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(数控加工)可编程序控制器(PLC)在机床数控系统中应用.pdf 16页

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(数控加工)可编程序控制 器(PLC)在机床数控系统中 应用 近年来,PLC 在工业自动控制领域应用愈来 愈广,它在控制性能、组机周期和硬件成本 等方面所表现出的综合优势是其它工控产品 难以比拟的。随着 PLC 技术的发展,它在位置 控制、过程控制、数据处理等方面的应用也 越来越多。在机床的实际设计和生产过程中, 为了提高数控机床加工的精度,对其定位控 制装置的选择就显得尤为重要。永宏 FBs 系 列 PLC 的NC 定位功能较其它PLC 更精准,且 程序的设计和调试相当方便。本文提出的是 如何应用永宏PLC 的NC 定位控制实现机床数 控系统控制功能的方法来满足控制要求,在 实际运行中是切实可行的。整机控制系统具 有程序设计思路清晰、硬件电路简单实用、 可靠性高、抗干扰能力强,具有良好的性能 价格比等显著优点,其软硬件的设计思路可 供工矿企业的相关数控机床设计改造借鉴。 数控机床由输入、输出装置、数控装置、可 编程控制器、伺服系统、检测反馈装置和机 床主机等组成, 输入装置可将不同加工信息传递于计算机。 在数控机床产生的初期,输入装置为穿孔纸 带,现已趋于淘汰;目前,使用键盘、磁盘等, 大大方便了信息输入工作。输出指输出内部 工作参数(含机床正常、理想工作状态下的原 始参数,故障诊断参数等) ,壹般在机床刚工 作状态需输出这些参数作记录保存,待工作 壹段时间后,再将输出和原始资料作比较、 对照,可帮助判断机床工作是否维持正常。 数控装置是数控机床的核心和主导,完成所 有加工数据的处理、计算工作,最终实现数 控机床各功能的指挥工作。它包含微计算机 的电路,各种接口电路、CRT 显示器等硬件 及相应的软件。可编程控制器对主轴单元实 现控制,将程序中的转速指令进行处理而控 制主轴转速;管理刀库,进行自动刀具交换、 选刀方式、刀具累计使用次数、刀具剩余寿 命及刀具刃磨次数等管理;控制主轴正反转 和停止、准停、切削液开关、卡盘夹紧松开、 机械手取送刀等动作;仍对机床外部开关(行 程开关、压力开关、温控开关等)进行控制; 对输出信号(刀库、机械手、回转工作台等) 进行控制。检测反馈装置由检测元件和相应 的电路组成,主要是检测速度和位移,且将 信息反馈于数控装置,实现闭环控制以保证 数控机床加工精度。 数控加工的准备过程较复杂,内容多,含对 零件的结构认识、工艺分析、工艺方案的制 订、加工程序编制、选用工装及使用方法等。 机床的调整主要包括刀具命名、调入刀库、 工件安装、对刀、测量刀位、机床各部位状 态等多项工作内容。程序调试主要是对程序 本身的逻辑问题及其设计合理性进行检查和 调整。试切加工则是对零件加工设计方案进 行动态下的考察,而整个过程均需在前壹步 实现后的结果评价后再作后壹步工作。试切 成功后方可对零件进行正式加工,且对加工 后的零件进行结果检测。前三步工作均为待 机时间,为提高工作效率,希望待机时间越 短越好,越有利于机床合理使用。该项指标 直接影响对机床利用率的评价(即机床实动 率) 。 机床是由机械和电气俩部分组成,在设计总 体方案时应从机电俩方面来考虑机床各种功 能的实施方案,数控机床的机械要求和数控 系统的功能都很复杂,所以更应机电沟通, 扬长避短。机床控制系统选件、装配、程序 编制及操作都应该比较合理,精度和稳定性 都必须满足使用要求。同时为便于调试和检 修,各项操作均设手动功能,如手动各轴快 慢移动、主轴高低速旋转、切削液及润滑开 关等。PLC 按照逻辑条件进行顺序动作或按 照时序动作,另外仍有和顺序、时序无关的 按照逻辑关系进行联锁保护动作的控制,PLC 发展成了取代继电器线路和进行顺序控制的 主要产品,在机床的电气控制中应用也比较 普遍。 在实际控制中如何既能提高定位速度,同时 又能保证定位精度是壹项需要认真考虑且切 实加以解决的问题。精度是机床必须保证的 壹项性能指标。位置伺服控制系统的位置精 度在很大程度上决定了数控机床的加工精度。 因此位置精度是壹个极为重要的指标。为了 保证有足够的位置精度,壹方面是正确选择 系统中开环放大倍数的大小,另壹方面是对 位置检测元件提出精度的要求。因为在闭环 控制系统中,对于检测元件本身的误差和被 检测量的偏差是很难区分出来的,反馈检测 元件的精度对系统的精度常常起着决定性的 作用。高精度的控制系统必须有高精度的检 测元件作为保证。当现场条件发生变化时, 系统的某些控制参数必须能作相应的修改, 为满足生产的连续性,要

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