可編程序控制器在機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)中應(yīng)用分析
1 引言
近年來(lái)，PLC在工業(yè)自動(dòng)控制領(lǐng)域應(yīng)用愈來(lái)愈廣，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(shì)是其它工控產(chǎn)品難以比擬的。隨著PLC技術(shù)的發(fā)展, 它在位置控制、過(guò)程控制、數(shù)據(jù)處理等方面的應(yīng)用也越來(lái)越多。在機(jī)床的實(shí)際設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過(guò)程中，為了提高數(shù)控機(jī)床加工的精度，對(duì)其定位控制裝置的選擇就顯得尤為重要。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(jì)和調(diào)試相當(dāng)方便。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(lái)滿足控制要求，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、硬件電路簡(jiǎn)單實(shí)用、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)，具有良好的性能價(jià)格比等顯著優(yōu)點(diǎn)，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(guò)程
本例數(shù)控機(jī)床由輸入、輸出裝置、數(shù)控裝置、可編程控制器、伺服系統(tǒng)、檢測(cè)反饋裝置和機(jī)床主機(jī)等組成，如圖1所示。
3 機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)需要解決的幾個(gè)問(wèn)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(lái)考慮機(jī)床各種功能的實(shí)施方案，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，揚(yáng)長(zhǎng)避短。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，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，各項(xiàng)操作均設(shè)手動(dòng)功能，如手動(dòng)各軸快慢移動(dòng)、主軸高低速旋轉(zhuǎn)、切削液及潤(rùn)滑開(kāi)關(guān)等。PLC按照邏輯條件進(jìn)行順序動(dòng)作或按照時(shí)序動(dòng)作，另外還有與順序、時(shí)序無(wú)關(guān)的按照邏輯關(guān)系進(jìn)行聯(lián)鎖保護(hù)動(dòng)作的控制，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。
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(wèn)題。精度是機(jī)床必須保證的一項(xiàng)性能指標(biāo)。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)。為了保證有足夠的位置精度，一方面是正確選擇系統(tǒng)中開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)的大小，另一方面是對(duì)位置檢測(cè)元件提出精度的要求。因?yàn)樵陂]環(huán)控制系統(tǒng)中，對(duì)于檢測(cè)元件本身的誤差和被檢測(cè)量的偏差是很難區(qū)分出來(lái)的，反饋檢測(cè)元件的精度對(duì)系統(tǒng)的精度常常起著決定性的作用。高精度的控制系統(tǒng)必須有高精度的檢測(cè)元件作為保證。當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)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，為滿足生產(chǎn)的連續(xù)性，要求對(duì)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?cè)O(shè)定參數(shù)，但編程器一般不能交現(xiàn)場(chǎng)操作人員使用;所以，應(yīng)考慮開(kāi)發(fā)其他簡(jiǎn)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(guò)高損壞PLC，電源輸入端加上壓敏電阻。為了防止過(guò)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、伺服驅(qū)動(dòng)器等保持一定距離。在元件間留有適當(dāng)?shù)目障?，以便散熱，并且在配電箱上安裝風(fēng)扇降溫。此外，為保證控制系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定運(yùn)行，還應(yīng)解決控制系統(tǒng)的安全保護(hù)問(wèn)題，如系統(tǒng)的行程保護(hù)、故障元件的自動(dòng)檢測(cè)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、高效率的自動(dòng)化設(shè)備，提高數(shù)控機(jī)床的可靠性就顯得尤為重要?？煽慷仁窃u(píng)價(jià)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(shí)間內(nèi)，完成規(guī)定功能的概率。對(duì)數(shù)控機(jī)床來(lái)說(shuō)，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，伺服性能等。數(shù)控機(jī)床的功能部件對(duì)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，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)，融入整機(jī)系統(tǒng)具有最佳的匹配性能，而且還能很好地彰顯出該數(shù)控機(jī)床的個(gè)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，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、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(yùn)行。
