基于PLC機電一體化技術在數(shù)控機床中的應用研究

余穎

摘要：隨著現(xiàn)代社會的不斷發(fā)展，電子技術在各行各業(yè)中應用十分廣泛。機電一體化技術實現(xiàn)了機械技術和電子技術的有效融合，屬于一項全新的技術。通過機電一體化技術在數(shù)控機床中的實踐應用，可大幅度提升機床的功能性和易用性。在現(xiàn)代化數(shù)控系統(tǒng)中，PLC是至關重要的組成部分，對各功能部件進行協(xié)調(diào)控制。本文主要對PLC機電一體化技術在數(shù)控機床中的應用進行了研究。

關鍵詞：PLC;機電一體化技術;數(shù)控機床;應用

機電一體化技術是現(xiàn)代科技不斷發(fā)展的重要產(chǎn)物，是機床自動化控制和信息化組網(wǎng)的基礎。隨著集成電路的形成以及信息技術的不斷發(fā)展，促進了電子技術和機械技術的有效融合，由此便產(chǎn)生了機電一體化技術。可編輯邏輯控制器即PLC，是基于工業(yè)自動化生產(chǎn)的一種數(shù)字運算電子系統(tǒng)，其核心為可編程程序處理器，借助內(nèi)部存儲記憶，實施定時、順序控制以及邏輯運算等指令，通過PLC機電一體化技術在數(shù)控機床中的實踐應用，相關工作人員只需輸入相關程序，便可實現(xiàn)對生產(chǎn)過程的有效控制，大幅度提升了數(shù)控機床的生產(chǎn)制造及工作效率，同時也為我國高端數(shù)控機床智能化產(chǎn)業(yè)化批量化設計制造奠定了良好基礎^[1] 。

一、PLC機電一體化技術性能概述

（一）編程簡單

PLC屬于一種較為基礎的計算機編程技術，由于其指令相對簡單，因此更加容易掌握和操作。PLC的輸入輸出能夠與各類傳感器、接觸器、繼電器等直接相連，簡單便捷，對于相關工作人員的文化水平無過高要求，基本都能在短時間內(nèi)學會，從而大幅度提升了PLC作為機床控制系統(tǒng)主體的易用性[2] 。

（二）通用性較強

PLC的兼容性較強，在具體應用的過程中，對于同一臺PLC，只需對PLC內(nèi)部執(zhí)行的控制程序軟件進行改變便可實現(xiàn)對其他各類功能部件的控制。與此同時，可匹配PLC主控制器使用的各控制類功能部件及功能模塊種類齊全，還可配置使用PROFIBUS、PROFINET、CCLINK等各總線進行PLC間的數(shù)據(jù)通訊，實現(xiàn)數(shù)控機床控制主站與各從站間的數(shù)據(jù)交互完成交互控制，通過對這些技術進行組合，可實現(xiàn)對不同功能部件的有效控制。由于PLC兼容性較強，因此，能夠滿足多樣化的控制要求。

（三）體積輕便、功能性強

PLC的性價比較高，且體積輕便，重量較小，外形堅固，結構緊密，且功能也十分強大。在安裝數(shù)控設備的過程中，比較容易被裝入，是機電一體化中實用性較強的控制設備[3] 。

（四）可靠性較高

PLC的抗干擾能力和可靠性較強，由于PLC主要是為了工業(yè)控制所設計出來的專用計算機，因此，具有較強的環(huán)境適應性和抗干擾能力，適用于配置在各類金屬粉塵及電磁環(huán)境惡略的金屬切削加工車間數(shù)控機床上使用。與此同時，在工作設計上，PLC也充分凸顯了人性化特征，它能夠結合硬件支持，對軟件全過程進行執(zhí)行。PLC在循環(huán)掃描的過程中，用戶指令決定了掃描的順序，除此之外，也可按照自有順序來執(zhí)行。

二、PLC機電一體化技術在數(shù)控機床中的應用分析

（一）機械設計技術在數(shù)控機床中的實踐應用

在數(shù)控機床生產(chǎn)過程中，機械技術發(fā)揮著至關重要的作用，通過這些現(xiàn)代化先進技術的實踐應用，能夠實現(xiàn)對機械技術的拓展和延伸。在機械設計工作中，可將PLC機電一體化技術應用于傳動裝置、自動化排屑裝置、防護裝置上。在防護裝置上，現(xiàn)有的數(shù)控機床基本上都是對開放式作業(yè)系統(tǒng)進行更改，使之成為半封閉式或全封閉式的作業(yè)系統(tǒng)，但受到各種人為因素的影響，將會直接降低工作效率。PLC機電一體化技術的實踐應用，則可有效緩解上述問題，使工作人員能夠實時了解工作狀況，同時也不會對半封閉式或全封閉式的作業(yè)系統(tǒng)產(chǎn)生影響，大幅度提升了生產(chǎn)安全性能[4] 。此外，通過PLC機電一體化技術的實踐應用，還可實現(xiàn)對切削金屬屑的自動化收集以及集中化處理，以免對生產(chǎn)作業(yè)產(chǎn)生影響。

