近日小编精心整理了《自动化机床论文范文(精选3篇)》，希望对大家有所帮助。摘要：随着时代进步与社会快速发展，我国工业产业快速发展。在这样的新形势下，自动化技术不断发展，该技术被广泛运用在我国数控机床制造以及设计过程当中，有效提升数控机床加工作业的质量与实际成效，最终促进我国制造行业的健康可持续发展。
第一篇：自动化机床论文范文
机床电气控制的PLC自动化系统设计探究
摘要：随着工业产业的智能化、体系化发展，电气自动化技术受到越来越多的关注。机床作为基础性工业生产设备，其PLC自动化系统的设计研究显得尤为重要，直接影响着制造企业的产品质量以及经济效益。本文将简述PLC控制系统的组成与常见功能，总结PLC自动化系统设计的原则，对设计语言以及设计步骤进行具体分析。
关键词：机床电器PLC控制;PLC自动化系统;设计
1PLC 系统简介
PLC全称可编辑逻辑控制器(Programmable Logic Control)，主要应用于电气设备控制领域，及其内部存储模块的计算、计数以及逻辑编程。根据结构不同，PLC控制器有固定式、组合式两大类。前者的重要部件有：电源、输入输出模块、处理器以及控制面板等，且几大模块的组成是按照特定顺序排列起来的。其中，中央处理器作为最关键的组成部分，其作用与人体的大脑类似，用于用户编辑程序及其功能的执行与操作，并收集、整理、保存整个过程中设计的数据信息。内容容量的大小是衡量中央处理器性能的重要指标，对运行速度以及运行效率有着直接性影响。同时，PLC的输入输出数量、运算速度以及空间容量也会对中央处理器的控制性能造成直接或者间接的影响。
PLC的常见功能如下：第一，条件控制。利用中央处理器执行与、或、非等逻辑运算，控制继电器、并联与串联开关等;第二，限时控制。通过添加定时器对电路按照既定程序进行时间控制。该功能具有操作简便，易于调整的特点。同时，还具有步进控制功能。只有执行完上一部步骤之后，才能进行数据重置与调节，然后执行后续命令;第三，远程控制。作为发射、接收信号的中转站，对收集的信息进行管理控制，同时，还能实现数字模拟信号之间的转换，以调控模拟数据。
2 PLC控制系统设计原则
电气控制系统的设计应以提高制造生产效率、满足目标技术发展需求、提高产品质量为基本目标。在PLC控制系统的设计过程中，应遵循以下原则：完整性原则。即确保制造工艺以及操作命令能够可靠执行;经济性原则。设计的系统可操性强，且要尽可能降低成本;可考性原则。控制体系要能够安全、稳定运行;发展性原则。在设计过程中，要对系统进行整体考量，特别是要在通信接口等方面预留完善空间。
3 PLC控制系统设计步骤
PLC控制笼统来说，主要分为软件系统以及硬件系统两大模块。前者是指应用程序，后者是指外部设备。下面，分别对其具体设计步骤进行阐述分析。
3.1 全面了解被控对象
对被控对象进行设计的基本前提就是要被控对象有全面的了解。相关设计负责人应根据现场调研情况，整理分析数据信息，并与数控机床的直接操作人员进行技术交流，以便能够掌握实际生产需求，对机床PLC控制系统的功能、时序、电气系统、机械与液压模块等主要部件的关系与作用进行优化设计，提高人机界面的外观美观、系统操作的便捷性。
3.2 选择硬件
机床电气控制的PLC自动化系统的硬件设备主要包含输入设备、输出设备以及可编程逻辑控制器。输入设备包含按钮、开关(转换开关、位置开关)、传感器(限位传感器、温度传感器、湿度传感器等)等;输出设备包含电磁阀、接触器、指示灯、继电器以及执行器等;可编程逻辑控制器包含控制器、容量选择。此外，还涉及到输入输出端口的分配工作，比如在进行通道分配的过程中，首先要了解设备代码、I/O编号、名称、功能等，同时在分配表要明确标注定时器、继电器以及计算器等部件的地址。
3.3 操纵程序的编制
