PLC機(jī)電一體化技術(shù)在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用

張光 張靜

摘要：隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，科技人員結(jié)合機(jī)械行業(yè)的現(xiàn)狀，將機(jī)械技術(shù)與電子技術(shù)相結(jié)合，二者互相融合滲透，形成了機(jī)電一體化這一新型技術(shù)，并在各個(gè)行業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。而PLC作為機(jī)電一體化技術(shù)的重要組成部分，具有其獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，被廣泛應(yīng)用在數(shù)控機(jī)床上，顯著提高了數(shù)控機(jī)床的操作性和穩(wěn)定性，而且使數(shù)控機(jī)床變得更加智能化和人性化。本文主要討論P(yáng)LC機(jī)電一體化技術(shù)在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用，希望能對(duì)本行業(yè)工作人員有所幫助。

關(guān)鍵詞：PLC機(jī)電一體化技術(shù);數(shù)控機(jī)床;應(yīng)用

PLC機(jī)電一體化作為一個(gè)新興的智能產(chǎn)物，在眾多的領(lǐng)域有著非凡的應(yīng)用。其中數(shù)控機(jī)床便是其中一個(gè)典型的應(yīng)用方向，而且隨著PLC機(jī)電一體化技術(shù)的不斷發(fā)展與完善，數(shù)控機(jī)床在PLC機(jī)電一體化技術(shù)的支撐下，也會(huì)成為現(xiàn)代工業(yè)中一種新型的令人矚目的工業(yè)工具。

PLC技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)是以不同的數(shù)據(jù)模型進(jìn)行輸入，其輸出數(shù)據(jù)模型也不盡相同。數(shù)據(jù)模型的信號(hào)輸入和輸出方式包括：數(shù)字量模型和模擬量模型。在數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用中以PLC的數(shù)字量模型輸出功能為主[1]。整體的控制方式為：通過(guò)上位機(jī)軟件編程，運(yùn)算，然后輸出到中間繼電器進(jìn)而控制交流接觸器，而交流接觸的控制線圈的通與斷控制了軸電機(jī)的正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)和啟停。通過(guò)不同的時(shí)間間隔和運(yùn)轉(zhuǎn)周期來(lái)完成機(jī)床道具的不同位置的移動(dòng)和不同轉(zhuǎn)速的改變。

1 PLC與數(shù)控機(jī)床的切合點(diǎn)

PLC是一種自動(dòng)化設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作系統(tǒng)，其運(yùn)行核心是PLC可編程存儲(chǔ)器，依靠系統(tǒng)內(nèi)部的存儲(chǔ)記憶對(duì)各個(gè)元件下發(fā)控制指令。而數(shù)控機(jī)床實(shí)際主要控制對(duì)象是軸的運(yùn)轉(zhuǎn)，通過(guò)對(duì)軸運(yùn)轉(zhuǎn)電機(jī)的強(qiáng)電電機(jī)進(jìn)行通與斷來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)床的復(fù)雜工作。數(shù)控機(jī)床的主要運(yùn)轉(zhuǎn)方式是通過(guò)預(yù)先設(shè)定的邏輯運(yùn)轉(zhuǎn)關(guān)系來(lái)控制運(yùn)轉(zhuǎn)電機(jī)，即軸的運(yùn)轉(zhuǎn)。而這種邏輯關(guān)系是由PLC這種可編程控制器實(shí)現(xiàn)的。

1.1 功能領(lǐng)域相切合

PLC具有可編程的控制系統(tǒng)，能夠準(zhǔn)確快速的傳輸發(fā)布命令，不僅具有弱電控制強(qiáng)電的功能，而且能很好的適應(yīng)多變化的邏輯關(guān)系。數(shù)控機(jī)床在控制方面要求精準(zhǔn)，具有可編程能力，且控制響應(yīng)迅速。從數(shù)控機(jī)床的發(fā)展史上來(lái)看，數(shù)控機(jī)床的出現(xiàn)就是為了解放勞動(dòng)力、糾正更多的人為錯(cuò)誤、實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)的機(jī)械操作而誕生的。PLC精準(zhǔn)高效的控制理念正好符合當(dāng)下數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)要求。

1.2 控制方式相匹配

PLC機(jī)電一體化對(duì)計(jì)算機(jī)信息技術(shù)存在著依賴(lài)性，在計(jì)算機(jī)的協(xié)作下，能實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)控機(jī)床信息的人為輸入、人為查詢(xún)、用戶(hù)定義存儲(chǔ)等功能，實(shí)現(xiàn)了數(shù)控機(jī)床智能化、信息化發(fā)展，提高數(shù)控機(jī)床的工作效率[2]。

