1引言

　　近年來仔粥，PLC在工業(yè)自動控制領(lǐng)域應(yīng)用愈來愈廣婴谱，它在控制性能、組機(jī)周期和硬件成本等方面所表現(xiàn)出的綜合優(yōu)勢是其它工控產(chǎn)品難以比擬的及苍。隨著PLC技術(shù)的發(fā)展,它在位置控制决太、過程控制、數(shù)據(jù)處理等方面的應(yīng)用也越來越多勾疏。在機(jī)床的實(shí)際設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過程中晴灿，為了提高數(shù)控機(jī)床加工的精度，對其定位控制裝置的選擇就顯得尤為重要凳福。永宏FBs系列PLC的NC定位功能較其它PLC更精準(zhǔn)投谅，且程序的設(shè)計(jì)和調(diào)試相當(dāng)方便纪萎。本文提出的是如何應(yīng)用永宏P(guān)LC的NC定位控制實(shí)現(xiàn)機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)控制功能的方法來滿足控制要求则钩，在實(shí)際運(yùn)行中是切實(shí)可行的。整機(jī)控制系統(tǒng)具有程序設(shè)計(jì)思路清晰虹限、硬件電路簡單實(shí)用檀巡、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)彭薪，具有良好的性能價(jià)格比等顯著優(yōu)點(diǎn)宜恩，其軟硬件的設(shè)計(jì)思路可供工礦企業(yè)的相關(guān)數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)改造借鑒。

　　2數(shù)控機(jī)床組成結(jié)構(gòu)及工作過程

　　本例數(shù)控機(jī)床由輸入夜矗、輸出裝置泛范、數(shù)控裝置让虐、可編程控制器、伺服系統(tǒng)罢荡、檢測反饋裝置和機(jī)床主機(jī)等組成赡突。

　　輸入裝置可將不同加工信息傳遞于計(jì)算機(jī)。在數(shù)控機(jī)床產(chǎn)生的初期区赵，輸入裝置為穿孔紙帶惭缰，現(xiàn)已趨于淘汰;目前，使用鍵盤笼才、磁盤等漱受，大大方便了信息輸入工作。輸出指輸出內(nèi)部工作參數(shù)(含機(jī)床正常骡送、理想工作狀態(tài)下的原始參數(shù)昂羡，故障診斷參數(shù)等)，一般在機(jī)床剛工作狀態(tài)需輸出這些參數(shù)作記錄保存摔踱，待工作一段時(shí)間后紧憾，再將輸出與原始資料作比較、對照甥鼠，可幫助判斷機(jī)床工作是否維持正常块生。數(shù)控裝置是數(shù)控機(jī)床的核心與主導(dǎo)，完成所有加工數(shù)據(jù)的處理岭笔、計(jì)算工作廓蒜，最終實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床各功能的指揮工作。它包含微計(jì)算機(jī)的電路钻国，各種接口電路奴妈、CRT顯示器等硬件及相應(yīng)的軟件×浅疲可編程控制器對主軸單元實(shí)現(xiàn)控制窃愿，將程序中的轉(zhuǎn)速指令進(jìn)行處理而控制主軸轉(zhuǎn)速;管理刀庫，進(jìn)行自動刀具交換贩溉、選刀方式恨递、刀具累計(jì)使用次數(shù)、刀具剩余壽命及刀具刃磨次數(shù)等管理;控制主軸正反轉(zhuǎn)和停止膨桂、準(zhǔn)停溺瘩、切削液開關(guān)、卡盤夾緊松開昌腰、機(jī)械手取送刀等動作;還對機(jī)床外部開關(guān)(行程開關(guān)开伏、壓力開關(guān)、溫控開關(guān)等)進(jìn)行控制;對輸出信號(刀庫遭商、機(jī)械手固灵、回轉(zhuǎn)工作臺等)進(jìn)行控制捅伤。檢測反饋裝置由檢測元件和相應(yīng)的電路組成，主要是檢測速度和位移巫玻，并將信息反饋于數(shù)控裝置暑认，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制以保證數(shù)控機(jī)床加工精度。

