1 引言

　　近年來(lái)，電解加工機(jī)床發(fā)展迅速。電解機(jī)床具有加工范圍廣、不產(chǎn)生切削力等優(yōu)點(diǎn)，但在潮濕復(fù)雜的環(huán)境中，采用電解加工機(jī)床中專用控制電路的很容易受到腐蝕，甚至損壞。另外，常規(guī)的電解加工機(jī)床由于采用專用控制電路，當(dāng)生產(chǎn)任務(wù)改變后，重新編寫程序很困難，適用性比較差。因此，采用通用PLC作為控制核心，一方面解決了控制器容易受到外部環(huán)境影響的問(wèn)題，另一方面增加了系統(tǒng)控制的靈活性，當(dāng)生產(chǎn)任務(wù)改變后，采用常規(guī)的PLC編程軟件重新編寫程序即可。由于PLC本身就是一個(gè)完整的單片機(jī)系統(tǒng)，所以本身具有輸入輸出保護(hù)、信號(hào)濾波等功能，所以利用PLC進(jìn)行電解加工控制時(shí)，只需要設(shè)計(jì)控制對(duì)象和PLC的接口電路即可，化簡(jiǎn)了硬件結(jié)構(gòu)，降低設(shè)計(jì)、維修的難度。因此，基于PLC數(shù)控電解加工機(jī)床控制系統(tǒng)特點(diǎn)突出，應(yīng)用前景廣闊。

2 基于PLC 數(shù)控電解加工機(jī)床控制系統(tǒng)構(gòu)成

　　從系統(tǒng)構(gòu)成的角度來(lái)講，基于PLC數(shù)控電解加工機(jī)床控制系統(tǒng)一般由控制單元、接口單元、執(zhí)行部件和電源組成，具體如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)硬件框圖

　　(1)系統(tǒng)控制單元?？刂茊卧饕侵高x定的PLC。本文就以三菱公司FX系列PLC為例，說(shuō)明基于PLC數(shù)控電解加工機(jī)床應(yīng)用的情況。另外，根據(jù)需要匹配功能模塊。由于PLC本身雖然能夠完成一定控制任務(wù)，但是要實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的控制功能，就必須擴(kuò)展功能模塊。例如模擬輸入輸出模塊、通信模塊、溫度測(cè)量模塊、位置測(cè)量模塊等。它能實(shí)現(xiàn)對(duì)直流電源、電解液系統(tǒng)、位控單元、觸摸屏、對(duì)刀控制單元等的中央控制。另外，也可以采集外部的機(jī)床速度等信號(hào)，輸出電機(jī)等控制信號(hào)。功能模塊的安裝可有效提高系統(tǒng)的響應(yīng)和控制能力。

　　(2)接口單元。主要包括控制面板、驅(qū)動(dòng)電路、輸入信號(hào)的轉(zhuǎn)換電路等。電解加工機(jī)床一般采用觸摸屏作為顯示和控制部件并輔助按鈕和開關(guān)形成控制面板。另外，輸入信號(hào)必須轉(zhuǎn)換為AD模塊可以接受的電壓或電流，一般電壓為0-10V，電流為4-20mA。有些執(zhí)行部件需要接口驅(qū)動(dòng)電路，如電機(jī)等。

　　(3)執(zhí)行部件。執(zhí)行部件包括電解液泵、進(jìn)給步進(jìn)電機(jī)、分度步進(jìn)電機(jī)、繼電器、交流接觸器、電磁閥等部件。通過(guò)PLC輸出執(zhí)行令，執(zhí)行部件可以完成相應(yīng)動(dòng)作。

　　(4)電源控制單元。實(shí)現(xiàn)手動(dòng)調(diào)壓、欠壓保護(hù)、過(guò)流保護(hù)、電壓電流的實(shí)時(shí)監(jiān)控等功能。

