PLC在木工機(jī)械多軸加工帶中的應(yīng)用

張明芳

PLC是單片機(jī)的統(tǒng)稱，通過合理的硬件選擇與軟件編程能夠?qū)崿F(xiàn)多種復(fù)雜功能，并是實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化的根本。在本文的研究工程中，從木工機(jī)械多軸加工生產(chǎn)的實(shí)際功能需求出發(fā)，探究其主要構(gòu)件模式。同時(shí)從PLC特征角度探究其具體的實(shí)現(xiàn)模式與對策。最后按照其在木工機(jī)械帶中的應(yīng)用實(shí)際提出了具體的注意事項(xiàng)。希望通過本文的研究能夠?yàn)楹罄m(xù)的自動(dòng)化水平提升、設(shè)備改造升級提供必要理論基礎(chǔ)。

隨著自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展，其重要理論與體系被廣泛的應(yīng)用于各行業(yè)各。木工加工作為典型的減材加工體系更是可以依靠自動(dòng)化體系所形成的多軸加工模式來進(jìn)一步提升效率與生產(chǎn)的智能化程度。這一技術(shù)的應(yīng)用得力于其多軸加工帶的以及對應(yīng)單片機(jī)程序的應(yīng)用。然而，從近年來的研究現(xiàn)狀中我們不難看出，特定行業(yè)的加工帶智能化研究還停留在較低水平，尤其是在木工機(jī)械加工領(lǐng)域，更是存在一定的空白?；诖?，本文重點(diǎn)介紹PLC在木工機(jī)械多軸加工帶中的應(yīng)用，旨在為技術(shù)的推廣與應(yīng)用奠定必要的理論基礎(chǔ)與實(shí)踐指導(dǎo)。

1 木工機(jī)械多軸加工帶功能需求

木工機(jī)械主要是對木質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)件進(jìn)行流水生產(chǎn)的主要機(jī)械設(shè)備。從其生產(chǎn)需求的角度來看自動(dòng)化加工能夠提高木工的加工效率，同時(shí)還能夠形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)化構(gòu)建。通過此種模式形成一體化流水生產(chǎn)，從而提升加工設(shè)備的核心競爭力。

從其生產(chǎn)工藝的需求來看，木工機(jī)械多軸加工帶主要需要實(shí)現(xiàn)如下四種功能：即上料單元、機(jī)械手單元、下料單元以及夾具單元。其中夾具單元包括了物料的傳輸與固定，上料單元?jiǎng)t主要需要完成相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)尺寸的定制件放置，機(jī)械手單元是形成多軸加工的核心，主要承擔(dān)不同加工單元的定位與移動(dòng)，同時(shí)為加工單元提供基本動(dòng)力需求，下料單元?jiǎng)t需要按照一定的規(guī)則將成品進(jìn)行下線與運(yùn)輸擺放。

按照系統(tǒng)的基本功能設(shè)定角度來進(jìn)行分析，則需要完成對全部加工單元的控制與自動(dòng)運(yùn)行，孤兒其需要包括了控制功能、操作功能以及自我診斷功能。其中控制功能主要完成對系統(tǒng)內(nèi)部的協(xié)調(diào)與控制，操作功能則需要按照操作人員的相關(guān)設(shè)定來完成不同的多軸配合，從而達(dá)成不同的加工要求，自我診斷功能則需要對系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)等進(jìn)行監(jiān)控與存檔，并適當(dāng)?shù)恼{(diào)整運(yùn)行參數(shù)與發(fā)出警報(bào)，輔助工作人員對系統(tǒng)的檢測與維修。

2 PLC的主要功能實(shí)現(xiàn)方式

按照實(shí)際的功能需求，在其實(shí)現(xiàn)的具體過程中控制功能、操作功能以及自我診斷功能較為重要。上述三者以對應(yīng)的PLC單片機(jī)為主要的核心數(shù)據(jù)處置模式予以連接。其具體實(shí)現(xiàn)模式如下：

第一，在控制單元實(shí)現(xiàn)方面：控制單元是系統(tǒng)智能以及自動(dòng)化的主要來源，其控制的要點(diǎn)主要分為兩個(gè)方面。一是通過PLC的定位功能實(shí)現(xiàn)對機(jī)械臂的定位。在具體定位過程中形成基于原點(diǎn)的三維坐標(biāo)體系，并配合其機(jī)械運(yùn)動(dòng)軌跡形成特定的訊號編程。二是對動(dòng)力單元的控制，即通過對工作部的能源供給來負(fù)責(zé)其啟停，從而實(shí)現(xiàn)對木料的綜合加工。

