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基于PLC的加工中心控制設(shè)計(jì)
泰州機(jī)電高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校 程香 江蘇泰州 225300 2021/2/22 19:39:16
摘要：本文針對(duì)PLC技術(shù)加工中心控制設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析和研究。自動(dòng)換刀系統(tǒng)分為刀庫(kù)，換刀系統(tǒng)，控制系統(tǒng)，這三個(gè)系統(tǒng)作為加工中心的主要構(gòu)件可以為加工效率的提升提供相應(yīng)的支持。目前想要解決加工中心存在的換刀速度較慢的情況，就可以基于PLC技術(shù)對(duì)其進(jìn)行合理的控制設(shè)計(jì)，使設(shè)計(jì)內(nèi)容符合實(shí)際使用需求。
關(guān)鍵詞：PLC技術(shù)；加工中心；控制
現(xiàn)有的加工中心控制系統(tǒng)已經(jīng)無(wú)法滿足現(xiàn)有的加工需求，因此這時(shí)就需要采用PLC技術(shù)進(jìn)行數(shù)控機(jī)床的換刀和選刀，提升其自動(dòng)識(shí)別速度。自動(dòng)換刀可以避免加工中心受到外界因素影響，保證加工中心的加工實(shí)際質(zhì)量。
1.基于PLC的換刀控制
科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步使一些新型理念和技術(shù)逐漸浮出水面，制造加工業(yè)的發(fā)展速度不斷加快，這時(shí)加工中心內(nèi)部刀具的自動(dòng)控制作用逐漸顯現(xiàn)出來(lái)。加工中心自動(dòng)換刀可以提升加工效率，有效避免人工換刀存在的問(wèn)題。在加工中心內(nèi)部自動(dòng)換刀包含了刀庫(kù)，機(jī)械手和控制設(shè)備，假如刀庫(kù)體積較大，那么就會(huì)對(duì)刀庫(kù)的移動(dòng)速度產(chǎn)生較大的影響，降低其選擇速度，出現(xiàn)誤差。而加工中心內(nèi)部的機(jī)械手可以實(shí)現(xiàn)高效的換刀作業(yè)，使刀具能夠進(jìn)行快速移動(dòng)。基于PLC的加工中心換刀控制來(lái)進(jìn)行分析，自動(dòng)換刀可以加速多個(gè)程序的完成，節(jié)約加工時(shí)間。所以目前為了更好的提升加工進(jìn)度，可以通過(guò)PLC進(jìn)行加工中心自動(dòng)換刀控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，滿足加工需要。
2.PLC控制系統(tǒng)的特點(diǎn)
首先，PLC的穩(wěn)定性相對(duì)較強(qiáng)，可以有效抗干擾。與繼電器控制對(duì)比，PLC控制具有較好的邏輯性，主要是以程序形式進(jìn)行儲(chǔ)存，假如程序出現(xiàn)變化那么邏輯也會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的變化[1]。而繼電器控制借助并聯(lián)組合實(shí)施控制，使用硬線連接，連接線較多，會(huì)對(duì)日后調(diào)整產(chǎn)生影響。繼電器控制采用機(jī)械觸點(diǎn)動(dòng)作實(shí)施繼電器控制，這種控制效果不佳，還會(huì)降低工作效率，但是PLC主要使用指令進(jìn)行控制，具有較快的運(yùn)行速度。隨著近年來(lái)我國(guó)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，PLC控制系統(tǒng)能夠有效解決加工中心的控制問(wèn)題。在PLC設(shè)計(jì)中采取合理的安全保護(hù)措施能夠進(jìn)一步降低外界干擾，提升設(shè)備實(shí)際使用率。眼下，PLC在數(shù)控加工中獲得了較為廣泛的使用，同時(shí)其使用效果較好，在運(yùn)行過(guò)程中PLC能夠長(zhǎng)時(shí)間降低故障產(chǎn)生，降低外界干擾產(chǎn)生的影響。