3 基于PLC 數(shù)控電解加工機(jī)床的應(yīng)用

　　在使用數(shù)控電解加工機(jī)床加工零件時(shí)，要求操作人員具有較高的技術(shù)能力和操作經(jīng)驗(yàn)。下面從硬件系統(tǒng)和系統(tǒng)軟件兩個(gè)方面說(shuō)明基于PLC數(shù)控電解加工機(jī)床的應(yīng)用技術(shù)要點(diǎn)。

　　3.1 硬件系統(tǒng)應(yīng)用分析

　　(1)以PLC為核心的系統(tǒng)硬件系統(tǒng)進(jìn)行操控時(shí)，首先掌握PLC及擴(kuò)展功能模塊的使用方法。本文以FX2N-128MR為例，PLC輸出為繼電器輸出類型，輸出端子為獨(dú)立型。因此，每個(gè)輸出端子的負(fù)載能力和輸出頻率是限定在一定范圍里。如果負(fù)載電流發(fā)生較大突變，要求控制人員一定快速切斷負(fù)載，否則會(huì)燒毀PLC的輸出電路。另外，三菱FX系列輸入信號(hào)頻率總和不能超過(guò)20KHz，以免輸入信號(hào)超頻，造成輸入信號(hào)失真。有些控制系統(tǒng)采用高速和低速兩個(gè)電路實(shí)現(xiàn)陰極頭移動(dòng)，根據(jù)操作人員設(shè)定移動(dòng)速度，利用軟件進(jìn)行切換。因此，如果沒有特殊情況，設(shè)定值波動(dòng)不宜過(guò)大，以便減少高低速切換次數(shù)?！　?2)對(duì)刀控制單元的操作。進(jìn)行正式加工之前，都要進(jìn)行對(duì)刀。其原理是通過(guò)測(cè)量工具陰極和工件陽(yáng)極相連時(shí)的導(dǎo)通電流,來(lái)確定加工原點(diǎn)。導(dǎo)通電流的數(shù)值不可太小,否則由于電解液和微粒造成陰、陽(yáng)極導(dǎo)通,不能測(cè)得真正的加工原點(diǎn)。進(jìn)給速度的設(shè)定也需要一定經(jīng)驗(yàn)，設(shè)定值從200mm/min-400mm/min變化，具體設(shè)定值可根據(jù)加工的對(duì)象和加工效率選擇?！　?3)控制面板的使用。一般控制系統(tǒng)采用觸摸屏作為控制界面之外，也設(shè)計(jì)一些按鈕和按鍵作為輔助控制。由于觸摸屏操作缺失真實(shí)的操作手感，所以在緊急情況下的操作，一般使用面板按鈕控制，更加安全可靠。

　　3.2 系統(tǒng)軟件應(yīng)用

　　數(shù)控電解加工機(jī)床系統(tǒng)軟件一般包括系統(tǒng)初始化模塊、系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定模塊等十余個(gè)模塊。首先，系統(tǒng)上電后，先執(zhí)行初始化模塊程序。如果系統(tǒng)初始化出現(xiàn)異常，熟悉控制軟件的操作人員反應(yīng)快速，迅速處理異常情況。另外，數(shù)控電解加工機(jī)床系統(tǒng)包含有專家系統(tǒng)或診斷程序。詳細(xì)了解這些內(nèi)容有助于操作人員準(zhǔn)確處理系統(tǒng)報(bào)警、系統(tǒng)錯(cuò)誤等情況。最后，系統(tǒng)軟件會(huì)將很多信息、設(shè)定值等顯示在控制界面上，因此，操作人員一定熟練掌握信息判斷和設(shè)定值的含義。否則，可能造成生產(chǎn)事故。

4 結(jié)語(yǔ)

　　總而言之，基于PLC數(shù)控電解加工工藝有很多技術(shù)要點(diǎn)需要掌握，包括硬件系統(tǒng)和系統(tǒng)軟件的應(yīng)用。只有全面理解數(shù)控設(shè)備的特點(diǎn)，才能真正操控設(shè)備，提高加工效率。