1引言

　　近年來涨醋，PLC在工業(yè)自動控制領(lǐng)域應(yīng)用愈來愈廣，它在控制性能逝撬、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)品難以比擬的浴骂。隨著PLC技術(shù)的發(fā)展,它在位置控制、過程控制愚矗、數(shù)據(jù)處理等方面的應(yīng)用也越來越多能航。在機(jī)床的實際設(shè)計和生產(chǎn)過程中，為了提高數(shù)控機(jī)床加工的精度椭药，對其定位控制裝置的選擇就顯得尤為重要挚蟹。永宏FBs系列PLC的NC定位功能較其它PLC更精準(zhǔn)，且程序的設(shè)計和調(diào)試相當(dāng)方便蓬甩。本文提出的是如何應(yīng)用永宏P(guān)LC的NC定位控制實現(xiàn)機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)控制功能的方法來滿足控制要求木影，在實際運行中是切實可行的。整機(jī)控制系統(tǒng)具有程序設(shè)計思路清晰珠慧、硬件電路簡單實用璃淤、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)唬辛，具有良好的性能價格比等顯著優(yōu)點伙斯，其軟硬件的設(shè)計思路可供工礦企業(yè)的相關(guān)數(shù)控機(jī)床設(shè)計改造借鑒乌迎。

　　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、輸出裝置笛坦、數(shù)控裝置区转、可編程控制器、伺服系統(tǒng)版扩、檢測反饋裝置和機(jī)床主機(jī)等組成废离。

　　輸入裝置可將不同加工信息傳遞于計算機(jī)。在數(shù)控機(jī)床產(chǎn)生的初期资厉，輸入裝置為穿孔紙帶厅缺，現(xiàn)已趨于淘汰;目前，使用鍵盤宴偿、磁盤等湘捎，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)床正常窄刘、理想工作狀態(tài)下的原始參數(shù)窥妇，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)作記錄保存娩践，待工作一段時間后活翩，再將輸出與原始資料作比較、對照翻伺，可幫助判斷機(jī)床工作是否維持正常矩袖。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)的處理第六、計算工作拖牢，最終實現(xiàn)數(shù)控機(jī)床各功能的指揮工作。它包含微計算機(jī)的電路乙遵，各種接口電路浦忠、CRT顯示器等硬件及相應(yīng)的軟件÷肘郑可編程控制器對主軸單元實現(xiàn)控制韩记，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)行自動刀具交換沦靖、選刀方式喂交、刀具累計使用次數(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)和停止擦蚣、準(zhǔn)停峡蓖、切削液開關(guān)、卡盤夾緊松開掠廓、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)换怖、壓力開關(guān)、溫控開關(guān)等)進(jìn)行控制;對輸出信號(刀庫蟀瞧、機(jī)械手沉颂、回轉(zhuǎn)工作臺等)進(jìn)行控制。檢測反饋裝置由檢測元件和相應(yīng)的電路組成悦污，主要是檢測速度和位移铸屉，并將信息反饋于數(shù)控裝置，實現(xiàn)閉環(huán)控制以保證數(shù)控機(jī)床加工精度切端。

　　數(shù)控加工的準(zhǔn)備過程較復(fù)雜彻坛，內(nèi)容多，含對零件的結(jié)構(gòu)認(rèn)識踏枣、工藝分析昌屉、工藝方案的制訂、加工程序編制茵瀑、選用工裝及使用方法等间驮。機(jī)床的調(diào)整主要包括刀具命名、調(diào)入刀庫煤蔚、工件安裝试填、對刀、測量刀位谦枢、機(jī)床各部位狀態(tài)等多項工作內(nèi)容三麦。程序調(diào)試主要是對程序本身的邏輯問題及其設(shè)計合理性進(jìn)行檢查和調(diào)整。試切加工則是對零件加工設(shè)計方案進(jìn)行動態(tài)下的考察怕茉，而整個過程均需在前一步實現(xiàn)后的結(jié)果評價后再作后一步工作屈宿。試切成功后方可對零件進(jìn)行正式加工，并對加工后的零件進(jìn)行結(jié)果檢測杀乃。前三步工作均為待機(jī)時間球逢，為提高工作效率，希望待機(jī)時間越短越好碳环，越有利于機(jī)床合理使用矮蘑。該項指標(biāo)直接影響對機(jī)床利用率的評價(即機(jī)床實動率)。

