PLC机电一体化技术在数控机床中的应用

田源PLC机电一体化技术；数控机床；具体应用

【摘要】工业生产技术及电子科技技术的突飞猛进，为推动工业现代化发展开创了新的局面，机电一体化已成为制造业发展的必然趋势，数控机床作为机电一体化的代表产品之一，需要应用到 PLC机电一体化这项至为关键的技术，以实现对数控机床及设备的精确控制，确保生产有序开展和进行，提高生产效率。本文着重针对PLC机电一体化技术在数控机床中的实践应用展开探讨。

【关键词】PLC机电一体化技术;数控机床;具体应用

【作者简介】田源（1973.9）， 男，苗族，贵州省凯里市人，贵州电子信息职业技术学院，工程师，硕士研究生，主要研究方向为机械加工。

近年来，我国数控机床的销售额不断增长，广泛应用于工业建设之中。而数控机床的使用离不开PLC机电一体化技术，该技术应用于数控机床中，通过可编程存储器的利用来实现对系统内部程序及其设备的控制，对提高机电自动化水平，提升生产效益具重要意义。以下阐述PLC的内涵，从PLC机电一体化技术在数控机床中机械设计、自动控制系统、执行与驱动技术等三个方面来探讨其具体应用。

1、PLC的内涵

PLC是立足于微电脑技术发展而来，用于控制机械设备的一项新兴技术，英文为Programmable Logic Controller，即可编程逻辑控制器^[1]。其工作原理为借助编程存储器来控制内部程序，如工作流程、计算和操作、计量计算、控制管理等相关程序的执行，并与控制系统结合完成对不同数控机床及设备的有效控制，避免生产因人为因素而中断，提升生产现代化及自动化水平。当前，各种先进技术如智能制造、工业机器人、机电一体化等技术发展迅猛，进一步加大了对PLC控制技术的需求，促进PLC 控制技术的应用更加成熟，为优化数控机床性能及其技术改进提供了技术支撑。

2、PLC机电一体化技术在数控机床中的具体应用

2.1 PLC 机电一体化技术中机械设计技术的应用

工业机械制造水平的高低与机械设计息息相关，通过机械设计可对工业制造流程加以更新，工业资源得以最大化的优化，实现制造效率及质量的同步提高。将PLC机电一体化技术应用于机械设计中，可发挥其信息化逻辑控制的功能，通过调节数控机床重要装置的应用数据，达到机械效果优化的目的。在机械设计过程中，PLC机电一体化技术主要用于其防护装置、传动装置、自动排屑装置、等环节^[2]。

2.1.1防护装置环节中的应用。防护装置是用于保护机械生产的整个过程，防止发生意外而实施的对生产环境封闭与半封闭的改造。PLC机电一体化技术应用于防护装置环节中，可有效降低人为干扰及人为因素影响，不仅无需设置专人专岗对生产过程进行监控，还能让生产流程得到简化。通过PLC机电一体化技术的应用，数控机床可完成对封闭或半封闭防护装置的添加，从而避免切割中机械产生的飞屑飞出，减少因飞屑四处乱飞带来的安全隐患和环境污染，大幅降低意外伤害事件的发生。

2.1.2自动排屑装置环节中的应用。在机械设计中将PLC机电一体化自动排屑装置应用于数控机床，可充分发挥机床自身所具的斜床身结构的作用，及时而有效地清理生产过程中产生的切割碎屑，完成排屑，避免碎屑未及时清除对机床造成损坏，影响生产进度。

2.1.3传动装置环节中的应用。机床的传动模式分为主传动和进给传动两种，普通机床在生产过程中两种传动模式是一起运作的，数控机床凭借PLC机电一体化技术对传动系统进行控制，让主传动和进给传动两种模式分离，各自独立并配置了相应的电机，这样电机既可单独运作，又能多轴联动。相较于普通机床而言，数控机床的主轴箱由于装置了变频器，转速大幅提升，加之液压盘的作用，不仅可更加高速运转，还能保证工件装夹过程中的安全，实现数控机床工作高效的同时还提高了工作安全性。此外，自动换刀技术在数控机床中的应用，让多个加工工序均得以连续完成，让数控机床的工作效率极大提升。

2.2 PLC机电一体化技术中自动控制技术的应用

PLC机电一体化技术中的关键技术是自动控制技术，其控制系统主要由输入输出系统、通信系统、单片机系统、执行构件等部分构成，尽管数控机床的类型不同，但就自动控制系统的设计原理来说大致相同，均是通过系统技术的集成使用来产生集成效应，从而有效控制数控机床。在具体的实践操作中，利用系统对数控机床工作参数的及时调整，操作者将相应的指令输进输入系统，单片机系统迅速接收到通信系统发送来的相关命令信息，并依据默认存储中的对应信息进行查找，核实准确后，再传递参数更改命令至执行构件，完成参数的调整和有效切换，调整后的参数信息由输出系统及时呈现供工作人员参考，整个过程通常不超过5秒即可完成，这种半自动化的控制操作让高效快捷不再犹不可及，难以实现。

就我国当前PLC机电一体化技术应用于数控机床的现状来看，许多技术和设备都依赖于进口，如系统的电动稳定性不够理想，当机床高速运转时震动较大，原来参数逐渐出现偏离，对机械制造的精准造成一定影响，从而出现一些细小误差，不利于制造精度和生产质量的提高。因此，我国应向同样具有误差问题但却能有效调整误差并保证产品精准的发达国家学习，如德国，学习他们的宝贵经验，将参数调整与相关技术相结合，如参数波动预警系统的设置，当参数误差一旦临界限定值时，系统及时预警，提示工作者及时调整参数，降低误差，保证生产精准度。

2.3 PLC机电一体化技术中执行与驱动技术的应用

执行与驱动技术也是机电一体化技术在数控机床应用中的重要一环，该技术主要作用于执行原件与驱动装置，是数控机床完成输送的重要装置，若其不能运行，数控机床则无运转动力。执行原件需要与数控装置紧密连接，借助这一连接来传送数控机床运转过程中发出的指令信息。因此执行装置有效性得以保障，才能通过开关的启动对数控机床实施有效控制。驱动装置虽未连接数控装置，但其与执行原件共同构成执行装置系统，驱动装置应保证其平稳性，执行装置才能开启^[3]。因而执行与驱动技术的应用是保证其指令达成的关键技术。PLC技术由于具备该功能，可让执行装置与数控装置科学化得以深化，确保二者均能稳定接受指令，负现指令信息的传递和接收，使数控机床遵循既定程序完成相关操作，按要求进行零件的加工处理，从则提高数控机床工作精准度及其效率。

综上所述，我国的工业建设要想实现工业强国的愿望，离不开各种先进工业技术的掌握。数控机床作为一种应用广泛的智能化机械设备，其发展速度与发展水平与发达国家相比尚存在着一定差距，需要我们深入研究与之相关的机电一体化技术，不断完善和改进PLC技术，并将其应用到数控机床中，为优化数控机床的性能，提高自動化水平提供技术支持。

参考文献：

[1]李裕岳. PLC机电一体化技术在数控机床中的应用探讨[J]. 商情， 2019， 000（040）：183.

[2]赵建林. 基于PLC机电一体化技术在数控机床中的应用研究[J]. 数字技术与应用， 2019， 037（006）：25-26.

[3]王飞. 基于PLC机电一体化技术在数控机床中的应用研究[J]. 科学技术创新， 2019（35）：196-197.