机床PLC系统的设计应以实际加工需求为根本，有针对性地开展程序合计，并合理优化操作模式。同时，系统设计还要注重实用价值的提高，在编制程序命令的过程中，应按照一定顺序编制操作程序，以确保所有程序都是合理的、可运行的，具有现实意义。一般来说，操作系统编制应涉及初始化软件设计、性能检查、事故分析、显示报警、连锁保护等功能。
3.4 程序的调节
程序调节分为模拟调节、现场调节两种。现场调节顾名思义，这里不在赘述。模拟调解，就是要通过现场信号获得模拟数据，然后开展硬件模拟以及软件模拟。
4 机床PLC控制系统软件设计方案
数控机床的PLC系统编程方案的制定，首先要确定编辑语言。应遵循通俗易懂、便于维护的宗旨，使软件操作者能够在短时内理解并掌握。梯形图编程语言以及指令语句表编程语言的应用较为广泛。其中，指令语句表，与计算机语言区别不大，主要是通过易于记忆的文字符号实现助忆指令;而梯形图编程语言则是以继电器梯形图为雏形，进行进一步的优化升级。值得注意的是，梯形图职工的连线表示的是各部件之间的逻辑。其程序编写以及执行都是按照一定顺序的。编写按照从上到下，行与行之前按照从左到右的规则;执行顺序亦然。梯形图的左右垂直线分别为起始母线和终止母线。PLC控制系统的各个逻辑行都要从起始母线开始，在终止目标或者是在继电器线圈结束。母线线圈与终止母线二者之间是不能存在触点的，但是在和起始母线之间则必须存在。相同厂家生产的控制系统，梯形图语言、助记符语言可以随意转换。但是，二者并不能混淆。它们的使用范围存在一定差异。通常情况下，助记符语言用于手持编程器，而梯形图语言则常用与计算机编程。
5 结语
近些年，工业产业技术迭代更新，基于机床电气控制的PLC自动化系统的研发与应用成为了制造产业关注的热点课题。PLC自动化系统因操作便捷、抗干扰性强、安全稳定性高、费用消耗小等特点，在数控机床中获得了广泛应用，其发展前景一片大好。因此，在实际设计过程中，研发人员应根据机床生产的实际需求，以发展的眼光，全面了解被控对象，合理选择硬件，不断提升程序编程与调节的实用性、可操作性，從而推动我国机床加工制造产业快速向前发展。
参考文献：
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[4]吴镇平，谢明红.基于的桥式组合大切机控制系统设计[J].机电工程技术，2018.
作者：郑云龙
第二篇：浅析数控机床自动化设计与制造
摘要：随着时代进步与社会快速发展，我国工业产业快速发展。在这样的新形势下，自动化技术不断发展，该技术被广泛运用在我国数控机床制造以及设计过程当中，有效提升数控机床加工作业的质量与实际成效，最终促进我国制造行业的健康可持续发展。基于此，本文分析了数控机床自动化设计与制造相关概念，探究了数控加工中心的组成与特点，探析了数控机床自动化设计，期望经过本研究可以为将来的有关研究提供相应的参考。
关键词：数控机床;自动化技术;设计;制造
一、前言
随着社会进步与经济不断发展，我国制造领域快速发展，在当前的数控机床实际设计以及制造作业过程当中，需要将先进的自动化技术充分运用其中，保证数控机床实际加工作业的可靠性以及稳定性，这对促进我国制造行业的健康可持续发展起着不可忽视的影响[1]。
二、数控机床自动化设计与制造相关概念
数字控制主要指的是运用先进的数字化技术实现对信息内容的全面合理控制，运用先进的数控技术对实际制造的整个过程进行管理以及控制[2]。
数控技术主要是运用先进的计算机技术实现数控作业，凭借先进的计算机技术躯体传统的数控设备。
对于现代化的数控机床而言，数控中心占据着非常重要的位置，在刀库当中可以实现刀具工具的自动化转换，明确数控机床加工作业的具体指令与实际程序等，其将现代化技术、计算机技术以及控制有关理论有效整合起来，将省时以及节能等方面当作是重要的目的，进而对多个设施设备进行控制。
三、数控加工中心的组成与特点分析
(一)数控加工中心的组成
当今社会中，我国数控事业快速发展，在这样的新形势下，加工中心在数控领域当中至关重要，因此，在数控加工中心实际建设过程当中，需要保证下面五个方面构成环节的完善性与合理性。
