数控机床PLC电控系统设计及电气系统结构其一、基于PLC的数控机床电气控制系统的设计
CPU是可编程逻辑控制器(PLC)的核心内容，PLC的主要性能就是对系统的综合控制力、依据网络对各部分的通信能力和计算机技术所具有的可编程能力的自动控制器。PLC具有很广泛的通用性和对电气控制设备所需要的高度可靠性和抗干扰能力。PLC的工作方式是对系统程序的循环扫描，它通过对样本的采集输入，对程序进行分析，最后按照程序输出一系列控制指令，所以，机床的辅助电气的主要控制系统是PLC。
1、数控机床电气控制的方式选择
决定数控机床系统成败的因素就是数控机床电气控制的方式，想要在加工上使机床的运转速度和加工产品精度达到更高的层次，就要关注电气控制系统的优劣。
所以，数控机床的性能可以决定产品的精度和速度。对加工零件的条件进行分析，对系统的功能进行了解，根据其特点对其进行程序上的编辑，对于X轴与Y轴的确定采用的是对PLC控制系统、运动系统、电机部分、光栅尺等进行封闭式的控制方式。这种处理方式，使PLC的文件处理能力、人机交互能力及对数据的处理能力得到正常的发挥。运动控制器的优点就是稳定性与高速性，光栅尺的作用就是对程序提供作用点的精确信息。同时，可以通过接入传感器的方式提高系统的可靠性和稳定性。传统控制卡的实用性小，在使用上只能接入不多的几根轴，而运动控制器使用不仅能使接入轴的数目增加，还可以在以后的系统升级中带来便利。运动控制器还有个更大的优点，就是可以执行自动编辑的功能。
2、数控机床的功能分析
数控机床的种类有很多，我们可以简单分析一下数控机床中的一种机床，不仅有X、Y轴，还有四个Z轴，在进行工作的时候可以达到X、Y、Z轴三轴联动，轴与轴之间可以同时运动，也能分开运动。
为了实现对全闭合环的控制，可以利用X、Y轴的运动轨迹对工作台进行定位，从而提高加工精度。通过对变频器的控制，以此实现对四个主轴电机的同步控制。
运用X、Y轴进行限位的双重保护，再对Z轴的下侧进行限位。为了提高数控机床的加工效率，使主轴的转速达到更高水平，就要对电机温度进行实时监测并配备专业的冷却水泵，为机床提供更好的温度保护。为了实现自动、手动换刀的有效性，对主轴配备了专用的机械换刀手和刀库。机械手对机床换刀后，自动对刀具的深度和位置进行测量，提高了加工的质量，在检测时发现刀具有磨损或断裂的情况，机床的检测系统就会出现提示，可以通过系统的指令完成自动换刀及手动换刀。
为了便于安装和维修、管理，数控机床的电气线缆、液压油管等，通常会安置在钢制拖链中。
其二、基于PLC的数控机床电气控制系统结构
1、电气控制系统的软件部分
电气控制系统中，软件部分结构设计是非常关键的内容，除了工控机、电源模块、电动机模块等重要模块制外，传感器、变频器、光栅尺等零部件也不能够忽视。首先是电源模块的确定。作为转换电流形式的核心部件，电源模块中的变频器是主要零部件，利用这一部件可以有效调节电流频率，将交流电转变为直流电后，在此基础上，电源模块中的逆变器会进一步将直流电转变为交流电，提供给数控机床使用。根据这一原理，可以将电源模块按照电源的调用情况，分别划分为不可调电源模块和可调电源模块。这其中，可调电源最为常见，大部分数控机床中的电源模块都是这一类型。其次是运动控制器的设计。对于数控机床电气控制系统而言，运动控制器是极为关键的内容，运动控制器的运行速度以及运行稳定可靠性十分重要。第三，变频器的选型。除了上述两个方面之外，数控机床的电气控制系统中包含了两台变频器，需要注意的是变频器的电流问题，要根据实际情况，科学设计电动机、变频器等方面的工艺参数。
2、电气控制系统的硬件部分
除了软件部分之外，电气控制系统的硬件部分主要可以从三个方面进行分析，分别为：自动换刀、断刀检测、深度检测。
第一，自动换刀。在数控机床运行过程中，自动换刀承担着至关重要的作用，比如：自动换刀在实际运行过程中，利用电磁阀实现对机械臂的控制，诱导机械臂完成不同的动作，实现自动换刀功能，现阶段，大部分机械臂都可以完成换刀伸展、收回、夹紧、松开等动作。第二，断刀检测。断刀故障是数控机床运行过程中最常见的一种故障形式，在实际应用的过程中，利用光线传感器进行断刀检测，可以有效避免安全事故问题的出现。传感器会对刀具进行检查，确保刀具没有出现磨损，如果，存在磨损，或者断裂的情况，电气控制系统就会暂停机床工作，在完成故障处理后，系统就会重新通知复位进行零件加工。第三，深度检测。除了要做到自动换刀和断刀检测之外，还要进行对刀具进行深度检测。换刀的过程中，道具插入的深度极为关键，会对后续的加工质量产生直接影响，必须要得到重视。
沧州市乾冠机械制造有限公司（http://www.czqianguan.com）生产各种机床附件产品，产品主要包括风琴防护罩、钢铝拖链等。我们真诚期望在互惠互利的原则下与各界朋友长期合作，共同发展！