基于PLC机电一体化技术在数控机床中的应用分析

许宏涛

摘要：随着我国高科技与计算机技术的迅猛发展，数字控制机床已广泛应用于工业生产制造过程，不但解决了复杂、精密零部件的加工问题，同时也提升了生产制造效率，为企业创造了更多的经济价值与社会价值。而PLC机电一体化技术是近年来新兴的一门关键技术，这门新技术在数控机床中的实际应用改变了传统的生产工艺流程，能够高效而精确的通过逻辑运算解决数控机床工作运行当中的诸多问题。

关键词：PLC;机电一体化技术;数控机床;应用分析

PLC即可编程逻辑控制器，它主要借助于自身携带可以编程的存储器，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数以及算术操作等指令，这项技术在数控机床的运行过程中发挥着至关重要的作用。

一、数控机床的发展潜力与PLC的技术的内涵

（一）数控机床的发展潜力

目前，我国的工业生产制造行业已普遍采用数控机床技术，据初步统计，数控机床的实际应用数量正以每年10%的速度增长。但是，长期以来，我国数控机床的技术水平以及设备档次始终处于中低位的水平，部分数控机床必须依靠国外进口，不仅给企业增加了经济负担，而且在设备出现故障时，维修技术也受到一定限制。近年来，我国的计算机应用技术与智能自动化技术实现跨越式发展，而数控机床的技术改良与创新也进入了重要的快速发展期，使工业制造行业迎来了又一个春天^[1]。

（二）PLC技术的优势与内涵

相比于传统的继电器系统，可编程逻辑控制器具有以下优势：其一是编程过程简单，操作者在使用时比较灵活、便捷，系统的开发周期较短，在改变内部控制方案时无需拆解硬件便可完成整个工作流程。其二是功能强大，性价比较高，尤其适用于一些复杂的控制程序。本身可以通过互联网实现集中管理与分散控制。其三是稳定性高，抗干扰能力强。PLC用软件替代大量的时间继电器与中间继电器，仅需要少量的硬件元件，大大降低了因触点接触不良而导致的设备故障。其四是PLC系统故障率极低，本身具有自诊与显示功能，可以借助于发光二极管或编程器提供的信息快速查找到故障原因，因此，维修起来方便快捷。

PLC技术是在机电一体化、智能自动化、计算机网络化、过程控制技术等层面发展起来的一门新型技术，借助于多种技术原理，使得PLC技术日渐纯熟，尤其在数控机床的实际应用当中，占据了主导位置。

二、PLC机电一体化技术在机械设计中的实际应用

机械设计是决定机械性能的重要因素，在工业机械生产制造过程中处于首要环节，而PLC机电一体化技术正是以机械设计技术为基础，逐步取代了传统的机械制造格局。PLC技术主要应用机械设计的傳动装置、防护装置、自动排屑装置等工序。借助于PLC控制技术的诸多优势，机械设计制造企业在实际生产过程中节约了大量人力资源，降低了人工投入成本，工艺流程得到进一步简化，在作业生产线，无需像过去一样，每一环节、每一个生产制造节点都配备相应的操作人员，大大减轻了现场监督人员的工作量。采用PLC机电一体化技术，可以有效降低工业制造废屑的产出量，不会对周围环境造成污染，也不会出现废屑影响正常机械运转的状况，为顺畅的作业流程提供了必要的技术支持。对机械制造中使用的数控机床系统，一般划分为主传动与进给传动两种，传统的生产制造过程，这两种作业状态同时进行，而融入PLC的控制技术后，可以有效的将这两种状态进行分离，这种控制效果更为符合工业制造行业的生产现状，对提升生产效率也起到了积极的助推作用^[2]。

三、PLC技术在自动控制系统中的实际应用

PLC技术的核心原理是自动控制，它摆脱了以往的人为操控模式，借助于系统内部的程序集成功能，可以科学灵活的使机械设备运行实现全程自动化。PLC的自动控制系统主要由单片机系统、通信系统、输入输出系统、执行构行构件构成，虽然数控机床的类型与工作原理各有不同，但是设计原理基本相似，都是采用集成技术，对数控机床进行有效控制。

