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基于PLC对数控机床电气控制的探讨[摘要]：plc（可编程控制器）是一种将计算机技术、自动控制技术、通信技术相结合的新型工业自动化控制设备。
数控机床电气控制系统采用plc已成为当前的发展趋势，本文对数控机床电气控制系统的控制方式、系统功能、主要控制部件，进行选择和分析后，给出一套完整的基于 plc 的数控机床电气控制系统的总体设计方案。
[关键词]：plc 数控机床电气控制中图分类号：tg519.1 文献标识码：tg 文章编号：1009-914x （2012）20- 0005 -01随着数控技术的迅速发展，不仅要对机床的各坐标轴的方向进行插补控制，还要对机床主轴的正、反转、停止、进给运动、刀库及机械手的控制等动作，进行顺序控制。
控制信息由i/o控制，如限位开关、温度开关和控制开关等输入元件，继电器、接触器和电磁阀等输出元件，同时还包括主轴驱动和进给伺服驱动的控制等。
由于plc是由输入部分、逻辑部分、输出部分组成，故上述功能完全可以由plc来完成。
一、选择合理的闭环控制方式控制系统的成功与否取决于数控机床电气控制方式的合理性。
要控制数控机床实现高速度、高精度的运转，系统的稳定性是非常重要的。
首先要针对被控设备的特征、加工精度、运行速度等进行分析来达到预定要求，其次要综合考虑系统的性价比等因素。
在确定了坐标轴数目后，采用工控机+运动控制器+电机+光栅尺的方案组合进行闭环控制。
在这种方式下，工控机能发挥强大的文件操作功能、人机交互功能、高速数据处理功能。
运动控制器则体现了高速度、高精度、高稳定性等优点。
光栅尺则为系统提供了高达0.001mm 的高精度的位置信息。
运动控制器不仅可以扩展轴的数目，也可以接入机床的各种传感器，提高了系统的可靠性及稳定性，同时也方便了系统以后的升级。
二、电气控制系统的工作原理以两轴数控车床为例，原理图如下：工控机在读取了文件信息之后，立刻把信息数据传送到西门子simotion（运动控制器）。
基于PLC的组合机床电气控制系统设计文献综述组合机床是一种集多种工艺操作于一体的机床，它能够实现多种不同工艺操作的自动切换，提高生产效率和产品质量。
而电气控制系统是组合机床的重要组成部分，它起着控制和监控机床运行状态的关键作用。
PLC （可编程逻辑控制器）作为一种通用的控制设备，被广泛应用于组合机床的电气控制系统中。
近年来，随着科技的发展和工业自动化水平的提高，越来越多的研究论文关注组合机床电气控制系统的设计与优化。
本文将综述一些基于PLC 的组合机床电气控制系统设计的相关文献，以期为相关研究提供参考和借鉴。
在组合机床电气控制系统设计中，PLC起着核心作用。
一些研究文献提出了基于PLC的组合机床电气控制系统设计方法，如[1]中提出了一种基于PLC和CNC（计算机数控）技术的组合机床电气控制系统设计方法。
该方法将PLC和CNC技术相结合，利用PLC进行机床运行状态的监控和控制，而由CNC控制系统进行工艺操作的控制。
通过将PLC和CNC技术相结合，该方法能够实现组合机床的高效运行和质量控制。
另一些研究文献关注于PLC在组合机床电气控制系统中的具体应用。
例如，[2]中研究了一种基于PLC的组合机床电气控制系统中的自适应控制算法。
该算法通过对组合机床的运行状态进行实时监测和分析，自动调整控制参数，以实现机床运行的最佳性能。
此外，一些研究论文还关注于组合机床电气控制系统的优化。
例如，[3]中提出了一种基于遗传算法的组合机床电气控制系统优化方法。
该方法通过遗传算法对组合机床电气控制系统的参数进行优化，以实现机床的高效运行和质量控制。
综上所述，基于PLC的组合机床电气控制系统设计是一个重要的研究领域。
通过研究文献综述，我们可以了解到一些相关的设计方法和应用案例。
然而，仍然有很多问题需要进一步研究和探索，如如何提高组合机床电气控制系统的稳定性和可靠性，如何实现机床运行的智能化等。
希望本文能够为相关研究提供一些启示和借鉴。
基于PLC的数控机床电气控制系统研究1. 引言1.1 研究背景随着工业自动化的不断发展，数控机床已经成为现代制造业中不可或缺的重要设备。
数控机床通过计算机控制系统来实现工件的加工，具有精度高、效率高、灵活性强等优点。
在数控机床中，电气控制系统起着至关重要的作用，它负责控制各种执行元件的运动，完成加工工艺。
随着数控机床的发展，传统的电气控制方式已经不能满足需要，因此需要引入更先进的控制技术。
PLC（可编程逻辑控制器）作为一种先进的工业控制设备，具有程序灵活、控制可靠等特点，已经被广泛应用于数控机床的电气控制系统中。
通过PLC，可以实现对数控机床各个执行元件的精确控制，提高机床的加工精度和效率。
因此，研究基于PLC的数控机床电气控制系统具有十分重要的意义，可以为现代制造业的发展提供强大的支持。
本文将探讨PLC在数控机床中的应用、数控机床电气控制系统的基本组成以及基于PLC的数控机床电气控制系统设计原理和实现方法，以期为相关领域的研究和实践提供参考和借鉴。