1. 基础零部件
其主要展现在工作台、立柱以及机床身等方面，此类零部件组成相应的构架，是加工作业顺利展开的重要主体，应该保证其强度，与加工作业的实际需求相满足。一般情况下，这样的零部件需要使用先进的铸造工艺完成。
2. 主轴零部件
此类零部件主要是经过不一样的零件组成的，比如，主轴箱以及电动设备等。主轴作为加工中心当中的重要输出零部件，在加工中心当中占据着十分重要的位置上，其指令以及动作都是经过数控系统进行管理控制[3]。因此，加工中心要想不断提升精准程度，需要明确主轴可靠性以及稳定性。
3. 数控系统
该系统在其功能实现方面起着十分重要的作用，其在加工作业过程当中也占据着非常重要的位置。要想保证数控系统控制作业的完成以及实现，需要将有关参数以及数据信息等输入其中，之后展开协作完成。
4. 自动化的换刀系统
在实际加工作业的时候，应该实现刀具工具的合理更换以及调整，经过相应的系统将其指令发出来，在这样的情况下，旋转台需要结合指令，在刀具库当中将工具直接提取出来，保证换刀作业的顺利展开。这样的作业主要是经过该系统实现的，刀具库在此系统当中占据着十分重要的位置。
5. 辅助性的设备
其在加工中心当中属于辅助性的装置，虽然很难直接投入到产品的实际制造作业当中。但是依然能够保证实际加工作业的质量与可靠性，其在制造作业当中至关重要。
(二)数控机床的基本特点
当前，随着我国制造行业的快速发展，将先进自动化技术运用在数控机床当中，能够有效提升其自动化水平以及能力。在此基础上，数控机床的基本特点主要体现在图1。
1. 全封闭防护作业
在数控机床实际制造以及设计作业的活动当中，加工中心需要将防护门直接关闭，避免危险事情的出现。在数控机床实际运转的时候，加工中心主要是经过进给轴以及主轴之间的良好整合展开[4]。在这样的情况下，联动轴数量非常多，然而不一样的轴能够依照差异性程序，在多个角度以及位置上进行合理的调整，保证加工作业的顺利展开。
2. 实现刀具的自动交换
在实际运用自动换刀系统的时候，需要保证此系统能够支撑多个刀具的共同使用以及交换，需要在刀具库当中安排众多的刀具，实现科学合理的编程便可以。在实际加工作业的时候，加工中心可以在多个工作台当中进行作业，这样能够有效提升其加工作业质量与实际成效。
3. 实现制造自动化
加工中心需要将多个功能有效整合起来，在其工作台实际旋转的时候，刀具需要不间断地进行共计，保证车削作业的顺利完成，实现其制造范围的逐步拓宽[5]。如若在实际加工过程当中，加工中心选取的切削参数较为可靠以及科学，便可以保证其实际加工质量与成效，不断提高刀具工具的具体性能，导致刀削时间的不断减少，提升其自动化设计与制造的能力与水平，保证实际生产作业的效果。
4. 成本比较高
由于加工中心正在向着智能化以及自动化的方向不断发展，其功能以及结构等都十分繁杂，因此，需要投入其中的成本支出比较高。
数控机床和普通机床之间进行对比分析，其需要投入许多的成本支出，这些成本包含维护作业以及保养等方面[6]。在此以外，数控机床需要在相应的条件下进行运转，需要保证其实际运转条件。只有这样，才可以为有关企业创造更多的经济效益以及社会价值。
四、数控机床自动化设计分析
在當前的数控机床自动化实际过程当中，属于人们实现具体的加工目标以及保证机床优化和设计的重要过程，主要是经过相关人员的指令以及编程等，运用先进的平台实现自动化制造以及设计。数控机床自动化系统包含主体、数控设备以及伺服系统等。要想实现最为理想的自动化成效，为有关企业创造更多的经济效益以及实际价值，实现多个系统之间的良好整合。数控机床自动化设计主要体现在图2。
(一)数控机床的主体
1. 主轴