在數(shù)控機床的傳動系統(tǒng)中，主要包括進給傳動和主動傳動，在傳統(tǒng)的工作模式下，兩者需要同時啟動，而在PLC機電一體化技術的輔助之下，可實現(xiàn)兩者的分開啟動，大幅度提升了控制水平。

（二）自動化控制技術在數(shù)控機床中的實踐應用

在PLC機電一體化技術中，自動化控制技術處于核心位置。對于不同的數(shù)控機床，在設計的過程中也會存在較大差別，但原理基本固定。通過PLC機電一體化技術在數(shù)控機床系統(tǒng)的實踐應用，可實現(xiàn)對設備參數(shù)的隨時調(diào)整，整個生產(chǎn)過程實現(xiàn)了半無人化，時間基本可控制在5秒之內(nèi)[5] 。

在我國當前的數(shù)控機床應用中，電動穩(wěn)定性難控制屬于一個關鍵性問題，在機床運行的過程中，在電動機高速轉動的影響，切削參數(shù)會逐漸的偏離固定值，從而使工件出現(xiàn)偏差。在德國，數(shù)控機床技術十分先進，設計人員能夠實現(xiàn)對切削參數(shù)的適時調(diào)整，其功能與國內(nèi)的PLC機電一體化技術較為相似，因此可將其作為參考，實現(xiàn)現(xiàn)代化技術和適時調(diào)整功能的有效融合，一旦標準參數(shù)和實際工作之間出現(xiàn)較大偏差，數(shù)控機床便能夠及時發(fā)出警報，使工作人員及時進行調(diào)整，最大限度突出PLC機電一體化技術的應用價值。

（三）執(zhí)行與驅動技術在數(shù)控機床中的實踐應用

在數(shù)控機床中，執(zhí)行和驅動技術的實踐應用，能夠為各項工作的順利執(zhí)行提供保障，同時也是數(shù)控機床中PLC機電一體化技術應用的重要環(huán)節(jié)之一。驅動裝置和執(zhí)行元件是伺服驅動技術的主要的作用對象。在眾多的數(shù)控機床中，執(zhí)行設備和驅動裝置相互連接，通信連接的可靠性較強，如此可為輸入指令的快速執(zhí)行和響應提供保障。與此同時，執(zhí)行元件還可利用執(zhí)行機構和機械接口實現(xiàn)連接，以確保相關調(diào)整指令和控制指令的精準、快速執(zhí)行。通過PLC機電一體化技術在驅動和執(zhí)行系統(tǒng)中的實踐應用，其作用原理與控制環(huán)節(jié)較為相似，人工指令是數(shù)控機床變更活動的關鍵與核心，PLC機電一體化技術促進了整個工作過程的簡便化，同時也為調(diào)整的精準性提供了良好保障，只要保證PLC存儲記憶和相關指令相一致，調(diào)整工作便利順利進行，從而更好的避免機床操作失誤的問題[6] 。

（四）數(shù)控技術在數(shù)控機床中的實踐應用

數(shù)控技術是PLC一體化技術中的關鍵性內(nèi)容，在經(jīng)過了長時間的發(fā)展，現(xiàn)在已取得顯著成效，在操作、結構、控制精度等方面均得到了穩(wěn)步提升。目前，數(shù)控機床大多是采用主總線結構，功能強大，結構緊湊，通過數(shù)控技術的實踐應用，可更好的滿足用戶需求，提升用戶的社會效益和經(jīng)濟效益。當前的數(shù)控系統(tǒng)功能較多，具體如動態(tài)仿真、在線診斷、控制模糊等，可大幅度提到系統(tǒng)的控制水平。

結語

綜上所述，本文主要對PLC機電一體化技術的相關應用性能進行了分析，同時研究了PLC機電一體化技術在數(shù)控機床中的實踐應用。總之，PLC機電一體化技術促進了現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)，同時也進一步提升了控制水平，實現(xiàn)了對信息技術、自動化控制技術以及計算機技術的有效融合，為數(shù)控機床生產(chǎn)加工的精準度、操作安全性提供了良好保障，同時也為生產(chǎn)加工企業(yè)生產(chǎn)效率和綜合效益的提升奠定了良好基礎。

參考文獻：

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[2] 韓江桂，黃家寧.基于PLC機電一體化的系統(tǒng)實踐平臺設計與實現(xiàn)[J].科教導刊，2018，No.338（5）：65-67+132.

[3] 劉紅，曾學淑.基于PLC控制的機電一體化設備的安裝與調(diào)試[J].中國設備工程，2018，No.392（7）：130-131.

[4] 王亞敏，李喜林.機電一體化技能大賽對PLC課程教學模式的影響[J].工業(yè)技術與職業(yè)教育，2018，v.16;No.62（2）：42-44.

[5] 溫國強，王青云，趙俊英，等.高職機電一體化國際化專業(yè)優(yōu)質(zhì)課建設探索與實踐——以"PLC在自動線中的應用"課程為例[J].天津職業(yè)大學學報，2017（3）：25-29.

[6] 梁洛銘.機電一體化在磨床液壓系統(tǒng)控制中的應用場合探索[J].課程教育研究：學法教法研究，2017（20）：40-40.

（作者單位：沈機集團昆明機床股份有限公司）