其次，PLC控制系統(tǒng)的操作性較強(qiáng)，使用步驟較為便捷，PLC控制系統(tǒng)能夠?yàn)槎嗯_(tái)用戶提供編程，使其能夠應(yīng)用到較為復(fù)雜的環(huán)境中去。相比傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)，PLC控制系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)較為明顯，不僅能夠以互聯(lián)網(wǎng)為囧出實(shí)現(xiàn)分散控制，還可以簡(jiǎn)化操作，集中管理。所以目前在加工中心控制過(guò)程中采用PLC控制系統(tǒng)能夠更換原有的繼電控制模式，優(yōu)化工作精準(zhǔn)性和工作效率。PLC控制系統(tǒng)的編程語(yǔ)言主要以梯形圖為基礎(chǔ)，這種編程圖可以直觀的展示編程內(nèi)容[2]。由于PLC具有一定的故障處理能力，可以在系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)生故障的時(shí)候發(fā)出相應(yīng)的警告，使工作人員能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障問(wèn)題，降低損失。
最后，PLC控制系統(tǒng)可以有效節(jié)約能耗，提升能源使用率，主要是因?yàn)镻LC的電路組裝是集成式。作為目前理想的控制設(shè)備PLC可以應(yīng)用到一些復(fù)雜控制系統(tǒng)中。PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用可進(jìn)一步避免繼電器使用帶來(lái)的弊端，節(jié)約空間。繼電器在控制系統(tǒng)無(wú)法適應(yīng)目前的發(fā)展需要，而PLC則是代替其的首選控制系統(tǒng)。PLC體積較小，但其內(nèi)部控制功能較為完善，能夠改善繼電器控制系統(tǒng)中存在的不足，避免出現(xiàn)硬線交錯(cuò)的情況[3]。
3.PLC下加工控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
3.1加工中心內(nèi)部刀具的選擇
基于數(shù)控加工中心內(nèi)部的刀具選擇指令，需要從刀庫(kù)內(nèi)選擇適合的刀具進(jìn)行加工就屬于自動(dòng)化選刀。自動(dòng)選刀中還包含了按照順序選擇和隨意選擇。按照順序選擇刀具主要是以刀具的加工順序，依次放入刀庫(kù)的刀座內(nèi)，在擺放過(guò)程中刀具順序不可擺錯(cuò)。如果加工工件產(chǎn)生了更換，那么還需要及時(shí)改變刀具的擺放順序。順序選刀的弊端在于相同工件上的刀具不可重復(fù)使用，所以這時(shí)如果增加了刀具的實(shí)際數(shù)量，那么就會(huì)在一定程度上降低刀具的實(shí)際利用率。但是順序選刀在對(duì)其刀具進(jìn)行控制的時(shí)候較為簡(jiǎn)便。隨意選刀方式主要是率先將刀具進(jìn)行編碼，加工過(guò)程中可以按照編碼隨意選擇，這種選刀方式不需要將刀具按照標(biāo)準(zhǔn)順序排列。在隨意選刀中存在幾種選擇方式，主要分為編碼選擇，刀座編碼選擇，附件編碼和計(jì)算機(jī)記憶選擇。
3.2PLC下的隨機(jī)選刀
計(jì)算機(jī)記憶選刀系統(tǒng)分析隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展獲得了較為廣泛的使用，由于計(jì)算機(jī)記憶選刀的優(yōu)勢(shì)在于可以借助軟件進(jìn)行刀具選擇，可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)人工選刀模式，提升選刀效率和質(zhì)量。刀庫(kù)可以隨意交換主軸與刀具，實(shí)現(xiàn)隨機(jī)換刀。主軸需要基于刀具數(shù)量設(shè)置相應(yīng)的換刀模式，將其儲(chǔ)存在PLC內(nèi)部，刀具的編號(hào)和刀庫(kù)位置需要保持一致。這種方（未完，下一頁(yè)）
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