　　數(shù)控加工的準(zhǔn)備過程較復(fù)雜大审，內(nèi)容多蘸际，含對零件的結(jié)構(gòu)認(rèn)識、工藝分析徒扶、工藝方案的制訂粮彤、加工程序編制、選用工裝及使用方法等姜骡。機(jī)床的調(diào)整主要包括刀具命名蓝漏、調(diào)入刀庫、工件安裝勃经、對刀吭匀、測量刀位、機(jī)床各部位狀態(tài)等多項(xiàng)工作內(nèi)容浩铺。程序調(diào)試主要是對程序本身的邏輯問題及其設(shè)計(jì)合理性進(jìn)行檢查和調(diào)整螺城。試切加工則是對零件加工設(shè)計(jì)方案進(jìn)行動態(tài)下的考察，而整個(gè)過程均需在前一步實(shí)現(xiàn)后的結(jié)果評價(jià)后再作后一步工作红骏。試切成功后方可對零件進(jìn)行正式加工躬伐，并對加工后的零件進(jìn)行結(jié)果檢測。前三步工作均為待機(jī)時(shí)間星茶，為提高工作效率吵墅，希望待機(jī)時(shí)間越短越好，越有利于機(jī)床合理使用飒胜。該項(xiàng)指標(biāo)直接影響對機(jī)床利用率的評價(jià)(即機(jī)床實(shí)動率)公遭。

　　3機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)需要解決的幾個(gè)問題

　　機(jī)床是由機(jī)械和電氣兩部分組成，在設(shè)計(jì)總體方案時(shí)應(yīng)從機(jī)電兩方面來考慮機(jī)床各種功能的實(shí)施方案射严，數(shù)控機(jī)床的機(jī)械要求和數(shù)控系統(tǒng)的功能都很復(fù)雜禁灼，所以更應(yīng)機(jī)電溝通，揚(yáng)長避短驰坊。機(jī)床控制系統(tǒng)選件匾二、裝配、程序編制及操作都應(yīng)該比較合理拳芙，精度和穩(wěn)定性都必須滿足使用要求。同時(shí)為便于調(diào)試和檢修皮璧，各項(xiàng)操作均設(shè)手動功能舟扎，如手動各軸快慢移動分飞、主軸高低速旋轉(zhuǎn)、切削液及潤滑開關(guān)等睹限。PLC按照邏輯條件進(jìn)行順序動作或按照時(shí)序動作譬猫，另外還有與順序、時(shí)序無關(guān)的按照邏輯關(guān)系進(jìn)行聯(lián)鎖保護(hù)動作的控制羡疗，PLC發(fā)展成了取代繼電器線路和進(jìn)行順序控制的主要產(chǎn)品,在機(jī)床的電氣控制中應(yīng)用也比較普遍染服。

　　在實(shí)際控制中如何既能提高定位速度，同時(shí)又能保證定位精度是一項(xiàng)需要認(rèn)真考慮并切實(shí)加以解決的問題叨恨。精度是機(jī)床必須保證的一項(xiàng)性能指標(biāo)菱拙。位置伺服控制系統(tǒng)的位置精度在很大程度上決定了數(shù)控機(jī)床的加工精度。因此位置精度是一個(gè)極為重要的指標(biāo)去弹。為了保證有足夠的位置精度团尿，一方面是正確選擇系統(tǒng)中開環(huán)放大倍數(shù)的大小，另一方面是對位置檢測元件提出精度的要求毛溅。因?yàn)樵陂]環(huán)控制系統(tǒng)中袭澎，對于檢測元件本身的誤差和被檢測量的偏差是很難區(qū)分出來的，反饋檢測元件的精度對系統(tǒng)的精度常常起著決定性的作用关灰。高精度的控制系統(tǒng)必須有高精度的檢測元件作為保證鞭眠。當(dāng)現(xiàn)場條件發(fā)生變化時(shí)，系統(tǒng)的某些控制參數(shù)必須能作相應(yīng)的修改犬岔，為滿足生產(chǎn)的連續(xù)性胞仅，要求對控制系統(tǒng)可變參數(shù)的修改應(yīng)在線進(jìn)行。盡管使用編程器可以方便快速地改變原設(shè)定參數(shù)佣今，但編程器一般不能交現(xiàn)場操作人員使用;所以唁映，應(yīng)考慮開發(fā)其他簡便有效的方法實(shí)現(xiàn)PLC的可變控制參數(shù)的在線修改。另外為了防止電壓過高損壞PLC靠汁，電源輸入端加上壓敏電阻蜂大。為了防止過熱, PLC不許安裝在變壓器等發(fā)熱元件的正上方，變頻器與PLC蝶怔、伺服驅(qū)動器等保持一定距離奶浦。在元件間留有適當(dāng)?shù)目障叮员闵崽咝牵⑶以谂潆娤渖习惭b風(fēng)扇降溫澳叉。此外，為保證控制系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定運(yùn)行沐悦，還應(yīng)解決控制系統(tǒng)的安全保護(hù)問題成洗，如系統(tǒng)的行程保護(hù)、故障元件的自動檢測等。