　　3機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)需要解決的幾個問題

　　機(jī)床是由機(jī)械和電氣兩部分組成鞍后，在設(shè)計總體方案時應(yīng)從機(jī)電兩方面來考慮機(jī)床各種功能的實施方案置塘，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，所以更應(yīng)機(jī)電溝通伴澄，揚長避短赋除。機(jī)床控制系統(tǒng)選件、裝配、程序編制及操作都應(yīng)該比較合理举农，精度和穩(wěn)定性都必須滿足使用要求荆针。同時為便于調(diào)試和檢修，各項操作均設(shè)手動功能颁糟，如手動各軸快慢移動航背、主軸高低速旋轉(zhuǎn)、切削液及潤滑開關(guān)等棱貌。PLC按照邏輯條件進(jìn)行順序動作或按照時序動作玖媚，另外還有與順序、時序無關(guān)的按照邏輯關(guān)系進(jìn)行聯(lián)鎖保護(hù)動作的控制婚脱，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)用也比較普遍今魔。

　　在實際控制中如何既能提高定位速度，同時又能保證定位精度是一項需要認(rèn)真考慮并切實加以解決的問題障贸。精度是機(jī)床必須保證的一項性能指標(biāo)错森。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極為重要的指標(biāo)牌骚。為了保證有足夠的位置精度翎女，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缘荧。因為在閉環(huán)控制系統(tǒng)中酸飞，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蒿榄。高精度的控制系統(tǒng)必須有高精度的檢測元件作為保證央封。當(dāng)現(xiàn)場條件發(fā)生變化時，系統(tǒng)的某些控制參數(shù)必須能作相應(yīng)的修改夹昼，為滿足生產(chǎn)的連續(xù)性徐渗，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)帘达，但編程器一般不能交現(xiàn)場操作人員使用;所以店麻，應(yīng)考慮開發(fā)其他簡便有效的方法實現(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栏蝙，電源輸入端加上壓敏電阻坐求。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晌梨、伺服驅(qū)動器等保持一定距離桥嗤。在元件間留有適當(dāng)?shù)目障叮员闵嶙序颍⑶以谂潆娤渖习惭b風(fēng)扇降溫泛领。此外荒吏，為保證控制系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定運行，還應(yīng)解決控制系統(tǒng)的安全保護(hù)問題渊鞋，如系統(tǒng)的行程保護(hù)绰更、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)床是一種高精度篓像、高效率的自動化設(shè)備动知，提高數(shù)控機(jī)床的可靠性就顯得尤為重要皿伺≡北纾可靠度是評價可靠性的主要定量指標(biāo)之一，其定義為:產(chǎn)品在規(guī)定條件下和規(guī)定時間內(nèi)鸵鸥，完成規(guī)定功能的概率企电。對數(shù)控機(jī)床來說，這里的功能主要指數(shù)控機(jī)床的使用功能护忠，例如數(shù)控機(jī)床的各種機(jī)能乃筐，伺服性能等。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前茧，因此玄饶，它不同于一般配套件和附件的選用，不僅須與數(shù)控機(jī)床的整體結(jié)構(gòu)諧和協(xié)調(diào)丰浙，融入整機(jī)系統(tǒng)具有最佳的匹配性能李腐，而且還能很好地彰顯出該數(shù)控機(jī)床的個性化特征。用于高速化的數(shù)控系統(tǒng)不能僅是提高數(shù)據(jù)處理能力袄映，而是應(yīng)具備熱誤差補(bǔ)償單元以及能實現(xiàn)速度前瞻控制憎苦、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。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)床正常高效運行泽姨。

　　鑒于以上各項要求叁震，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，該型機(jī)具有較高的性價比敲坏，體積小窘问，使用起來非常方便，接線簡捷宜咒。其編程軟件WinProladder有梯形圖大師之稱惠赫，易學(xué)易用且功能強(qiáng)大，編輯荧呐、監(jiān)視汉形、除錯等操作非常順手，按鍵倍阐、鼠標(biāo)并用及在線即時指令功能查詢與操作指引概疆，使編輯逗威、輸入效率倍增。同時配以人機(jī)界面進(jìn)行程序參數(shù)修改岔冀、設(shè)定以及運行狀態(tài)顯示監(jiān)控凯旭，可編程設(shè)置人機(jī)界面的內(nèi)容。該控制系統(tǒng)具有可靠性高使套，價格便宜罐呼，結(jié)構(gòu)緊湊等特點，非常適合機(jī)床的控制要求确确，具體控制思路尺夺。

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