数控机床电气控制系统的PLC设计

　　2.1 强电电气控制柜的设计

　　2.1.1 控制电路及组成

　　(1)控制电路：1)交流380V电源通过漏电保护总开关QS和空气开关QF1供主轴变频器使用。2)交流380V电源通过变压器转换成交流220V电源通过空气开关QF2、供给伺服放大器作电源用。3)交流380V电源通过变压器转换成交流220V电源通过U41、W41经开关电源供直流24V给系统供电用。4)交流380V电源通过空气开关QF3，接触器KM1、KM2使刀架正转（换位）、反转。

　　(2)电路组成：380V电源经开关QS后接入各电源回路中，开关QS后有4个空气开关（QF1、QF2、QF3、QF4）、3个接触器（KM1、KM2、KM3）、1个DC24/5A开关电源、1个2.2KW变压器等组成。所有强电都安装在电控柜内。

图2 控制电路图

　　2.1.2 电源输出

　　(1)I/O接口模块直流24V接线柱已与外部相连。如发现电压不稳，立急断电，查明原因并解决后才能上电，直流24V开关电源容量为直流24V/5A，数控系统需3A，外部电源可提供2A容量供用户使用。(2)电源输出模块有一电源钥匙开关，其开关是为强电的控制回路供电。

　　2.2 电气控制电路的设计

　　数控系统由隔离变压器提供AC220V电源,以避免电网扰动对系统的干扰。X轴和Z轴的驱动装置由机床变压器提供AC220V电源。采用两个开关稳压电源分别提供I/O+24V和中间继电器+24V,以避免干扰对I/O信号的影响。整个系统的电源配置必须接地可良好，因为接地的好坏直接影响到系统的抗干扰性和安全性。

　　2.2.1 主电路设计

　　数控车床主电路包括主轴控制电路、刀架电机控制电路、冷却电机控制电路和伺服驱动组成。如图1所示为数控车床电气控制中的380V强电回路图。

　　QS为电源总开关，QF1、QF3、QF4、QF2分别为主轴控制、刀架控制、冷却控制、伺服驱动空气开关为电路的短路保护。TC1为控制变压器，初级为AC380V，次级为AC220V。

　　主轴控制电动机M1，由变频器控制主轴的转速；刀架电动机M3由接触器KM1/KM2来控制正反转；冷却控制电动机M2由接触器KM3控制正转。

　　2.2.2 控制电路设计

　　数控车床控制电路包括冷却控制、刀架控制、风机冷却、开关电源、CNC系统控制等组成。如图2所示。数控车床系统输出接口，控制功能有主轴正转、主轴反转、冷却控制、刀架正转、刀架反转等功能。伺服驱动系统。其正转、反转及速度控制是由数控系统进行控制的。

3 、结语

　　数控机床是集计算机技术、PLC 技术、自动化技术等于一身的机电一体化产物，作为数控机床核心的控制系统直接关系到设备的正常运行，利用数控机床PLC 的强大功能，可以充分发挥数控机床控制系统的作用，还可以为数控机床故障诊断及故障维修带来极大的方便。