数事我本与资用
机床电气系统的控制应用与分析
范鸿鹦
(沈阳机床成套设备有限责任公司辽宁沈阳110142)
数控技术
摘要：根据现代数控机床技水发展的需要,机床的电气控制系统应用要表越来越全面，传统数控机床电气控制存在灵活性较差等界端。基于PLC 技术的发展及其在实际应用中表现的优越性,本文对PLC技术在数控机床电气系统的控制应用进行了研究和分析，尤其在电气控制系统的零部件选择和应用上进行了比较详期的讨论
关键调:PLC数控机床电气控制
中图分类号：TP273
文献标识码：A
伴随经济的飞速发展，加工制造业的不断发展壮大，数控机床在技术性能等各个方面都有了跨越式的进步，尤其在机床电气控制系统方面，随着PLC技术的发展，由可编程序控制器来来进行数控机床的一系列功能的总体的控制。基于PLC技术的电气控制系统由输人，逻辑和输出三个部分组成，每个部分都有自已的控制任务。本文对基于PLC技术的机床电气系统的控制具体设计应用进行讨论，
尤其在实现部件的选择和设计上进行较为详细的分析。 1PLC控制系统与其它控制系统的优势对比
普通机床的电气控制系统多采用继电器空障系统、微机控制系统和单片机控制系统等。PLC同此三种控制系统比较起来，具有明显的差异性和优势性。
PLC同继电器控制系统无论在组件方面，控制方式方面和工作方式方面都有很大的不同。同微机控制系统相比而言，PLC的设计在施工环境比较恶劣的情况下更具有优势。其体积小且具有良好的磨性，对于施工环境能够更好的适应。而且，PLC在稳定性和抗干扰等方面都优于微机控制系统。PLC的逻辑语言以梯形图作为主要的表现语言方式，表达直观、简单易懂，理解方使。PLC的结构为模块式，可根据对象的不同，控制要求的不同进行灵活调整，相对于微机控制系统而言，不仅便于调试，在维修上也很简便，易于工作人员掌握。PLC同单片机控制系统相比，操作简单，容易理解。在筛口设计上，PLC的L/O端口可以和信号直接完成连接，减少了单片机控制系统输人和输人端口的设计工作。在抗干扰性和稳定性上，PLC也比单片机控制系统更有优势，
2机床电气系统的控制方式的选择
电气控制方式的选择是电气控制系统设计的基础部分，关系到整个控制系统的设计是否科学有效的完成。基于PLC的数控机床电气系统，在性能上要控制机床综合功能的总体控制，使机床的加工制造工作能够实现高效率高质量高精度的完成。因此，在控制方式的选择上要综合考虑各方面需要，还要兼顾系统整体性能要求，价格比等因素的限制，综合以上条件，坐标轴控制方式采用闭环控制的方式，以PC机加运动控制器加电机加光栅尺的方式来实现。此种方式的选择，使PC机的功能得到了充分的发挥，在文件和数据处理以及人机交互等方面发挥强大的功能作用，运动控制器实现了系统的高稳定性高效率高精度的性能要求，还可与机床的传感器相接，对感应信息做出及时有效的处理，是系统整体的可靠性得到了大幅度的提高。同时，运动控制器中轴的数量可以大幅度的扩展，偏于系统的维护和升级。如果将一个系统用标准接口接人到运动控制器，可以使运动控制器能够同时将PLC的功能加以执行。光概尺可将高精度位置信息提供给系统，使系统得以完成高精度的工作任务。 3机床电气控制系统的组成及应用分析
3.1 PC机
PC机作为上位机，其主要任务在于读取加工文件中的加工命
文章编号：1007-9416(2013)02-0003-0)
令。以机床的钻孔任务为例，PC机读取加工文件中钻孔的命令，得到钻孔位置和孔径的具体信息，通过友好的界面，使用户设定加工时需要的参数，再将这些参数数据通过协议传递给运动控制器。
3.2SIMOTION运动控制器
SIMOTIOND作为机床电气控制系统重要的核心组件，保证其运行的可靠性和高速性是整个系统良好性能的决定性条件。在本数控机床的电气系统中，将西门子的运动控制CPU和PLC5300进行组合形成SIMOTIOND内部结构。这种内部结构类型的选择除了将 PLC在工业领域运用表现的可靠性高的优点加以继承，又具有运动控制系统发挥运动控制作用时所表现出的灵活性优点。SIMOTION 作为全新的一种运动控制系统，其控制设计的主要方向就是生产机械方面，以使运动控制的各种控制任务实现灵活易操作为主要目的。SIMOTION的运动功能和对输入输出信号等逻辑处理功能以及工艺控制等方面的优势在本电气系统中得到扩展，是其优势得以最大程度的发挥。
3.3电源和电机模块
在SIMOTION运动控制系统中，电源模块的主要工作任务是将交流电转变为直流电后再向多个电机模块进行统一分配，电源模块有两种类型，一种是可调节式电源模块，此种模块可将转化的直流电的电压依据规定的参数调节成为一个可以变化的值，同时还能够实现与SIMOTION的通信。另一种是不可调电源模块，此种模块输出的直流电压是一个固定的值，不可调节，也不具体与SIMOTION 通信的功能。
电机模块的工作任务将直流电转换成一定频率的三相交流电，向电机提供供给。电机模块类型中的书本型电机模块类型有3-200A的单轴电机模块和3-18A的双轴电机模块两种类型的划分。电机模块通过接口与主控单元进行数据的快速的交换。在本数控机床电气系统的控制系统中可选择采用此书本型双轴电机模块来实现对X轴加Y轴和四个Z轴的控制任务。
3.4光摄尺和变顺器
光栅尺可以提供精确的位置信息由传感器进行标准信号的转换，传送给SIMOTION处理，弥补电机编码器的差距性较大的弊端。在变题器的选择上要选择高速的变频器，以满足主轴速度的要求。可选择采用台达变频器，以模拟量控制方式来实现SIMOTION对此
种变频器的控制。参考文献
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