田源PLC機電一體化技術(shù)；數(shù)控機床；具體應(yīng)用

【摘要】工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)及電子科技技術(shù)的突飛猛進，為推動工業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展開創(chuàng)了新的局面，機電一體化已成為制造業(yè)發(fā)展的必然趨勢，數(shù)控機床作為機電一體化的代表產(chǎn)品之一，需要應(yīng)用到 PLC機電一體化這項至為關(guān)鍵的技術(shù)，以實現(xiàn)對數(shù)控機床及設(shè)備的精確控制，確保生產(chǎn)有序開展和進行，提高生產(chǎn)效率。本文著重針對PLC機電一體化技術(shù)在數(shù)控機床中的實踐應(yīng)用展開探討。

【關(guān)鍵詞】PLC機電一體化技術(shù);數(shù)控機床;具體應(yīng)用

【作者簡介】田源（1973.9）， 男，苗族，貴州省凱里市人，貴州電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院，工程師，碩士研究生，主要研究方向為機械加工。

近年來，我國數(shù)控機床的銷售額不斷增長，廣泛應(yīng)用于工業(yè)建設(shè)之中。而數(shù)控機床的使用離不開PLC機電一體化技術(shù)，該技術(shù)應(yīng)用于數(shù)控機床中，通過可編程存儲器的利用來實現(xiàn)對系統(tǒng)內(nèi)部程序及其設(shè)備的控制，對提高機電自動化水平，提升生產(chǎn)效益具重要意義。以下闡述PLC的內(nèi)涵，從PLC機電一體化技術(shù)在數(shù)控機床中機械設(shè)計、自動控制系統(tǒng)、執(zhí)行與驅(qū)動技術(shù)等三個方面來探討其具體應(yīng)用。

1、PLC的內(nèi)涵

PLC是立足于微電腦技術(shù)發(fā)展而來，用于控制機械設(shè)備的一項新興技術(shù)，英文為Programmable Logic Controller，即可編程邏輯控制器^[1]。其工作原理為借助編程存儲器來控制內(nèi)部程序，如工作流程、計算和操作、計量計算、控制管理等相關(guān)程序的執(zhí)行，并與控制系統(tǒng)結(jié)合完成對不同數(shù)控機床及設(shè)備的有效控制，避免生產(chǎn)因人為因素而中斷，提升生產(chǎn)現(xiàn)代化及自動化水平。當(dāng)前，各種先進技術(shù)如智能制造、工業(yè)機器人、機電一體化等技術(shù)發(fā)展迅猛，進一步加大了對PLC控制技術(shù)的需求，促進PLC 控制技術(shù)的應(yīng)用更加成熟，為優(yōu)化數(shù)控機床性能及其技術(shù)改進提供了技術(shù)支撐。

2、PLC機電一體化技術(shù)在數(shù)控機床中的具體應(yīng)用

2.1 PLC 機電一體化技術(shù)中機械設(shè)計技術(shù)的應(yīng)用

工業(yè)機械制造水平的高低與機械設(shè)計息息相關(guān)，通過機械設(shè)計可對工業(yè)制造流程加以更新，工業(yè)資源得以最大化的優(yōu)化，實現(xiàn)制造效率及質(zhì)量的同步提高。將PLC機電一體化技術(shù)應(yīng)用于機械設(shè)計中，可發(fā)揮其信息化邏輯控制的功能，通過調(diào)節(jié)數(shù)控機床重要裝置的應(yīng)用數(shù)據(jù)，達到機械效果優(yōu)化的目的。在機械設(shè)計過程中，PLC機電一體化技術(shù)主要用于其防護裝置、傳動裝置、自動排屑裝置、等環(huán)節(jié)^[2]。

2.1.1防護裝置環(huán)節(jié)中的應(yīng)用。防護裝置是用于保護機械生產(chǎn)的整個過程，防止發(fā)生意外而實施的對生產(chǎn)環(huán)境封閉與半封閉的改造。PLC機電一體化技術(shù)應(yīng)用于防護裝置環(huán)節(jié)中，可有效降低人為干擾及人為因素影響，不僅無需設(shè)置專人專崗對生產(chǎn)過程進行監(jiān)控，還能讓生產(chǎn)流程得到簡化。通過PLC機電一體化技術(shù)的應(yīng)用，數(shù)控機床可完成對封閉或半封閉防護裝置的添加，從而避免切割中機械產(chǎn)生的飛屑飛出，減少因飛屑四處亂飛帶來的安全隱患和環(huán)境污染，大幅降低意外傷害事件的發(fā)生。

2.1.2自動排屑裝置環(huán)節(jié)中的應(yīng)用。在機械設(shè)計中將PLC機電一體化自動排屑裝置應(yīng)用于數(shù)控機床，可充分發(fā)揮機床自身所具的斜床身結(jié)構(gòu)的作用，及時而有效地清理生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的切割碎屑，完成排屑，避免碎屑未及時清除對機床造成損壞，影響生產(chǎn)進度。

