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以前的机床的电控很多都是采用继电器控制,这样就导致设备相对独立性很差，接线复杂且控制不及时，如果长期使用继电器控制也大大降低了设备的可靠性，造成控制故障。这时，就急需一种抗干扰强的且编程不复杂的控制系统，PLC扬长避短，不但可对数控机床的进刀、退刀、加工等加工工序及电机的旋转进行步进控制，这样就大大的提高了系统的可靠性和抗干扰性。
一、控制系统总体方案
随着可编程序控制器(PLC)技术的发展，实现了可以由数控机床中的可编程序控制器来完成各项复杂的任务，如控制开关、压力开关、继电器、行程开关、接触器和电磁阀等输出元件控制，它是由输人部分，逻辑部分和输出部分组成，其中，输入部分收集并保存被控制部分实际运行的数据，逻辑部分处理输入部分则是所取得的信息，其中输出部分提供正在被控制的许多装置中，哪几个设备需要实时操作处理。整个的控制系统一共是由CNC计算机数控系统和强电柜两部分组成，而其中CNC计算机数控系统是一专用的数控装置，它是由输入 /输出接口、CNC系统、驱动单元组成，是控制系统执行加工的核心，另一个强电柜则是由动力电路控制电路和可编程控制器PLC组成，系统结构框图如图1 所示.
二、基于P LC的数控机床电气控制方式的选择
数控机床电气控制方式的好坏，直接决定了控制系统的成败。所以要控制机床实现加工的高速高精度，系统的性能是起到至关重要的作用的。控制过程大体是，首先要依据预定要求和所要求的控制精度、被控对象的特征等限制进行了综合考虑，然后充分考虑系统的性能，价格比等因素，确定X、Y轴采用PC机。采用此种方式不但，PC机发挥了强大的文件处理功能、高速的数据处理功能，同时运动控制器则也体现了他的高的可靠性、高速性、高精度等优点，而光栅尺则为系统提供了高达1μm的精度。这样每一部分都起到了重要作用。
三、PLC 在组合机床电气控制系统中的应用
组合机床是针对某些特定工件，按特定工序进行批量加工的组合设备，该类设备的生产效率一般都非常高，同时机床结构也比较复杂，所以要求电气设计得非常稳定可靠。这其中利用PLC实现对组合机床的自动控制，无疑是今后的发展方向。
组合机床结构比较复杂，要求可靠性高。根据机床设计要求一般在粗镗II主轴上采用了双速交流电机，以满足加工端面的需要；而在各动力头与回转工作台之间还需要增加互锁电路，确保在机床加工时工作台是锁紧状态；在精镗I和精镗II的动力头上则是装有液压平旋盘，实现能够同时对工件进行镗孔及端面的精加工。因此该机床的电路设计比较复杂，需要的输入点和输出点比较多。一般，我们采用欧姆龙CPM2AE一60CDR型PLC作为机床的控制系统，这个控制器共有60个I／O点，其中36点输入，24点输出，此系统一般完全能够满足该机床的设计要求。
四、数控机床的功能分析
这里介绍的是一拖四的机床，一共有X、Y轴和四个Z轴上的伺服电机，来进行定位；X、Y、Z轴可以联动，四个Z轴不但可以同时运动，也可以分开运动。此机床为了提高加工精度，工作台的X、Y轴运动，利用光栅尺实现全闭环控制，对工作台进行精确定位。X、Y轴则要进行两侧硬限位和软限位双重保护，以对Z轴下侧进行软硬限位。为了实现稳定加工，此系统具有高速的上下位机通讯功能，其中上位机可以随时对下位机进行控制，下位机也可以把各种信息传到上位机，2者相互作用。上位机是一台PC机(工控机)，它主要负责从加工文件中读取需要数控机床加工流程中的钻孔的孔位和孔径信息，以及为用户提供友好的界面来设定加工参数，最后通过TCP/IP协议，把获得的数据传到运动控制器。该机床主轴转速最多高达16万r/min，实现了加工的高效率，并有冷却水泵对电机进行冷却，检测电机温度，实施实时保护。