鑒于以上各項(xiàng)要求，筆者采用臺(tái)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(jià)比，體積小，使用起來(lái)非常方便，接線簡(jiǎn)捷。其編程軟件WinProladder有梯形圖大師之稱，易學(xué)易用且功能強(qiáng)大，編輯、監(jiān)視、除錯(cuò)等操作非常順手，按鍵、鼠標(biāo)并用及在線即時(shí)指令功能查詢與操作指引，使編輯、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、設(shè)定以及運(yùn)行狀態(tài)顯示監(jiān)控，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，價(jià)格便宜，結(jié)構(gòu)緊湊等特點(diǎn)，非常適合機(jī)床的控制要求，具體控制思路如圖3所示。
單步點(diǎn)動(dòng)作為一種輔助工作方式常常在工作臺(tái)的調(diào)整中使用。伺服系統(tǒng)最高速度的選擇要考慮到機(jī)床的機(jī)械允許界限和實(shí)際加工要求，高速度固然能提高生產(chǎn)率，但對(duì)驅(qū)動(dòng)要求也就更高。此外，從系統(tǒng)控制角度看也有一個(gè)檢測(cè)與反饋的問(wèn)題，尤其是在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，必須考慮軟件處理的時(shí)間是否足夠。全閉環(huán)伺服系統(tǒng)是將位置檢測(cè)元件置于被測(cè)坐標(biāo)軸的終端移動(dòng)部件上，以檢測(cè)機(jī)械傳動(dòng)鏈中螺距誤差、間隙及各種干擾所造成的傳動(dòng)誤差，并進(jìn)行反饋補(bǔ)償控制，從而提高機(jī)床的位置控制精度。在全閉環(huán)伺服控制系統(tǒng)中，對(duì)位置檢測(cè)元件和反饋元件的選擇很關(guān)鍵。感應(yīng)同步器具有精度高、重復(fù)性好、抗干擾能力強(qiáng)，耐油耐污及維護(hù)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，特別適合于高精度全閉環(huán)數(shù)控機(jī)床的工作場(chǎng)合。數(shù)控機(jī)床要求具備穩(wěn)定性、快速性和準(zhǔn)確性，而大型數(shù)控機(jī)床的機(jī)械傳動(dòng)裝置轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較大，固有頻率低，要使其大大高于系統(tǒng)截止頻率很困難，全閉環(huán)包括了該進(jìn)給系統(tǒng)軸幾乎所有不穩(wěn)定的非線性因素，調(diào)整不當(dāng)很容易使機(jī)床產(chǎn)生抖動(dòng)現(xiàn)象。
因此數(shù)控機(jī)床全閉環(huán)伺服系統(tǒng)在保證快速性的基礎(chǔ)上主要是解決機(jī)床進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性而獲得比半閉環(huán)伺服系統(tǒng)高的位置精度。伺服電機(jī)的編碼器將位移檢測(cè)信號(hào)反饋到伺服驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)器將輸入信號(hào)的脈沖頻率和脈沖數(shù)與回饋信號(hào)的頻率和脈沖數(shù)，經(jīng)內(nèi)部的偏差計(jì)數(shù)器與頻率轉(zhuǎn)電壓電路處理后，得到脈沖偏差值與轉(zhuǎn)速誤差值，這樣使控制伺服電機(jī)實(shí)現(xiàn)高速、精密的速度與位置閉環(huán)回路處理系統(tǒng)。伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速與輸入信號(hào)的脈沖頻率成正比，而電機(jī)的移動(dòng)量則由脈沖數(shù)決定。圖4是PLC控制下的伺服電機(jī)工作示意圖。
PLC通過(guò)編程器輸入程序，達(dá)到控制目的。由于PLC工作過(guò)程是循環(huán)，所以程序執(zhí)行速度很快。另外軟件故障檢測(cè)設(shè)計(jì)在采用硬件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上采用軟件檢測(cè)外部行程開(kāi)關(guān)狀態(tài)，當(dāng)行程開(kāi)關(guān)失靈后，通過(guò)程序控制停止機(jī)床的運(yùn)行，有效地減少了機(jī)床因元件失靈造成的事故。
圖5是使用編程軟件WinProladder編輯定位程序參數(shù)設(shè)定指令圖，圖6是具體操作加工程序圖。
我國(guó)是一個(gè)機(jī)床生產(chǎn)和應(yīng)用大國(guó)，但數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用水平還不高，嚴(yán)重制約著我國(guó)制造業(yè)水平的提高。國(guó)際上的相關(guān)開(kāi)發(fā)計(jì)劃對(duì)我國(guó)的數(shù)控技術(shù)的發(fā)展提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，同時(shí)也帶來(lái)了機(jī)遇。只有選擇合適的PLC才能使定位達(dá)到預(yù)期的效果。永宏FBs系列PLC的NC定位功能在機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)中占有重要的地位，該機(jī)床經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期運(yùn)行表明，整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理，控制精度高，運(yùn)行可靠，提高了生產(chǎn)的自動(dòng)化水平，減小了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。
由于采用了PLC控制，使電氣部分的抗干擾能力增加，提高了機(jī)床的運(yùn)行可靠性，因而增加了設(shè)備的柔性，提高了設(shè)備的使用效率。