2 PLC機(jī)電一體化在數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用

2.1 機(jī)械設(shè)計(jì)中PLC機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用

隨著我國(guó)工業(yè)的不斷發(fā)展，需要對(duì)現(xiàn)有的機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新升級(jí)以滿(mǎn)足現(xiàn)代工業(yè)需求。而將PLC機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械設(shè)計(jì)中，在功能、質(zhì)量和控制等方面均能提升數(shù)控機(jī)床的運(yùn)行效果。其主要應(yīng)用在防護(hù)裝置、自動(dòng)排泄裝置和傳動(dòng)裝置方面。PLC機(jī)電一體化技術(shù)的加入，改變了數(shù)控機(jī)床原有的作業(yè)方式，使其在半封閉或者全封閉的模式下也能正常運(yùn)行，減少了人工操作的失誤率，而且封閉環(huán)境下切削金屬屑，不易造成飛濺，減少對(duì)操作人員的傷害，有效保障了現(xiàn)場(chǎng)人員的安全。更為關(guān)鍵的是，內(nèi)置的機(jī)械構(gòu)件在PLC機(jī)電一體化技術(shù)的控制下能夠?qū)η邢飨聛?lái)的金屬屑進(jìn)行回收，避免了殘留的金屬屑對(duì)鏜刀等工具的影響。同時(shí)，PLC機(jī)電一體化技術(shù)改變了數(shù)控機(jī)床的傳動(dòng)模式，使主傳動(dòng)和進(jìn)給傳動(dòng)能夠單獨(dú)被控制，且配有獨(dú)立的伺服電機(jī)，大大提高了數(shù)控機(jī)床的工作效率。

2.2 自動(dòng)控制系統(tǒng)中PLC機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用

在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，數(shù)控機(jī)床的參數(shù)需要根據(jù)不同的生產(chǎn)任務(wù)進(jìn)行調(diào)整。傳統(tǒng)模式下，主要采用人工操作，由于各種自身和外界因素的影響，不可避免的出現(xiàn)操作失誤的情況。而PLC機(jī)電一體化技術(shù)使得數(shù)控機(jī)床的參數(shù)調(diào)整能夠?qū)崿F(xiàn)半自動(dòng)控制輸入，且控制精度相對(duì)較高，極大的保障了產(chǎn)品質(zhì)量。在這種模式下，工作人員輸入變更指令，由通信系統(tǒng)傳輸給單片機(jī)，單片機(jī)在存儲(chǔ)記憶指令中進(jìn)行查找核對(duì)，確認(rèn)無(wú)誤后輸出指令給執(zhí)行元件，同時(shí)，顯示呈現(xiàn)給工作人員進(jìn)行核對(duì)確認(rèn)，整個(gè)過(guò)程僅僅需要5秒鐘，所以，PLC機(jī)電一體化技術(shù)不僅能夠?qū)?shù)控機(jī)床做到速度控制和高精度定位控制，而其信息處理技術(shù)有效保證了數(shù)控機(jī)床運(yùn)行的準(zhǔn)確性和及時(shí)性[3]。

2.3 執(zhí)行與驅(qū)動(dòng)技術(shù)中PLC機(jī)電一體化的應(yīng)用

數(shù)控機(jī)床中各項(xiàng)工作的進(jìn)行都需要執(zhí)行元件和驅(qū)動(dòng)裝置，它們能夠有效保障各項(xiàng)指令能夠順利完成。運(yùn)行過(guò)程中，數(shù)控裝置與執(zhí)行元件相連接，數(shù)控裝置發(fā)出指令信息，執(zhí)行元件進(jìn)行接收?qǐng)?zhí)行，同時(shí)，執(zhí)行元件在驅(qū)動(dòng)裝置的控制下進(jìn)行規(guī)范性的動(dòng)作，以保障工作的準(zhǔn)確性。PLC機(jī)電一體化技術(shù)在整個(gè)運(yùn)行環(huán)節(jié)中的使用，使得控制過(guò)程變得更加簡(jiǎn)單精準(zhǔn)。只要保證各類(lèi)指令與單片機(jī)上的存儲(chǔ)記憶相吻合，就可以進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)一步避免了人工操作引起的誤差。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，PLC機(jī)電一體化在數(shù)控機(jī)床的各個(gè)工作環(huán)節(jié)都已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用，并且起到了不可忽視的作用，一方面在數(shù)控機(jī)床的運(yùn)行能力上有所改善，提高了運(yùn)行效率，另一方面提高了數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)品質(zhì)量，同時(shí)，保障了工作人員的人身安全，精簡(jiǎn)了以往繁瑣的工作程序，拓寬了數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用范圍，使其朝著更加高精度方向發(fā)展。所以，將PLC機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用在數(shù)控機(jī)床中，是當(dāng)今工業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，二者的有機(jī)融合將推動(dòng)我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)進(jìn)入全新的發(fā)展階段。

參考文獻(xiàn)：

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[3]羅磊.基于PLC機(jī)電一體化技術(shù)在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用研究[J].智庫(kù)時(shí)代，2018（44）：297-298.