1.2 研究目的本研究旨在探讨基于PLC的数控机床电气控制系统的设计与实现方法，旨在研究如何利用PLC技术来提升数控机床的电气控制性能和稳定性，提高加工精度和效率。
具体目的包括：1. 分析PLC在数控机床中的应用现状，探索其在电气控制系统中的优势和不足之处；2. 研究数控机床电气控制系统的基本组成，深入了解各个部件的功能和联系；3. 探讨PLC在数控机床电气控制系统中的作用，分析其在控制逻辑和信号传递方面的应用；4. 探讨基于PLC的数控机床电气控制系统设计原理，以及如何结合具体需求进行系统设计；5. 研究基于PLC的数控机床电气控制系统实现方法，探讨如何实现系统的可靠性和稳定性。
通过以上研究目的的实现，旨在为数控机床电气控制系统的设计和实现提供有效的方法和技术支持，为数控机床的发展和应用带来新的思路和方向。
1.3 意义基于PLC的数控机床电气控制系统的研究具有重要的意义。
基于PLC的数控机床控制系统设计数控机床是现代制造业中的核心设备之一，其在工业生产中的自动化程度非常高，能够实现高效、高精度的加工。
而PLC（可编程逻辑控制器）作为一种广泛应用于工控领域的专用计算机，其稳定性和可靠性非常高，适用于数控机床控制系统的设计。
硬件设计方面，首先需要选定适用于数控机床控制的PLC，一般推荐选择功能强大、性能稳定的工业级PLC。
其次，需要根据实际应用需求选择适配的输入输出模块，用于与机床的各个传感器和执行器进行连接。
然后，根据数控机床的运动结构，选择合适的电机驱动器和编码器等设备。
最后，需要设计数控机床的操作面板，用于人机交互，包括显示屏、按钮、旋钮等。
软件设计方面，PLC的控制程序需要通过编程语言进行编写，常用的编程语言包括梯形图、指令表、结构化文本等。
在编程中，首先需要实现数控机床的各种基本功能，例如：自动进给、自动下刀、自动换刀等。
然后，针对具体的加工要求，编写相应的加工程序，包括工件的坐标系设定、刀具半径补偿、切削速度设定等。
此外，还需要编写相应的报警和故障处理程序，以保证数控机床的安全运行。
设计完整的基于PLC的数控机床控制系统后，还需要进行相应的调试和测试。
通过连接各个部件，验证控制逻辑是否按预期工作，检查机床运动是否平稳、精确。
在测试过程中，还需要模拟各种异常情况，如断电、通信异常等，确保系统能够正确处理这些异常情况，保证机床的安全性和可靠性。
总之，基于PLC的数控机床控制系统设计需要考虑到硬件和软件两个方面，确保系统功能完善、稳定可靠。
通过合理的硬件设计和编写高效的控制程序，可以实现数控机床的自动化加工，提高生产效率和产品质量。
基于PLC的数控机床电气控制系统研究【摘要】本文围绕基于PLC的数控机床电气控制系统展开研究，通过分析研究背景、研究目的和意义及价值，揭示了PLC在数控机床中的应用以及数控机床电气控制系统的特点。
探讨了基于PLC的数控机床电气控制系统设计原理和研究方法，结合实际案例展示了其应用效果。
结论部分总结了研究成果，展望未来研究方向，并得出研究的启示。
通过本文的研究，有望提高数控机床的生产效率和精度，促进工业自动化的发展，具有重要的理论和实践意义。
【关键词】PLC、数控机床、电气控制系统、研究、设计原理、研究方法、应用案例、结论、未来研究方向、启示1. 引言1.1 研究背景本文旨在探讨基于PLC的数控机床电气控制系统的设计原理、研究方法和应用案例，旨在为数控机床制造商和研发人员提供参考，推动数控机床电气控制技术的进步与应用。
1.2 研究目的研究目的是为了深入探讨基于PLC的数控机床电气控制系统的设计和应用，从而提高数控机床的性能和精度，提高生产效率，降低能源消耗和成本。
通过研究，我们希望能够总结出一套科学的设计原则和方法，为数控机床领域的相关工作者提供有益的参考和借鉴，促进数控机床技术的发展和应用。
我们也希望通过这项研究，进一步推动PLC技术在数控机床领域的应用，促进数字化制造技术的发展，提高我国制造业的竞争力和创新能力。
通过研究基于PLC的数控机床电气控制系统，我们可以为我国工业自动化领域的发展做出贡献，推动我国制造业向高端、智能化方向迈进。
1.3 意义和价值基于PLC的数控机床电气控制系统具有重要的意义和价值。
这种电气控制系统可以实现自动化生产，提高生产效率，减少人力成本，提高产品质量和一致性。
基于PLC的数控机床电气控制系统可以实现多功能控制，即便在复杂的加工工艺中也能保持高度的稳定性和精度。
随着信息化和智能化的发展，基于PLC的数控机床电气控制系统还可以与其他系统进行数据共享和联网，实现智能制造。
基于PLC的数控机床电气控制系统研究摘要：随着科学技术的发展，工业机械设备在工程制造中发挥着重要的作用，通过PLC数控技术对于设备的程序控制操作，对于提高工作效率和产品质量，发挥出了重要的作用本文通过对数控机床电气控制系统的介绍，以及具体的设计模式，目的为为更多需要数控机床控制技术的企业提供参考。