近年來(lái)，PLC在工業(yè)自動(dòng)控制領(lǐng)域應(yīng)用愈來(lái)愈廣，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(shì)是其它工控產(chǎn)品難以比擬的。隨著PLC技術(shù)的發(fā)展, 它在位置控制、過(guò)程控制、數(shù)據(jù)處理等方面的應(yīng)用也越來(lái)越多。在機(jī)床的實(shí)際設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過(guò)程中，為了提高數(shù)控機(jī)床加工的精度，對(duì)其定位控制裝置的選擇就顯得尤為重要。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(jì)和調(diào)試相當(dāng)方便。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(lái)滿足控制要求，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、硬件電路簡(jiǎn)單實(shí)用、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)，具有良好的性能價(jià)格比等顯著優(yōu)點(diǎn)，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(guò)程
本例數(shù)控機(jī)床由輸入、輸出裝置、數(shù)控裝置、可編程控制器、伺服系統(tǒng)、檢測(cè)反饋裝置和機(jī)床主機(jī)等組成，如圖1所示。
圖1 數(shù)控機(jī)床組成機(jī)構(gòu)圖
圖2 數(shù)控機(jī)床的工作過(guò)程框圖
3 機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)需要解決的幾個(gè)問(wèn)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(lái)考慮機(jī)床各種功能的實(shí)施方案，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，揚(yáng)長(zhǎng)避短。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，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，各項(xiàng)操作均設(shè)手動(dòng)功能，如手動(dòng)各軸快慢移動(dòng)、主軸高低速旋轉(zhuǎn)、切削液及潤(rùn)滑開(kāi)關(guān)等。PLC按照邏輯條件進(jìn)行順序動(dòng)作或按照時(shí)序動(dòng)作，另外還有與順序、時(shí)序無(wú)關(guān)的按照邏輯關(guān)系進(jìn)行聯(lián)鎖保護(hù)動(dòng)作的控制，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。
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(wèn)題。精度是機(jī)床必須保證的一項(xiàng)性能指標(biāo)。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)。為了保證有足夠的位置精度，一方面是正確選擇系統(tǒng)中開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)的大小，另一方面是對(duì)位置檢測(cè)元件提出精度的要求。因?yàn)樵陂]環(huán)控制系統(tǒng)中，對(duì)于檢測(cè)元件本身的誤差和被檢測(cè)量的偏差是很難區(qū)分出來(lái)的，反饋檢測(cè)元件的精度對(duì)系統(tǒng)的精度常常起著決定性的作用。高精度的控制系統(tǒng)必須有高精度的檢測(cè)元件作為保證。當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)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，為滿足生產(chǎn)的連續(xù)性，要求對(duì)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?cè)O(shè)定參數(shù)，但編程器一般不能交現(xiàn)場(chǎng)操作人員使用;所以，應(yīng)考慮開(kāi)發(fā)其他簡(jiǎn)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(guò)高損壞PLC，電源輸入端加上壓敏電阻。為了防止過(guò)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、伺服驅(qū)動(dòng)器等保持一定距離。在元件間留有適當(dāng)?shù)目障?，以便散熱，并且在配電箱上安裝風(fēng)扇降溫。此外，為保證控制系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定運(yùn)行，還應(yīng)解決控制系統(tǒng)的安全保護(hù)問(wèn)題，如系統(tǒng)的行程保護(hù)、故障元件的自動(dòng)檢測(cè)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、高效率的自動(dòng)化設(shè)備，提高數(shù)控機(jī)床的可靠性就顯得尤為重要?？煽慷仁窃u(píng)價(jià)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(shí)間內(nèi)，完成規(guī)定功能的概率。對(duì)數(shù)控機(jī)床來(lái)說(shuō)，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，伺服性能等。數(shù)控機(jī)床的功能部件對(duì)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，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)，融入整機(jī)系統(tǒng)具有最佳的匹配性能，而且還能很好地彰顯出該數(shù)控機(jī)床的個(gè)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，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、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(yùn)行。
