軸光滑、Z軸抱閘等操控回路，也是經(jīng)過PLC操控信號進(jìn)行操控的。
3)直流操控回路(如圖6所示)因?yàn)橹虚g繼電器一般由24V電源驅(qū)動，其使用PLC信號操控中間繼電器組，然后操控接觸器動作次序。3PLC輸入輸出操控體系PLC具有可靠性高、抗*力強(qiáng)，締造作業(yè)量小、保護(hù)便利，體積小、質(zhì)量輕，能耗低等顯著特點(diǎn)，運(yùn)用PLC操控?cái)?shù)控機(jī)床已越來越成為一種趨勢。
3.1數(shù)控機(jī)床PLC操控進(jìn)程
首要斷定PLC輸入、輸出信號，斷定哪些機(jī)床信號(如按鈕、行程開關(guān)、繼電器觸點(diǎn)、無觸點(diǎn)開關(guān)的信號等)需求輸入給PLC，哪些信號(如繼電器線圈、指示燈及其他的履行電路)需求從PLC輸出給數(shù)控機(jī)床，然后計(jì)算出對PLC的輸入、輸出線數(shù)目以及IO地址分配。
3.2PLC輸入輸出信號
PLC體系輸入輸出信號如圖7所示。使用體系輸入輸出IO分配，操控相應(yīng)動作。輸入信號包括*換刀、*夾緊、氣壓報(bào)警、坐標(biāo)軸回零、坐標(biāo)軸正負(fù)限位信號、主軸速度到達(dá)信號、外部運(yùn)行允許信號等。依據(jù)程序操控輸出信號，也可以按照操控需求對程序進(jìn)行修正，改動輸出信號或IO分配。輸出信號包括*正回轉(zhuǎn)、*換刀位、主軸使能、冷卻開、伺服使能、伺強(qiáng)電允許、主軸松緊等，輸出信號也可以擴(kuò)展。
4、數(shù)控體系常見毛病剖析
為了預(yù)防或防止數(shù)控機(jī)床在加工進(jìn)程中對操作人員、機(jī)床自身及加工工件造成損害或損害，一般需求對急停和超程進(jìn)行處理。急停按鈕用于當(dāng)數(shù)控體系或數(shù)控機(jī)床呈現(xiàn)緊急情況時(shí)，需求使數(shù)控機(jī)床立即停止運(yùn)動或切斷動力設(shè)備(如伺服驅(qū)動器等)的主電源。當(dāng)數(shù)控體系呈現(xiàn)主動報(bào)警信息后，必須按下急停按鈕；待查看報(bào)警信息并排除毛病后，再松開急停按鈕，使體系復(fù)位并康復(fù)正常。
假如機(jī)床一向處于急停狀況，不能復(fù)位，有以下幾個(gè)方面原因：1)電氣方面的原因，如急?；芈窋嗦?、限位開關(guān)損壞、急停按鈕損壞等。2)體系參數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤，使體系信號不能正常輸入輸出或復(fù)位條件不能滿足引起的急停毛??；PLC軟件未向體系發(fā)送復(fù)位信息。應(yīng)查看KA中間繼電器；查看PLC程序。3)PLC中規(guī)定的體系復(fù)位所需求完結(jié)的信息未滿足要求，如伺服動力電源準(zhǔn)備好、主軸驅(qū)動準(zhǔn)備好等信息。應(yīng)查看電源模塊；查看電源模塊接線；查看伺服動力電源空氣開關(guān)。4)PLC程序編寫錯(cuò)誤。
5、結(jié)語
本課題規(guī)劃的電氣操控體系采用PLC對數(shù)控銑床*正回轉(zhuǎn)、主軸夾緊、主軸冷卻等進(jìn)行操控，使機(jī)具靈活性和可靠性得到進(jìn)步。經(jīng)過對PLC數(shù)控機(jī)床在機(jī)械部分和電氣操控體系方面的改造，進(jìn)步了生產(chǎn)率，完成了數(shù)控機(jī)床的主動化。
經(jīng)過介紹數(shù)控銑床電氣操控體系，闡明PLC在數(shù)控體系中的重要作用。隨著數(shù)控技能的開展，PLC邏輯處理功用越來越*，CNC數(shù)控模塊必須與PLC操控模塊協(xié)同配合，才干大限度地發(fā)揮PLC的精確操控能力。
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