数控机床主轴的精度情况会对其实际加工作业产生很大程度上的影响，主轴实际运转的质量与效率对数控机床加工作业情况起着决定性的作用[7]。与此同时，对于数控机床的自动化水平而言，主轴定位的可靠性以及自动化情况对其产生着很大程度上的影响，主轴箱需要对自动调速情况进行负责。现阶段，变速设备不断被取替，这使无级自动化调整被全面运用在我国数控机床加工作业方面，进而逐步提高其加工作业的自动化水平与能力。
2. 导轨
导轨需要对加工运动进行指引，并且对有关人物进行控制与管理，这使保证运动可靠性以及稳定性的重点，导轨也属于数控机床加工作业精准程度的主要零部件[8]。
在我国数控机床当中，经常使用的滑动导轨具备金属性特征。对于某些独特的数控机床而言，需要使用贴塑导轨，此类导轨的优势作用十分明显，比如，抗腐蚀程度以及耐磨性等。最为重要的便是非常容易进行润滑，并且其摩擦系数并不高。
(二)数控装置与伺服系统
数控机床和普通机床之间存有非常明显的差异性与区别，主要是其是否配备了伺服系统以及数控设备等[9]。
1. 检测设备
检测设备能够对数控机床实际制造的整个过程进行监测，将数控设备在该系统当中的作用全面发挥出来，明确其调配功能。在这样的情况下，伺服系统需要对其进行服务，保证数控机床加工作业的顺利展开。
2. 数控装置
在该设备当中含有的零部件主要是计算机系统，该系统能够在数控机床实际加工作业活动当中接收多个方面的信息内容。通过科学合理的调配保证数控机床制造作业的顺利展开，数控设备能够将新型指令发出来，并且对有关信息内容进行反馈。
3. 伺服系统
普通的机床主要依赖伺服电机设备展开，其被称作是伺服机构。而在数控机床当中，其主要是经过电路的实际运算形成相应的脉冲信号内容，经过这样的信号内容更好的控制驱动电路。伺服系统能够把实际指令直接传输到元件或者是电路等位置，实现相关设施设备的良好转移，在其生产作业以及控制管理当中占据着十分重要的位置。
五、结束语
在现代化社会当中，数控机床一方面能够有效提高产品的实际生产质量与成效，另一方面不断提高零部件的精准程度以及有效降低劳动作业的实际强度，为新型产品的加工以及开发作业等节约许多的物力以及人力等方面的资源，逐步提升有关企业的整体竞争实力。
现阶段，不管是质量方面，还是产量方面，我国数控机床领域的发展速度十分明显，并且在某些科学技术方面也有所突破。我国数控机床关联了许多的行业与领域，先进的数控机床技术已经进入了快速发展的阶段。但是我国此方面的技术依然需要改善，其自动化水平有待提高，将来在此方面会快速进步与发展。因此，加强数控机床自动化设计与制造研究具备现实方面的意义。
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作者：李原良
第三篇：自动加工产线中的数控机床远程控制系统设计
摘要 目前我国工业生产正处在一个机器替代人工、自动化取代手动的发展进程中，人工成本的增加促使企业经营者对自动化生产有了更大的意愿，自动化加工产线不仅能减少人工成本，还能大大的提高生产效率及产品質量，而数控机床是自动加工生产线中常用的组成部分，数控机床的远程控制是自动加工生产线中不可或缺的一环，通过PLC控制数控机床能实现数控机床的远程程序调用及运行，配合工件的自动取放实现产品的自动化加工。
关键词 自动加工生产线，数控机床远程控制，PLC控制
0 引言
目前是工业生产中对自动化的需求越来越高了，很大一部分企业已经在陆续加大对自动化的投入，引进更多的自动化产线、设备，或者进行自动化的改造，而说到自动加工生产线，自然而然的就得提及数控机床，经由以前的手动机床到现在的数控机床，数控机床本身也成为了一个自动化设备，在自动加工产线中成为了重要的组成部分，而数控机床远程控制系统就承担着数控机床与自动化加工产线中的连接控制，通过此系统能实现数控机床加工程序的在线切换及启动。
1 数控机床远程控制系统的构成
如上图所示，系统主要由三菱PLC、数控机床、工业机器人构成，各设备之间通过CC-Link总线连接进行信号交互，PLC负责整个系统的协调控制，数控机床负责工件的加工，机器人负责工件的取放，三者一起组成一条自动化加工生产线，可完成工件由毛坯到成品的整个加工进程。
