基于PLC的数控机床控制系统设计

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。

基于PLC电气控制在数控系统上的应用

摘 要：针对传统数控机床采用的继电器控制，对比分析证明了采用plc控制的优点。以搬运机械手在机床上的控制为例，介绍了采用plc实现控制的方法，包括控制总体方案、plc选型、控制原理及梯形图的设计。试验结果表明，该控制系统能达到预定控制要求，灵活性和可靠性得到提高。

关键字：plc 数控系统梯形图

引言

传统机床的电气控制多为继电器控制，设备相对独立性差，接线复杂且控制不及时，长期使用会大大降低设备的可靠性，造成控制故障和机械故障。plc（可编程控制器）具有应用灵活、扩展性好、操作方便、标准化的硬件和软件设计、通用性强以及完善的监视和诊断功能、控制功能强大、可适应恶劣的工业应用环境、体积小重量轻、性价比高而且省电的优点，是传统继电器逻辑控制柜无法与之相比的。所以plc的应用，几乎覆盖了所有的工业企业。本文以搬运机械手的控制为例，介绍了数控机床电气控制系统的软件设计和硬件设计。

1 、plc安装原理

安装在床身上的主轴箱中的主轴转动，带动装夹在其端头的工件转动；刀具安装在刀架上，与滑板一起随溜板箱沿主轴轴线方向实现进给移动，主轴的转动和溜板箱的移动均由主电动机驱动。由于加工的工件比较大，加工时其转动惯量也比较大，需停车时不易

立即停止转动，必须有停车制动的功能，较好的停车制动是采用电气制动。在加工的过程中，还需提供切削液，并且为减轻工人的劳动强度和节省辅助工作时间，要求带动刀架移动的溜板箱能够快速移动。控制电路可划分为主电动机的控制电路和电动机的控制电路两部分。

组合机床的控制是一典型的顺序控制，实际生产中，常采用可编程序控制器来构成电气控制系统，使得电气控制设备体积小，工作可靠，控制要求易于修改。plc有三种输出形式，要根据负载的要求来决定选择哪一种形式的输出。

摘 要

采用数控车床控制系统进行机械加工具有加工精度高、生产效率高、改善劳动力条件、利于生产管理现代化的特点，极大满足对产品多样化的需求。

论文以数控车床为研究对象，对其基于PLC的控制系统进行了设计。

主要有一下几点内容：

（1）提出了基于PLC数控车床的控制系统设计的总体方案：伺服驱动控制系统设计方案、联动控制设计方案等。简单的地进行了对数控车床的主要机械结构、控制系统结构以及数控车床工作原理和流程介绍 ；

（2）较为详细地进行了数控车床控制的设计，其中包括元器件选则，硬件电路设计，和相关模块的接线，如运动控制器的接线，PLC配线等以及PLC对步进电机、主轴电机、电路报警的程序设计；

（3）采用Matlab进行对本次设计中的进给系统进行仿真，进行了模型的建立，仿真数据的分析。

关键词：PLC；数控车床；控制系统；仿真

Abstract

The machining operation employs CNC lathe control system, and with the features of high

precision, high production efficiency, improved labor conditions, conducive to production and

modern management, which can greatly meet the diverse needs of the product.

The study object of this paper is CNC lathe, and the main contents of its PLC-based control

system designs are as following:

the overall design program of PLC-based CNC lathe control system: design programme of

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。最重要的是，研究基于PLC的数控机床电气控制系统可以促进数控技术的发展，提高我国制造业的技术水平和竞争力，推动产业升级和经济发展。深入研究基于PLC的数控机床电气控制系统的意义和价值非常重要，对推动我国制造业的智能化和数字化转型具有积极的促进作用。