闻绍靖++王娇

摘要：本文对高精度PLC数控机床电气控制原理做出了详细阐述，对电气控制系统提出了较全面的方案以及构建的框架。充分的论述了高精度PLC数控机床电气控制系统的硬件规划和每个特定模块的概况。系统选用了SIMOTION D、变频器、电机、光栅尺形成全闭环控制系统。完成机床检测的自动化是提升生产率的关键，同时PLC数控机床具有零件自动夹紧、机械手自动换刀、断刀检测等各项功能。

关键词：数控机床；PLC；电气；控制

中图分类号：TG659 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2017）02-0010-01

1 数控机床

机械装置、上下位机软件和硬件电路是数控机床最重要的构成部分。数控装置是机床的核心，数控机床的核心算法及刀具曲线的生成都由数控装置来完成。一般来说，PLC数控机床被划分为两种：第一种是内置型的PLC，这种设备能完善的体现数控机床的控制流程；第二种是独立的PLC，这种设备对软件和硬件两者来说都很完备，并且，在数控机床和控制领域都有较突出的表现，所以，第二种设备在控制过程应用更为广泛。

2 数控机床电气控制系统

电气控制系统为PLC数控机床的核心，该系统通过各种传感器反馈使数控机床处于全闭环系统中。整套系统由电动机、电频器和光栅尺，电气控制系统构成，在系统运行中可表现出很高的控制精度。

2.1 电气控制系统构成

电气控制系统由工控机、SIMOTION、电动机模块、电源模块、变频器、光栅尺和传感器等几大主要的模块构成。

（1）电源模块。电源模块在应用中要采用直流电，所以在运用中，变频器是将交流电变化为直流电的部分，而逆变器是把直流电变化成一定频率的交流电。这就形成了可调电源模块和不可调电源模块这两种模块。但是，在不可调电源模块应用时，因为只可提供固定直流电压数值，所以不能与SIMOTIO的功能结合。

（2）电动机模块。电动机模块被视为电气控制程序中的主要组成部分，而将直流电逆变为特定频率的交流电是该模块的主要工作。电动机模块划分为装柜型和书本型两大类型。

（3）西门子SIMOTION运动控制系统。SIMOTION是电气控制系统中的重要核心，它在系统运行中对系统可靠性及实时性都起着决定性作用，所以，要充分的重视SIMOTION运动控制系统。SIMOTION系统能完成复杂的运动控制任务，更能完成逻辑控制和工艺控制，为生产机械提供完整的解决方案。

2.2 电气控制系统的硬件组成

硬件部分在电气控制系统中也有着十分重要的地位，主要包括机械手自动换刀、断刀检测和深度检测等。

（1）机械手自动换刀。在生产过程中，应用机械手自动换刀能够极大地提供数控机床的工作效率。它的工作原理就是通过电动阀的开闭控制机械手和刀具，实现夹紧或者松夹功能，最终完成自动换刀的过程。

（2）断刀检测系统。刀具磨损是生产加工过程中不可避免的一个问题，长时间的负荷生产必然加速其磨损，甚至当情节比较严重时，刀具也会出现断裂的情况，极大地制约了生产效率。因此，必须要及时检查刀具的使用情况。其能及时检测到刀具的磨损情况，并将信息反馈给机床，指导其进行自动换刀动作，保证生产工作的顺利进行。

（3）深度检测。深度检测是进行换刀过程中必不可少的一项环节，必须要通过一些专用的深度检测工具进一步对人工对刀或者是位于主轴夹紧位置的机械手做出判断，最终保证后续环节的顺利进行。

2.3 PLC数控机床电气控制方式

对于数控机床来说，其电气控制方式直接影响到电气控制系统的运行情况，决定其是否安全可靠，能否稳定运行。所以，将重点放在对PLC数控机床的电气控制方式方面具有重要的意义。但是，在实际工作中，很多电气工人对传感器信号的传递过程存在一定的错误理解，传感器信号应反馈至西门子通讯模块ET200，然后再进一步传达到SIMOTl0N中对相应信号做出处理，最终传至电气控制系统中。

3 数控机床故障分析

如果数控机床在运行过程中对操作人员的生命安全造成了一定的威胁，必须要采取紧急處理措施。通常来说，运行过程中的机床是可以通过急停按钮停下来的，确保数控机床处于一个安全的闭合状态。这主要是因为，按钮会使继电器中断，从而进一步断开移动装置动力电源。接入的PLC中间继电器会立即将急停信号传递到系统中，迅速做出停止反应，从而能够对故障问题作出分析处理。

4 结语

综上所述，电气控制在基于PLC的数控机床中发挥着重要的作用，推动了生产工作的顺利进行。新时期，必须要要借助科学技术的优势，不断提高数控机床的精密性，促使数控技术上升到一个新的阶段。

参考文献

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