五、用PLC改造旧式机床电气控制系统的一般方法
1改造原则
首先要考虑今后生产的发展和工艺的改进，在设计容量时，应适当留有进一步扩展的余地。同时也应最大限度地满足被控设备或生产过程的控制要求，力求系统简单经济、操作方便。
2改造流程
确定控制对象，明确控制任务，了解机械运动与电气执行元件之间的关系，拟定控制系统设计的技术条件。了解是否需要对现有机床的操作控制进行改进，如果需要，后续设计中要考虑。最终根据整理结果，确定所需输入、输出设备，力求系统简单经济，并能最大限度地使用原有的输入、输出设备，降低改造成本。
制定控制方案，进行PLC选型。确立哪些信号需要输入PLC，分类统计出各输入以及输出点。
设计I／0连接。编制I／O分配表、绘制I／O接线图。同类型的输入或输出点尽量集中在一起，有利于程序编写和阅读。软件设计。
调试。将设计好的程序输入PLC后应观察各输入量、输出量之间的变化关系及逻辑状态是否符合设计要求，如不符合，则继续调整，知道调试成功，还应进行资料的整理。
3、电气控制系统组成具体介绍
西门子伺服电机虽然本身带有编码器，但是电机编码器的精度只能达到10μm，离要求的5μm差距较大。所以要用外部光栅尺检测工作台的位置，并通过SMC30转换成标准信号，传递给SIMOTION进行处理。光栅尺大多数都是选择业界知名的RENISHAW公司产品中的RG4系列。
机床的主轴多采用西风的F16 160000RPM高效率PCB钻孔主轴，它是一种高精度、高寿命、高稳定性的全功能PCB钻孔主轴。刀具采用启动夹紧方式，冷却系统则采用干净的水。为了对独一主轴进行保护，主轴会内置NTC温度控制系统。
短刀检测一般采用光纤传感器,为OC门形式,它的三根接入线可以直接接24V电源,信号线可以通过电阻介入到24V电压上构成电平输出。传感器的一根光纤输出一束红外线,另一根光纤接受这束红外线,这样来判断道具是否失效
数控设备在我国水平還不高，这严重制约着我国生产业。主要是由于电气控制系统不行，所以本文给出的数控机床电气控制思想和方法的研究是有一定价值的。
注：文章内的图表及公式请以PDF格式查看
一、控制系统总体方案
随着可编程序控制器(PLC)技术的发展，实现了可以由数控机床中的可编程序控制器来完成各项复杂的任务，如控制开关、压力开关、继电器、行程开关、接触器和电磁阀等输出元件控制，它是由输人部分，逻辑部分和输出部分组成，其中，输入部分收集并保存被控制部分实际运行的数据，逻辑部分处理输入部分则是所取得的信息，其中输出部分提供正在被控制的许多装置中，哪几个设备需要实时操作处理。整个的控制系统一共是由CNC计算机数控系统和强电柜两部分组成，而其中CNC计算机数控系统是一专用的数控装置，它是由输入 /输出接口、CNC系统、驱动单元组成，是控制系统执行加工的核心，另一个强电柜则是由动力电路控制电路和可编程控制器PLC组成，系统结构框图如图1 所示.