第二，在操作單元實(shí)現(xiàn)方面：所謂的操作單元主要是實(shí)現(xiàn)工作人員與相關(guān)的設(shè)備進(jìn)行互動(dòng)，其中互動(dòng)模式分為兩種。一種是通過設(shè)計(jì)原稿的方式來控制其機(jī)械運(yùn)動(dòng)控制。此種功能的實(shí)現(xiàn)并不具備普遍性，且設(shè)備設(shè)計(jì)成本相對較高。另一種則是通過參數(shù)設(shè)定的方式來控制機(jī)械單元的運(yùn)轉(zhuǎn)。此種功能能夠通過PLC進(jìn)行有效的實(shí)現(xiàn)。

第三，在自我檢測單元實(shí)現(xiàn)方面：系統(tǒng)要提供必要的傳感器系統(tǒng)，對設(shè)備動(dòng)力電流進(jìn)行監(jiān)控。通過此種檢測模式能夠?qū)Σ煌瑱C(jī)械部的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢測，其中的主要信息除了啟停、動(dòng)力之外還能夠?qū)ζ湄?fù)載進(jìn)行控制，從而從總體角度實(shí)現(xiàn)對流水線的綜合檢測。同時(shí)整合PLC功能，當(dāng)其存在異常訊號時(shí)，經(jīng)過放大器對PLC的輸出單元形成特定的訊號輸出，并連接報(bào)警器對工作人員進(jìn)行提示。

上述的三個(gè)方面實(shí)現(xiàn)過程是PLC技術(shù)下在木工機(jī)械多軸加工帶中的應(yīng)用途徑。隨著單片機(jī)編程體系的復(fù)雜度增加，具體的應(yīng)用模式也會(huì)存在一定的拓展可能。

3 PLC在木工機(jī)械中應(yīng)用的注意事項(xiàng)

通過上文的分析我們系統(tǒng)探究了木工機(jī)械多軸加工帶的功能需求以及基于PLC的實(shí)現(xiàn)路徑，而在具體的應(yīng)用過程中該系統(tǒng)的開發(fā)還需要注意如下四方面問題：

首先，需要注意固定單元的設(shè)計(jì)。合理的固定是形成有效控制與標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)的核心。在實(shí)際的設(shè)計(jì)過程中，建議采用機(jī)械固定的方式來予以固定。并在加工帶的傳輸單元中建立固定模版的固定形式以保障不同加工件之間的統(tǒng)一。

其次，需要注意多軸的協(xié)調(diào)。在PLC技術(shù)的基礎(chǔ)上多軸技術(shù)可以通過多進(jìn)程協(xié)調(diào)或者統(tǒng)籌延時(shí)協(xié)調(diào)的方式來進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。然而實(shí)際的設(shè)計(jì)需要考量多軸加工過程中物料的受力不平衡問題。從此種方面來進(jìn)行考量形成新的配合原則，并進(jìn)行具體的實(shí)現(xiàn)與開發(fā)。

再次，我們需要注意到木工機(jī)械多軸加工帶的應(yīng)用并不是全幅適應(yīng)的，而是需要根據(jù)企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)需求來進(jìn)行有針對性的建設(shè)。從經(jīng)濟(jì)成本以及生產(chǎn)便捷度的角度來考慮，多軸加工帶適宜于大規(guī)模、多流程、多角度的固定加工件加工體系，企業(yè)要開展自我評價(jià)，從而形成更大的遵從度。

最后，PLC技術(shù)雖然相對成熟，但是在實(shí)際的應(yīng)用過程中依舊需要配套必要的人力資源、技術(shù)儲(chǔ)備、績效考核、產(chǎn)品設(shè)計(jì)升級等準(zhǔn)備，從而才能夠產(chǎn)生良好的應(yīng)用效能。

4 總結(jié)

本文以PLC為技術(shù)核心，探究其在木工機(jī)械多軸加工帶中的應(yīng)用。具體分析了木工機(jī)械加工帶的實(shí)際需求，其次從功能的角度探尋了PLC在此過程中的實(shí)現(xiàn)途徑，最后探究應(yīng)用中的具體注意事項(xiàng)，希望能夠?yàn)榻窈蟮膶?shí)際生產(chǎn)組織提供必要依據(jù)。

（作者單位：贛西科技職業(yè)學(xué)院汽車機(jī)電系）