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

古再努爾·帕日哈提

摘 ?要：近些年，我國科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，PLC機(jī)電一體化技術(shù)在數(shù)控機(jī)床中得到了廣泛的應(yīng)用，并且其在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用具有著非常重要的意義，將 PLC 機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床中，實(shí)際工作進(jìn)行時(shí)，人員利用數(shù)字設(shè)備的輸入輸出就可以控制生產(chǎn)過程，很大程度上提升了數(shù)控機(jī)床的智能化，不僅有利于提高數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)效率，同時(shí)還有利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量的提高，促進(jìn)數(shù)控機(jī)床朝著智能化的發(fā)展，并且有利于促進(jìn)我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。本文中筆者詳細(xì)敘述了PLC 機(jī)電一體化技術(shù)在數(shù)控機(jī)床中應(yīng)用的重要作用以及基于PLC機(jī)電一體化技術(shù)在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用，希望以此能夠提出建設(shè)性意見。

關(guān)鍵詞：PLC;機(jī)電一體化;數(shù)控機(jī)床;機(jī)械設(shè)計(jì)

一、PLC 機(jī)電一體化技術(shù)在數(shù)控機(jī)床中應(yīng)用的重要作用

PLC 機(jī)電一體化技術(shù)是專門為工業(yè)控制設(shè)計(jì)而研發(fā)的一項(xiàng)技術(shù)，其具有較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力，并且具有較為強(qiáng)大的抗干擾能力。PLC 機(jī)電一體化技術(shù)在具有周期性特點(diǎn)的數(shù)控機(jī)床循環(huán)掃描中的應(yīng)用，可以利用用戶的指令來改變掃描的順序，當(dāng)然也可以根據(jù)工作的需要，自由地進(jìn)行。PLC 機(jī)電一體化技術(shù)在數(shù)控機(jī)床中應(yīng)用的重要作用主要體現(xiàn)在五個(gè)方面：第一，控制數(shù)控機(jī)床的操作面板。在應(yīng)用PLC 機(jī)電一體化技術(shù)控制數(shù)控機(jī)床的系統(tǒng)時(shí)，通常是將操作面板中的可靠信號(hào)有效地傳輸?shù)浇涌谛盘?hào)區(qū)。其主機(jī)一般具有三個(gè)主要的功能：首先是 S 功能，就是運(yùn)用主軸轉(zhuǎn)速的有效控制來替換二位代碼或者四位代碼;其次是 T 功能，運(yùn)用系統(tǒng)來管理數(shù)控機(jī)床的刀庫，以此促進(jìn)工具的自動(dòng)化變換;最后為M 功能，也就是 PLC 機(jī)電一體化技術(shù)的輔助功能。第二，控制輸入信號(hào)。PLC 機(jī)電一體化技術(shù)將輸入信號(hào)進(jìn)行打開或者關(guān)閉處理，以此實(shí)現(xiàn)輸入信號(hào)與控制對(duì)象之間的傳輸，第三，控制數(shù)控機(jī)床的各種電工元件，PLC 技術(shù)，運(yùn)用信號(hào)的有效輸出來控制各種數(shù)控機(jī)床操作裝置。第四，有效的伺服控制，在數(shù)控機(jī)床設(shè)備中，若想有效的伺服控制各種電動(dòng)機(jī)，就需要對(duì)計(jì)算機(jī)裝置加載。第五，控制報(bào)警處理系統(tǒng)，PLC 機(jī)電一體化技術(shù)能夠準(zhǔn)確的收集數(shù)控機(jī)床所產(chǎn)生的故障信號(hào)，在接收到相應(yīng)的故障報(bào)警相關(guān)的數(shù)據(jù)時(shí)，報(bào)警信號(hào)的出現(xiàn)，能夠促使相關(guān)操作人員及時(shí)的發(fā)現(xiàn)故障，并對(duì)其進(jìn)行及時(shí)的處理。

二、基于 PLC 機(jī)電一體話技術(shù)在數(shù)控機(jī)床中的具體應(yīng)用

1、1PLC 機(jī)電一體化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

機(jī)械技術(shù)是工業(yè)大機(jī)器生產(chǎn)的基礎(chǔ)，PLC 機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用建立在機(jī)械技術(shù)之上，

是對(duì)機(jī)械技術(shù)的一種智能化延伸和強(qiáng)化。在機(jī)械設(shè)計(jì)中，PLC 機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用在防護(hù)裝置、自動(dòng)排屑裝置、傳動(dòng)裝置等方面。防護(hù)裝置方面，現(xiàn)有的數(shù)控機(jī)床往往將開放式作業(yè)系統(tǒng)更改為全封閉式或半封閉式，由于人工操作的影響在 PLC 機(jī)電一體化技術(shù)的影響下被大大降低，無需人員隨時(shí)了解加工情況，半封閉和全封閉操作對(duì)生產(chǎn)不會(huì)造成影響，但

