数控机床的结构同PLC电气控制设计

<一>、数控机床的结构
随着科技的发展，数控机床控制系统的研究也有了新的发展，可编程逻辑控制器(PLC)取代了传统的数控机床电气控制系统，传统的机床控制器都是用继电器和接触器来控制的。因为技术的不完善导致控制器的线路很多结构也很复杂，护理成本高，也很容易发生故障，所以传统的继电器和接触器对机床的控制方案也逐渐被淘汰。机床平板采用可编程逻辑控制器的电气控制系统不需要经常地换零件，想要加工不同的工艺只要修改相关的参数和代码就可以转变工艺，这样不仅节约大量的成本，也减少了因为换零件及工艺所浪费的时间，进一步体现了数控机床控制系统的自动化能力。
在数控机床的加工过程中，由于机械磨损或是人员操作不当可能会引发一些问题。为了预防在操作过程中对操作人员和加工零件造成不的伤害和损失，就要进行紧急停比或者是超程处理。
1、通常情况下，急停按钮是不会接通的，它的开关接触点处于一种关闭的状态。每当按下急停按钮之后，急停按钮的接触点就会断开，这个时候系统中急停按钮所控制的回路继电器就会断开，为移动装置提供动力的电源随之被切断，与此同时，控制系统对系统发出急停的信息，使设备处于停比状态，这个信息也是对系统的程序进行复位。
2、通常情况下，超程限位的程序是处于松开的状态。在操作数控机床时，压下某条轴的超程限位开关，其接触点就会断开，使其所在的控制回路中的继电器断电，同时向系统发出超程警报信息。
伴随着数控技术的不断发展，数控机床上PLC对逻辑处理的功能也越来越完善，但其作用还未充分发挥出来，因此，就需要设计一套非常合适和完整的电气控制系统跟它配合，使其他部分的选型有一个非常好的兼容性。选型性能对电气控制系统是非常重要的，其各个选型的性能的兼容性对各个部分的正常发挥也有重要的作用。PLC的应用在功能和成本上对数控机床的使用上有着非常大的优势，我国对数控机床的应用和生产已经非常广泛了。由于科技水平还不够高，我国生产加工技术和工艺的提高还存在非常多的制约因素。所以，改良电气控制技术的设计方法，对生产、加工精度和生产效率具有重要的意义。
<二>、基于PLC的数控机床电气控制系统的设计
CPU是可编程逻辑控制器(PLC)的核心内容，PLC的主要性能就是对系统的综合控制力、依据网络对各部分的通信能力和计算机技术所具有的可编程能力的自动控制器。PLC具有很广泛的通用性和对电气控制设备所需要的高度性和抗干扰能力。PLC的工作方式是对系统程序的循环扫描，它通过对样本的采集输入，对程序进行分析，较后按照程序输出一系列控制指令，所以，机床的辅助电气的主要控制系统是PLC。
1、数控机床电气控制的方式选择
决定数控机床系统成败的因素就是数控机床电气控制的方式，想要在加工上使机床的运转速度和加工产品精度达到高的层次，就要关注电气控制系统的优劣。
所以，数控机床的性能可以决定产品的精度和速度。对加工零件的条件进行分析，对系统的功能进行了解，根据其特点对其进行程序上的编辑，对于X轴与Y轴的确定采用的是对PLC控制系统、运动系统、电机部分、光栅尺等进行封闭式的控制方式。这种处理方式，使PLC的文件处理能力、人机交互能力及对数据的处理能力正常的发挥。运动控制器的优点就是稳定性与高速性，光栅尺的作用就是对程序提供作用点的精信息。同时，机床平尺可以通过接入传感器的方式提高系统的性和稳定性。传统控制卡的实用性小，在使用上只能接入不多的几根轴，而运动控制器使用不仅能使接入轴的数目增加，还可以在以后的系统升级中带来便利。运动控制器还有个大的优点，就是可以执行自动编辑的功能。
2、数控机床的功能分析
数控机床的种类有很多，我们可以简单分析一下数控机床中的一种机床，不X、Y轴，还有四个Z轴，在进行工作的时候可以达到X、Y、Z轴三轴联动，轴与轴之间可以同时运动，也能分开运动。
为了实现对全闭合环的控制，可以利用X、Y轴的运动轨迹对工作台进行定位，从而提高加工精度。通过对变频器的控制，以此实现对四个主轴电机的同步控制。
运用X、Y轴进行限位的双重保护，再对Z轴的下侧进行限位。为了提高数控机床的加工效率，使主轴的转速达到，就要对电机温度进行实时监测并配备的冷却水泵，为机床提供好的温度保护。为了实现自动、手动换刀的性，对主轴配备了的机械换刀手和刀库。机械手对机床换刀后，自动对刀具的和位置进行测量，提高了加工的质量，在检测时发现刀具有磨损或断裂的情况，机床的检测系统就会出现提示，可以通过系统的指令完成自动换刀及手动换刀。