数控机床在实际生产当中，对工作参数的设定不是一成不变的，根据不同的机械制造类型，将随时对工作参数进行调整，操作人员在输入变更指令后，数控机床内部的通信系统第一时间向单片机系统发出命令信息，系统针对数据库当中默认的数据信息准确定位应用程度，最终实现更改命令参数的过程，而这一过程基本上在3—5秒钟之内就可以完成，为生产制造工序节省了大量时间。

由于我国应用PLC技术的起步较晚，技术纯熟度还有待提高，因此，在数控机床的实际应用中还存在一些不足。比如系统的电动稳定性还不能完全满足于数控机床的高速运转要求，往往在作业过程中会伴有不规则的震动，影响到正常的参数设计值，进而对机械制造的精度造成一定影响。面对这一情况，技术人员也积极采取相应的对策，旨在提升生产效率，确保加工精度。比如将系统嵌入参数浮动预报装置，当震动幅度较大时，系统就会第一时间发出预警，提示操作人员对系统参数进行调整或者重新设定，以此满足对加工精度的需求。

四、PLC机电一体化技术的应用前景展望

PLC机电一体化技术是数控机床中的关键控制技术，这项技术不但结合了互联网、人工智能技术的优势，同时也和这些技术产出的实体产品进行了深度融合。目前，我国PLC机电一体化的应用领域逐步得到拓展，并逐步向智慧型、全能型方向发展。

PLC技术不是单纯的某个单元性技术，而是以系统作为有机整体，对各个单元组件进行有效控制，操作者通过设定系统参数，使数控机床模拟人类的行为、思维和动作，执行各项生产工序，使整个生产制造过程实现自动化、智能化、高效化。这项新技术的应用不但替代了传统的人工作业流程，而且提高了生产效率，最大限度的节约了生产资源与能源，积极响应了国家关于低碳环保的号召^[3]。

数控机床的主体构成是机床主机，它是确保数控机床自动完成各种切削加工的重要机械部分，其主要特点是具有较高的刚度与高抗震性。随着我国数控机床技术的不断创新和升级，目前，i5系列的智能机床已经问世，i5智能控制系统是世界上较为先进的一项新型技术，它不但填补了智能化高端机床的市场空白，同时也形成了一套较为完整的智能控制系统的设计标准与检验标准。高端智能机床的诞生基本结束了我国进口数控机床的时代，为我国高端科学领域的自主研发注入了生机与活力。

数控机床主要包括自动控制技术、工艺和工艺系统、核心功能部件、设计与检验标准以及附属材料五大核心领域，而究其根源，解决生产与应用难题的关键在于整个运营系统的电机，只有攻克电机生产技术，才能与世界的先进生产技术接轨。因此，对于技术研发人员应进一步提升自身的专业技术水准，借鉴国外的先进生产技术，在数控机床的自动控制技术、智能化技术以及电机方面深入探讨研究，实现数控机床核心部件的完全自主化目标^[4]。

结束语：

科技是第一生产力，随着社会的不断进步和发展，我国的数控机床的实际应用效果逐年凸显，而PLC机电一体化技术与数控机床的完美融合，不仅掀起了数控机床领域的一场技术革命，同时也增加了数控机床的高科技含量。工业生产制造的市场竞争形势越加严峻，只有抢先一步应用高科技生产技术，占领高端生产制造的成品市场，才能在市场竞争当中立于不败之地，促进我国的经济发展实现新的增长点。

参考文献

[1]许际鹏.PLC机电一体化技术在数控机床中的有效应用[J].内燃机与配件，2018（21）：97-98.

[2]童群.基于PLC机电一体化技术在数控机床中的应用探讨[J].中国设备工程，2018（17）：180-181.

[3]郭胜波.基于 PLC 机电一体化技术在数控机床中的应用[J].建筑工程技术与设计，2018（22）：489.

[4]张其建.PLC机电一体化技术在数控维修中的应用[J].中国科技投资，2018（17）：296.

（作者单位：陕西太白黄金矿业有限责任公司）