关键词：PLC；数控机床；电气控制系统1.数控机床数控机床在我国的工业生产当中是非常受欢迎的生产机器，它主要是由硬件的电路、机械部分以及下位机软件三个部分构成的，在数控机床当中，数控装置可以说是整个数控机床最核心的部分，基于PLC的数控机床主要分为两大类，一类是内装型的PLC，另一类是独立于CNC装置的PLC，这一类的软硬件功能相对都比较齐全，而且数控机床的其他控制领域都能够满足相关的条件.2.PLC自动控制系统概述PLC在数控机床中的应用，极大提高了机床工作效率，传统机床电气控制系统采用继电器与接触器，内部控制系统结构复杂，故障率较高，与传统机床控制系统相比，PLC电气控制系统不需要经常更换零件，只需要对系统的参数进行更改，就可以对多种工艺形式的零件进行加工，不仅节约了成本，也提高了生产效率，降低零件生产过程中的时间消耗，体现出数控机床控制系统的生产优势。
3.数控机床电气控制系统的基本结构数控机床可以实现对控制编码和规定内的所有符号进行逻辑处理，与传统的机床相比较可以发现，数控机床属于机电一体化产品，主要包括以下四个基础部分。
3.1数控机床基础结构机床是生产元件的主要部件，直接作用在零件上，对零件进行加工，使各种原材料被加工成预先设计的元件形式。
电气控制系统是对机床进行控制的部分，其中包括电源、电机、运动控制器三个主要部分以及其他的辅助部分，电源是为整个机床提供电能的设备，电源的供给方式主要有两种：一种是将一种固定电流转化成为预定电流的电流设备，转化而来的是一种可调节电流，可以和运动控制器保持通信；另一种则是不能转化的电流，不能与运动控制器保持通信。
摘要随着信息化产业的高速发展，数控机床的功能日趋完善，数控机场取代普通机床已是一种必然的趋势。
随着数控机床的发展，传统的继电器控制系统已经不能满足工业生产的需要，而可编程控制器（PLC）因其具有可靠性高，抗干扰能力强；功能强，性价比高；硬件配套齐全，用户使用方便，适应性强；编程方法简单易学的显著特点，已成为人们的首要选择。
现代数控机床采用PLC代替继电器控制来完成逻辑控制，是数控机床结构更紧凑，功能更丰富，响应速度和可靠性大大提高。
当今世界，大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为世界各国加快经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。
数控设备的控制与维修一直是企业组织生产的重要环节，而其中数控机床的PLC控制应用技术为关键技术之一。
本文先对数控机床、PLC进行了概述，接着介绍了PLC在数控机床中主轴的应用和故障检修方法，最后介绍了数控机床中PLC的系统设计。
关键词：可编程控制器；PLC；数控机床；主轴；故障ABSTRACTWith the rapid development of information industry,the function of CNC machine tools is becoming more and more perfect,CNC machine tools to replace ordinary machine tools is a kind of inevitable trend.With the development of CNC machine tools,the traditional relay control system cannot meet the need of industrial production,and programmable logic controller (PLC) because of its high reliability,strong anti-interference ability;strong function,high ratio of performance to price;a complete range of hardware,Convenience of use for consumer,strong adaptability;simple and easy to learn the programming method and other significant characteristics,has become the first choice of people.Modern CNC machine tools by using PLC instead of relay control to perform logic control,make the structure of CNC machine tools more compact,more feature rich,greatly improve the response speed and reliability.In today’s world,vigorously develop the advanced manufacturing technology as the core of numerical control technology has become an important way for the world to speed up economic development,improve the comprehensive national strength and the national status.The control