二、基于P LC的数控机床电气控制方式的选择
数控机床电气控制方式的好坏，直接决定了控制系统的成败。所以要控制机床实现加工的高速高精度，系统的性能是起到至关重要的作用的。控制过程大体是，首先要依据预定要求和所要求的控制精度、被控对象的特征等限制进行了综合考虑，然后充分考虑系统的性能，价格比等因素，确定X、Y轴采用PC机。采用此种方式不但，PC机发挥了强大的文件处理功能、高速的数据处理功能，同时运动控制器则也体现了他的高的可靠性、高速性、高精度等优点，而光栅尺则为系统提供了高达1μm的精度。这样每一部分都起到了重要作用。
三、PLC 在组合机床电气控制系统中的应用
组合机床是针对某些特定工件，按特定工序进行批量加工的组合设备，该类设备的生产效率一般都非常高，同时机床结构也比较复杂，所以要求电气设计得非常稳定可靠。这其中利用PLC实现对组合机床的自动控制，无疑是今后的发展方向。
组合机床结构比较复杂，要求可靠性高。根据机床设计要求一般在粗镗II主轴上采用了双速交流电机，以满足加工端面的需要；而在各动力头与回转工作台之间还需要增加互锁电路，确保在机床加工时工作台是锁紧状态；在精镗I和精镗II的动力头上则是装有液压平旋盘，实现能够同时对工件进行镗孔及端面的精加工。因此该机床的电路设计比较复杂，需要的输入点和输出点比较多。一般，我们采用欧姆龙CPM2AE一60CDR型PLC作为机床的控制系统，这个控制器共有60个I／O点，其中36点输入，24点输出，此系统一般完全能够满足该机床的设计要求。
四、数控机床的功能分析
这里介绍的是一拖四的机床，一共有X、Y轴和四个Z轴上的伺服电机，来进行定位；X、Y、Z轴可以联动，四个Z轴不但可以同时运动，也可以分开运动。此机床为了提高加工精度，工作台的X、Y轴运动，利用光栅尺实现全闭环控制，对工作台进行精确定位。X、Y轴则要进行两侧硬限位和软限位双重保护，以对Z轴下侧进行软硬限位。为了实现稳定加工，此系统具有高速的上下位机通讯功能，其中上位机可以随时对下位机进行控制，下位机也可以把各种信息传到上位机，2者相互作用。上位机是一台PC机(工控机)，它主要负责从加工文件中读取需要数控机床加工流程中的钻孔的孔位和孔径信息，以及为用户提供友好的界面来设定加工参数，最后通过TCP/IP协议，把获得的数据传到运动控制器。该机床主轴转速最多高达16万r/min，实现了加工的高效率，并有冷却水泵对电机进行冷却，检测电机温度，实施实时保护。
五、用PLC改造旧式机床电气控制系统的一般方法
1改造原则
首先要考虑今后生产的发展和工艺的改进，在设计容量时，应适当留有进一步扩展的余地。同时也应最大限度地满足被控设备或生产过程的控制要求，力求系统简单经济、操作方便。
2改造流程
确定控制对象，明确控制任务，了解机械运动与电气执行元件之间的关系，拟定控制系统设计的技术条件。了解是否需要对现有机床的操作控制进行改进，如果需要，后续设计中要考虑。最终根据整理结果，确定所需输入、输出设备，力求系统简单经济，并能最大限度地使用原有的输入、输出设备，降低改造成本。
制定控制方案，进行PLC选型。确立哪些信号需要输入PLC，分类统计出各输入以及输出点。
设计I／0连接。编制I／O分配表、绘制I／O接线图。同类型的输入或输出点尽量集中在一起，有利于程序编写和阅读。软件设计。
调试。将设计好的程序输入PLC后应观察各输入量、输出量之间的变化关系及逻辑状态是否符合设计要求，如不符合，则继续调整，知道调试成功，还应进行资料的整理。
3、电气控制系统组成具体介绍
西门子伺服电机虽然本身带有编码器，但是电机编码器的精度只能达到10μm，离要求的5μm差距较大。所以要用外部光栅尺检测工作台的位置，并通过SMC30转换成标准信号，传递给SIMOTION进行处理。光栅尺大多数都是选择业界知名的RENISHAW公司产品中的RG4系列。
机床的主轴多采用西风的F16 160000RPM高效率PCB钻孔主轴，它是一种高精度、高寿命、高稳定性的全功能PCB钻孔主轴。刀具采用启动夹紧方式，冷却系统则采用干净的水。为了对独一主轴进行保护，主轴会内置NTC温度控制系统。
短刀检测一般采用光纤传感器,为OC门形式,它的三根接入线可以直接接24V电源,信号线可以通过电阻介入到24V电压上构成电平输出。传感器的一根光纤输出一束红外线,另一根光纤接受这束红外线,这样来判断道具是否失效
数控设备在我国水平還不高，这严重制约着我国生产业。主要是由于电气控制系统不行，所以本文给出的数控机床电气控制思想和方法的研究是有一定价值的。
注：文章内的图表及公式请以PDF格式查看