鑒于以上各項(xiàng)要求，筆者采用臺(tái)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(jià)比，體積小，使用起來(lái)非常方便，接線簡(jiǎn)捷。其編程軟件WinProladder有梯形圖大師之稱，易學(xué)易用且功能強(qiáng)大，編輯、監(jiān)視、除錯(cuò)等操作非常順手，按鍵、鼠標(biāo)并用及在線即時(shí)指令功能查詢與操作指引，使編輯、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、設(shè)定以及運(yùn)行狀態(tài)顯示監(jiān)控，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，價(jià)格便宜，結(jié)構(gòu)緊湊等特點(diǎn)，非常適合機(jī)床的控制要求，具體控制思路如圖3所示。
圖3 采用永宏P(guān)LC FBs-44MN 的NC 機(jī)床定位電氣控制系統(tǒng)圖
單步點(diǎn)動(dòng)作為一種輔助工作方式常常在工作臺(tái)的調(diào)整中使用。伺服系統(tǒng)最高速度的選擇要考慮到機(jī)床的機(jī)械允許界限和實(shí)際加工要求，高速度固然能提高生產(chǎn)率，但對(duì)驅(qū)動(dòng)要求也就更高。此外，從系統(tǒng)控制角度看也有一個(gè)檢測(cè)與反饋的問(wèn)題，尤其是在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，必須考慮軟件處理的時(shí)間是否足夠。全閉環(huán)伺服系統(tǒng)是將位置檢測(cè)元件置于被測(cè)坐標(biāo)軸的終端移動(dòng)部件上，以檢測(cè)機(jī)械傳動(dòng)鏈中螺距誤差、間隙及各種干擾所造成的傳動(dòng)誤差，并進(jìn)行反饋補(bǔ)償控制，從而提高機(jī)床的位置控制精度。在全閉環(huán)伺服控制系統(tǒng)中，對(duì)位置檢測(cè)元件和反饋元件的選擇很關(guān)鍵。感應(yīng)同步器具有精度高、重復(fù)性好、抗干擾能力強(qiáng)，耐油耐污及維護(hù)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，特別適合于高精度全閉環(huán)數(shù)控機(jī)床的工作場(chǎng)合。數(shù)控機(jī)床要求具備穩(wěn)定性、快速性和準(zhǔn)確性，而大型數(shù)控機(jī)床的機(jī)械傳動(dòng)裝置轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較大，固有頻率低，要使其大大高于系統(tǒng)截止頻率很困難，全閉環(huán)包括了該進(jìn)給系統(tǒng)軸幾乎所有不穩(wěn)定的非線性因素，調(diào)整不當(dāng)很容易使機(jī)床產(chǎn)生抖動(dòng)現(xiàn)象。
因此數(shù)控機(jī)床全閉環(huán)伺服系統(tǒng)在保證快速性的基礎(chǔ)上主要是解決機(jī)床進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性而獲得比半閉環(huán)伺服系統(tǒng)高的位置精度。伺服電機(jī)的編碼器將位移檢測(cè)信號(hào)反饋到伺服驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)器將輸入信號(hào)的脈沖頻率和脈沖數(shù)與回饋信號(hào)的頻率和脈沖數(shù)，經(jīng)內(nèi)部的偏差計(jì)數(shù)器與頻率轉(zhuǎn)電壓電路處理后，得到脈沖偏差值與轉(zhuǎn)速誤差值，這樣使控制伺服電機(jī)實(shí)現(xiàn)高速、精密的速度與位置閉環(huán)回路處理系統(tǒng)。伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速與輸入信號(hào)的脈沖頻率成正比，而電機(jī)的移動(dòng)量則由脈沖數(shù)決定。圖4是PLC控制下的伺服電機(jī)工作示意圖。
圖4 數(shù)控機(jī)床伺服電機(jī)工作示意圖
PLC通過(guò)編程器輸入程序，達(dá)到控制目的。由于PLC工作過(guò)程是循環(huán)，所以程序執(zhí)行速度很快。另外軟件故障檢測(cè)設(shè)計(jì)在采用硬件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上采用軟件檢測(cè)外部行程開(kāi)關(guān)狀態(tài)，當(dāng)行程開(kāi)關(guān)失靈后，通過(guò)程序控制停止機(jī)床的運(yùn)行，有效地減少了機(jī)床因元件失靈造成的事故。
圖5是使用編程軟件WinProladder編輯定位程序參數(shù)設(shè)定指令圖，圖6是具體操作加工程序圖。
圖5 定位程序參數(shù)設(shè)定指令圖
圖6 加工程序圖
我國(guó)是一個(gè)機(jī)床生產(chǎn)和應(yīng)用大國(guó)，但數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用水平還不高，嚴(yán)重制約著我國(guó)制造業(yè)水平的提高。國(guó)際上的相關(guān)開(kāi)發(fā)計(jì)劃對(duì)我國(guó)的數(shù)控技術(shù)的發(fā)展提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，同時(shí)也帶來(lái)了機(jī)遇。只有選擇合適的PLC才能使定位達(dá)到預(yù)期的效果。永宏FBs系列PLC的NC定位功能在機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)中占有重要的地位，該機(jī)床經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期運(yùn)行表明，整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理，控制精度高，運(yùn)行可靠，提高了生產(chǎn)的自動(dòng)化水平，減小了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。
由于采用了PLC控制，使電氣部分的抗干擾能力增加，提高了機(jī)床的運(yùn)行可靠性，因而增加了設(shè)備的柔性，提高了設(shè)備的使用效率。
本文標(biāo)簽：可編程序控制器在機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)中應(yīng)用分析
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