and repair of CNC equipment has always been an important part in production of enterprise organization,and the PLC control technology of CNC machine tools is one of the key technologies.The article first provides an overview of CNC machine tools and PLC,then introduces the application of PLC in the spindle of CNC machine tools and fault maintenance methods.Key words: Programmable logic controller;PLC;CNC machine tools;Spindle;faults目录1 绪论 (3)1.1 数控机床概述 (3)1.2 数控机床的结构 (3)1.2.1 控制介质 (3)1.2.2 数控装置 (3)1.2.3 伺服系统 (4)1.2.4 反馈装置 (4)1.2.5 机床本体 (5)1.3 数控机床的工作原理 (5)1.4 数控机床的控制对象 (5)1.5 数控机床的特点 (6)2 可编程控制器（PLC） (8)2.1 PLC概述 (8)2.2 PLC的结构 (8)2.2.1 PLC的硬件结构 (8)2.2.2 PLC的软件结构 (9)2.3 PLC的工作原理 (9)2.3.1 PLC的工作方式 (10)2.3.2 PLC的程序执行 (11)2.3.3 PLC的扫描周期 (11)2.4 PLC的特点 (12)3 PLC在数控机床的应用原理 (13)3.1 PLC在数控机床中的作用 (13)3.1.1 PLC与数控系统及数控机床间的信息交换 (13)3.1.2 PLC在数控机床中的某些控制功能 (14)3.2 PLC在数控机床中的应用分类 (14)3.2.1 独立型PLC (14)3.2.2 内装型PLC (16)4 PLC在数控机床中的几点应用 (17)4.1 PLC在主轴自动换挡的应用 (17)4.1.1 主轴换挡机构 (17)4.1.2 控制系统的信号与数据接口 (17)4.1.3 主轴自动换挡的PLC实现 (18)4.2 PLC在主轴制动改造中的应用 (18)4.2.1 主轴制动方式 (18)4.2.2 主轴转速监测方案 (19)4.2.3 PLC实现主轴能耗制动的控制方法 (19)4.3 PLC在数控机床故障诊断中的应用 (20)4.3.1 数控机床的常见故障和特点 (20)4.3.2 PLC在故障检测中的应用原则 (20)5 数控机床中PLC系统的设计 (23)5.1 PLC系统设计步骤 (23)5.1.1 工艺分析，提出要求 (25)5.1.2 确定方案，选择PLC (25)5.1.3 设计I/O信号地址表 (26)5.2 PLC程序设计 (26)5.2.1 PLC的编程语言 (26)5.2.2 PLC程序设计的常用方法 (27)5.2.3 PLC程序设计的一般步骤 (28)5.2.4 PLC程序设计的一般原则 (28)5.3 PLC调试 (29)结论 (30)参考文献 (31)谢辞 (32)1 绪论1.1 数控机床概述数控机床是数字控制机床（Computer numerical control machine tools）的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。
基于PLC的车床电气控制系统设计
车床电气控制系统是指运用可编程控制器（PLC）对车床进行电气控制的系统。
它由传感器、执行器、PLC、人机界面等组成，在车床加工的自动化控制中起着重要的作用。
本文介绍了一种基于PLC的车床电气控制系统设计，主要包括以下内容：
一、控制系统硬件设计
PLC选用的是具有高性价比和可靠性的型号，根据实际需要选择了输入输出模块，以满足车床加工过程中需要控制的各种信号输入和执行器控制输出。
同时，在车床电气线路设计中，对于每个执行器都应有对应的保护措施，以防止短路或过流等故障，保护系统的稳定性和安全性。
PLC程序采用Ladder图编写，根据车床加工的要求，编写了对应的控制策略。
如对进给轴进行控制时，可以采用位置控制模式，根据加工要求以及机床的机械结构特点，确定调节位置的方式和速度，以达到加工精度的要求。
此外，还需要制定安全控制策略，如在车床加工时，应设置急停开关、门禁开关等保护措施，以确保操作人员的安全。
三、人机界面设计
人机界面（HMI）是车床电气控制系统中的一个重要组成部分。
它通过显示器和操作面板与PLC进行通讯，用于显示车床加工过程中各种信号和控制指令，同时操作人员也可以通过操作面板进行控制。
为了提高可视化效果，设计了简洁明了的界面，并通过图形化控制按钮实现对车床加工的各种操作，如启动、停止、进给、回程等。
综上所述，基于PLC的车床电气控制系统设计具有高效、精准、安全等优点，能够有效提高车床加工的自动化水平和加工质量，具有广泛的应用前景。