2.1.3傳動裝置環(huán)節(jié)中的應(yīng)用。機床的傳動模式分為主傳動和進給傳動兩種，普通機床在生產(chǎn)過程中兩種傳動模式是一起運作的，數(shù)控機床憑借PLC機電一體化技術(shù)對傳動系統(tǒng)進行控制，讓主傳動和進給傳動兩種模式分離，各自獨立并配置了相應(yīng)的電機，這樣電機既可單獨運作，又能多軸聯(lián)動。相較于普通機床而言，數(shù)控機床的主軸箱由于裝置了變頻器，轉(zhuǎn)速大幅提升，加之液壓盤的作用，不僅可更加高速運轉(zhuǎn)，還能保證工件裝夾過程中的安全，實現(xiàn)數(shù)控機床工作高效的同時還提高了工作安全性。此外，自動換刀技術(shù)在數(shù)控機床中的應(yīng)用，讓多個加工工序均得以連續(xù)完成，讓數(shù)控機床的工作效率極大提升。

2.2 PLC機電一體化技術(shù)中自動控制技術(shù)的應(yīng)用

PLC機電一體化技術(shù)中的關(guān)鍵技術(shù)是自動控制技術(shù)，其控制系統(tǒng)主要由輸入輸出系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、單片機系統(tǒng)、執(zhí)行構(gòu)件等部分構(gòu)成，盡管數(shù)控機床的類型不同，但就自動控制系統(tǒng)的設(shè)計原理來說大致相同，均是通過系統(tǒng)技術(shù)的集成使用來產(chǎn)生集成效應(yīng)，從而有效控制數(shù)控機床。在具體的實踐操作中，利用系統(tǒng)對數(shù)控機床工作參數(shù)的及時調(diào)整，操作者將相應(yīng)的指令輸進輸入系統(tǒng)，單片機系統(tǒng)迅速接收到通信系統(tǒng)發(fā)送來的相關(guān)命令信息，并依據(jù)默認存儲中的對應(yīng)信息進行查找，核實準(zhǔn)確后，再傳遞參數(shù)更改命令至執(zhí)行構(gòu)件，完成參數(shù)的調(diào)整和有效切換，調(diào)整后的參數(shù)信息由輸出系統(tǒng)及時呈現(xiàn)供工作人員參考，整個過程通常不超過5秒即可完成，這種半自動化的控制操作讓高效快捷不再猶不可及，難以實現(xiàn)。

就我國當(dāng)前PLC機電一體化技術(shù)應(yīng)用于數(shù)控機床的現(xiàn)狀來看，許多技術(shù)和設(shè)備都依賴于進口，如系統(tǒng)的電動穩(wěn)定性不夠理想，當(dāng)機床高速運轉(zhuǎn)時震動較大，原來參數(shù)逐漸出現(xiàn)偏離，對機械制造的精準(zhǔn)造成一定影響，從而出現(xiàn)一些細小誤差，不利于制造精度和生產(chǎn)質(zhì)量的提高。因此，我國應(yīng)向同樣具有誤差問題但卻能有效調(diào)整誤差并保證產(chǎn)品精準(zhǔn)的發(fā)達國家學(xué)習(xí)，如德國，學(xué)習(xí)他們的寶貴經(jīng)驗，將參數(shù)調(diào)整與相關(guān)技術(shù)相結(jié)合，如參數(shù)波動預(yù)警系統(tǒng)的設(shè)置，當(dāng)參數(shù)誤差一旦臨界限定值時，系統(tǒng)及時預(yù)警，提示工作者及時調(diào)整參數(shù)，降低誤差，保證生產(chǎn)精準(zhǔn)度。

2.3 PLC機電一體化技術(shù)中執(zhí)行與驅(qū)動技術(shù)的應(yīng)用

執(zhí)行與驅(qū)動技術(shù)也是機電一體化技術(shù)在數(shù)控機床應(yīng)用中的重要一環(huán)，該技術(shù)主要作用于執(zhí)行原件與驅(qū)動裝置，是數(shù)控機床完成輸送的重要裝置，若其不能運行，數(shù)控機床則無運轉(zhuǎn)動力。執(zhí)行原件需要與數(shù)控裝置緊密連接，借助這一連接來傳送數(shù)控機床運轉(zhuǎn)過程中發(fā)出的指令信息。因此執(zhí)行裝置有效性得以保障，才能通過開關(guān)的啟動對數(shù)控機床實施有效控制。驅(qū)動裝置雖未連接數(shù)控裝置，但其與執(zhí)行原件共同構(gòu)成執(zhí)行裝置系統(tǒng)，驅(qū)動裝置應(yīng)保證其平穩(wěn)性，執(zhí)行裝置才能開啟^[3]。因而執(zhí)行與驅(qū)動技術(shù)的應(yīng)用是保證其指令達成的關(guān)鍵技術(shù)。PLC技術(shù)由于具備該功能，可讓執(zhí)行裝置與數(shù)控裝置科學(xué)化得以深化，確保二者均能穩(wěn)定接受指令，負現(xiàn)指令信息的傳遞和接收，使數(shù)控機床遵循既定程序完成相關(guān)操作，按要求進行零件的加工處理，從則提高數(shù)控機床工作精準(zhǔn)度及其效率。

綜上所述，我國的工業(yè)建設(shè)要想實現(xiàn)工業(yè)強國的愿望，離不開各種先進工業(yè)技術(shù)的掌握。數(shù)控機床作為一種應(yīng)用廣泛的智能化機械設(shè)備，其發(fā)展速度與發(fā)展水平與發(fā)達國家相比尚存在著一定差距，需要我們深入研究與之相關(guān)的機電一體化技術(shù)，不斷完善和改進PLC技術(shù)，并將其應(yīng)用到數(shù)控機床中，為優(yōu)化數(shù)控機床的性能，提高自動化水平提供技術(shù)支持。

參考文獻：

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