　　4永宏FBs系列PLC的NC機(jī)床定位伺服控制系統(tǒng)分析

　　數(shù)控機(jī)床是一種高精度瓶殃、高效率的自動化設(shè)備充包，提高數(shù)控機(jī)床的可靠性就顯得尤為重要∫４唬可靠度是評價(jià)可靠性的主要定量指標(biāo)之一基矮，其定義為:產(chǎn)品在規(guī)定條件下和規(guī)定時(shí)間內(nèi)，完成規(guī)定功能的概率舶卧。對數(shù)控機(jī)床來說熬慎，這里的功能主要指數(shù)控機(jī)床的使用功能，例如數(shù)控機(jī)床的各種機(jī)能乔胆，伺服性能等鳖建。數(shù)控機(jī)床的功能部件對機(jī)床的功能擴(kuò)展和性能的提升起著極為重要的作用，因此锨蹄，它不同于一般配套件和附件的選用杈鸵，不僅須與數(shù)控機(jī)床的整體結(jié)構(gòu)諧和協(xié)調(diào)，融入整機(jī)系統(tǒng)具有最佳的匹配性能努墩，而且還能很好地彰顯出該數(shù)控機(jī)床的個(gè)性化特征吠冒。用于高速化的數(shù)控系統(tǒng)不能僅是提高數(shù)據(jù)處理能力，而是應(yīng)具備熱誤差補(bǔ)償單元以及能實(shí)現(xiàn)速度前瞻控制引晌、位置環(huán)前饋控制和加減速平穩(wěn)控制等先進(jìn)控制技術(shù)的功能焙恬。所以必須選擇穩(wěn)定可靠的控制單元才能保證數(shù)控機(jī)床正常高效運(yùn)行。

　　鑒于以上各項(xiàng)要求赌骏，筆者采用臺灣永宏電機(jī)股份有限公司的FBs-44MN PLC作為該機(jī)床控制主單元琢窗，該型機(jī)具有較高的性價(jià)比，體積小晒杈，使用起來非常方便嫂伞，接線簡捷。其編程軟件WinProladder有梯形圖大師之稱拯钻，易學(xué)易用且功能強(qiáng)大帖努，編輯、監(jiān)視粪般、除錯等操作非常順手拼余，按鍵、鼠標(biāo)并用及在線即時(shí)指令功能查詢與操作指引亩歹，使編輯匙监、輸入效率倍增。同時(shí)配以人機(jī)界面進(jìn)行程序參數(shù)修改小作、設(shè)定以及運(yùn)行狀態(tài)顯示監(jiān)控亭姥，可編程設(shè)置人機(jī)界面的內(nèi)容稼钩。該控制系統(tǒng)具有可靠性高，價(jià)格便宜致份，結(jié)構(gòu)緊湊等特點(diǎn)晶襟，非常適合機(jī)床的控制要求驳达，具體控制思路挣仅。

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