2 数控机床远程控制系统的控制方法
数控机床输入信号：
1、CNC启动信号，用于控制数控机床程序启动;
2、启动程序号，用于调用数控机床相应的加工程序;
数控机床输出信号：
1、启动成功反馈，用于判断程序是否启动成功;
2、启动异常报警，用于判断数控机床是否发生故障;
3、反馈程序号，用于判断数控机床程序是否调用成功并且程序调用正确。
PLC输入信号：
1、CNC启动信号输入，由机器人放件完成后发送PLC，通知PLC启动数控机床加工程序;
2、零件编号，由用户在HMI设定工件型号;
3、启动成功反馈，由数控机床发送PLC表示对应程序启动成功;
4、启动异常报警，由数控机床发送PLC表示程序启动失败故障;
5、反馈程序号，由数控机床发送PLC表示数控机床当前程序号;
PLC输出信号：
1、CNC启动信号输出，由PLC发送数控机床控制数控机床程序启动;
2、启动程序号，由PLC发送数控机床调用加工程序号
具体控制流程如下：
1、数控机床加工完毕，机器人进入数控机床进行取放料工作，工作完毕发送PLC CNC启动信号输入;
2、PLC根据HMI设定的工件型号发送数控机床 启动程序号，调用加工程序;
3、数控机床根据收到的程序号切换对应程序，并反馈当前程序号;
4、PLC对比 反馈程序号是否与设定工件型号匹配，若匹配进行第5步，若不匹配则回到第2步;
5、PLC发送数控机床 CNC 启动信号;
6、数控机床收到 CNC启动信号后启动程序;
7、若数控机床程序启动成功则发送PLC 启动成功反馈，若数控机床程序启动不成功则发送 启动异常反馈;
8、若PLC接收到 启动异常反馈则延迟5秒后回到第2步;
9、若PLC接收到 启动成功反馈或者启动流程运行两次，则数控机床远程启动流程结束。
以上数控机床远程控制系统的控制流程简洁高效，能在线切换不同型号的工件加工程序，通过CC-Link将机器人和数控机床信号都集中于PLC，由PLC完成总体协调，适合自动化生产线应用，能实现单个机器人对单个数控机床自动取放料，也能实行多个机器人对多个机床进行自动取放料，启动流程设有二次调用机制，有效防止一些非必要的原因引发的调用不成功。
控制程序如上图所示，程序可以置于FB内实现多次调用，这样在对应多台数控机床时，在程序中只需要每台数控机床调用一个该FB块，在FB引脚上填上对应信号即可，方便快捷，即使数控机床数量较多，程序也能简洁明了。
3 数控机床远程控制系统的实际应用分析
数控机床通常用于零件的加工，对于普通的数控机床而言，一般是由操作员将待加工工件放入里面指定位置，然后选择好程序并运行程序开始加工，加工完成再由操作员把工件搬出，这样不仅需要大量的人工参与，而且在一些工件较重的时候还得需要人工借助工具搬运工件，费时费力，还存在一定的安全隐患。而加入自动加工产线的数控机床就完全不一样，由工业机器人自动对数控机床中的工件进行取放，取放完成后通知数控机床远程控制系统对数控机床进行相应的控制，整个过程不需要人工参与，彻底实现数控机床的自动化加工。这样既很大程度的提高了生产效率，由于机器人精准的定位精度，也提高了产品的质量。
4 结语
目前，自动加工产线已经成为了当前的趋势，技术也相当的成熟。一些有条件的机加工企业也逐渐开始引进自动加工产线，而数控机床远程控制作为其中不可或缺的一环，其稳定性及功能也就显得尤为重要。本文里面采用总线技术加PLC控制技术，不仅性能稳定而且接线方便，控制程序置于FB块内，可实现程序的标准化、模块化，使用简单便捷，一个稳定且便捷的数控机床远程控制系统能大大提高整条产线的稳定性，减少产线故障率，提高产能，很适合在自动加工产线中使用。
参考文献
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作者简介：任文星+1990+男+江西宜春+本科+无+电气工程师+电气自动化
作者：任文星 余斌