避免了切削金屬屑飛出造成的破壞，安全性得到提升。自動(dòng)排屑主要通過內(nèi)置機(jī)械構(gòu)件進(jìn)行，在數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工作業(yè)時(shí)，切削殘留的金屬屑會(huì)影響進(jìn)一步作業(yè)，甚至影響鏜刀等工具的使用壽命，在 PLC 機(jī)電一體化技術(shù)的支持下，加工的過程中，內(nèi)置機(jī)械構(gòu)件將金屬屑自動(dòng)進(jìn)行收集，集中處理，避免了破壞情況。數(shù)控機(jī)床的傳動(dòng)系統(tǒng)分為主傳動(dòng)和進(jìn)給傳動(dòng)，傳統(tǒng)模式下，二者往往需要同時(shí)啟動(dòng)，在 PLC 機(jī)電一體化技術(shù)的支持下，二者可以實(shí)現(xiàn)分離，在 PLC 系統(tǒng)中設(shè)定默認(rèn)控制程序，分別控制主傳動(dòng)和進(jìn)給傳動(dòng)，并連接獨(dú)立的伺服電機(jī)，有效提升了控制水平，可以進(jìn)行多軸聯(lián)動(dòng)，也可以單獨(dú)運(yùn)作，效率得到保證。

2、PLC 機(jī)電一體化技術(shù)在自動(dòng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

自動(dòng)控制是 PLC 機(jī)電一體化技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)組成部分，PLC 的自動(dòng)控制系統(tǒng)主要是由通信系統(tǒng)、單片機(jī)系統(tǒng)、輸入輸出系統(tǒng)、執(zhí)行構(gòu)件等構(gòu)成，雖然不同的數(shù)控機(jī)床對(duì)于這些系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上回存在一定的不同，但是其系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理大致相同，都是對(duì)于這些系統(tǒng)技術(shù)的集成使用，發(fā)揮系統(tǒng)的集成效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)于數(shù)控機(jī)床的有效控制。在具體的數(shù)控機(jī)床操作中，需要系統(tǒng)對(duì)于機(jī)床的工作參數(shù)進(jìn)行及時(shí)的調(diào)整，相關(guān)操作人員可以通過輸入系統(tǒng)輸入相應(yīng)的變更指令，通信系統(tǒng)能夠迅速向單片機(jī)系統(tǒng)發(fā)送相關(guān)命令信息，單片機(jī)系統(tǒng)根據(jù)默認(rèn)存儲(chǔ)中的相對(duì)應(yīng)信息的查找，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確核準(zhǔn)后，再向執(zhí)行構(gòu)件傳遞更改參數(shù)命令，實(shí)現(xiàn)參數(shù)的有效切換和調(diào)整，系統(tǒng)的輸出系統(tǒng)能夠及時(shí)將調(diào)整的參數(shù)信息呈現(xiàn)出來，供工作人員參考觀察，這一過程一般在 5 秒內(nèi)就能完成，真正的實(shí)現(xiàn)了快捷高效，是一種半自動(dòng)化的控制操作。就目前我國的 PLC 機(jī)電一體化技術(shù)在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用現(xiàn)狀來看，因?yàn)橄到y(tǒng)的電動(dòng)穩(wěn)定性問題依然沒有得到有效的解決，因此，機(jī)床在高速運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下會(huì)產(chǎn)生一定的震動(dòng)，使得原來的參數(shù)逐漸發(fā)生偏離，影響機(jī)械制造的精準(zhǔn)性，導(dǎo)致一些細(xì)小的誤差出現(xiàn)，不利于生產(chǎn)質(zhì)量和精度的提高，而同樣的技術(shù)應(yīng)用，德國就能夠及時(shí)調(diào)整誤差問題，確保工件生產(chǎn)的精準(zhǔn)有效，在這方面，我國的數(shù)控機(jī)床技術(shù)可以學(xué)習(xí)德國的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)。

3、PLC 機(jī)電一體化技術(shù)在執(zhí)行與驅(qū)動(dòng)技術(shù)中的應(yīng)用

數(shù)控機(jī)床中，執(zhí)行與驅(qū)動(dòng)技術(shù)用于對(duì)系統(tǒng)命令的具體執(zhí)行和驅(qū)動(dòng)操作，對(duì)于數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用也影響較大。在數(shù)控機(jī)床中，一般執(zhí)行裝置和數(shù)控裝置是緊密相連的，這樣能夠有效提升通信連接的有效性，伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)的作用對(duì)象即為執(zhí)行原件以及相關(guān)的驅(qū)動(dòng)裝置，執(zhí)行原件能夠借助機(jī)械接口與執(zhí)行機(jī)構(gòu)的連接，確保相關(guān)控制指令的精準(zhǔn)高效執(zhí)行。利用 PLC 控制技術(shù)，是對(duì)整個(gè)生產(chǎn)制造過程的優(yōu)化，提升精準(zhǔn)度，提升生產(chǎn)效率。

三、結(jié)語

數(shù)控機(jī)床是我國工業(yè)發(fā)展中的重要智能化機(jī)械設(shè)備，數(shù)控機(jī)床的性能要想實(shí)現(xiàn)優(yōu)化和升級(jí)，必須要從關(guān)鍵技術(shù)優(yōu)化開展，通過數(shù)控機(jī)床中 PLC 控制技術(shù)的應(yīng)用，將 PLC機(jī)電一體化技術(shù)有效應(yīng)用到機(jī)床系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)性能的不斷優(yōu)化和提升。

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