基于PLC機電一體化技術在數控機床中的應用研究

余穎

摘要：隨著現代社會的不斷發展，電子技術在各行各業中應用十分廣泛。機電一體化技術實現了機械技術和電子技術的有效融合，屬于一項全新的技術。通過機電一體化技術在數控機床中的實踐應用，可大幅度提升機床的功能性和易用性。在現代化數控系統中，PLC是至關重要的組成部分，對各功能部件進行協調控制。本文主要對PLC機電一體化技術在數控機床中的應用進行了研究。

關鍵詞：PLC;機電一體化技術;數控機床;應用

機電一體化技術是現代科技不斷發展的重要產物，是機床自動化控制和信息化組網的基礎。隨著集成電路的形成以及信息技術的不斷發展，促進了電子技術和機械技術的有效融合，由此便產生了機電一體化技術。可編輯邏輯控制器即PLC，是基于工業自動化生產的一種數字運算電子系統，其核心為可編程程序處理器，借助內部存儲記憶，實施定時、順序控制以及邏輯運算等指令，通過PLC機電一體化技術在數控機床中的實踐應用，相關工作人員只需輸入相關程序，便可實現對生產過程的有效控制，大幅度提升了數控機床的生產制造及工作效率，同時也為我國高端數控機床智能化產業化批量化設計制造奠定了良好基礎^[1] 。

一、PLC機電一體化技術性能概述

（一）編程簡單

PLC屬于一種較為基礎的計算機編程技術，由于其指令相對簡單，因此更加容易掌握和操作。PLC的輸入輸出能夠與各類傳感器、接觸器、繼電器等直接相連，簡單便捷，對于相關工作人員的文化水平無過高要求，基本都能在短時間內學會，從而大幅度提升了PLC作為機床控制系統主體的易用性[2] 。

（二）通用性較強

PLC的兼容性較強，在具體應用的過程中，對于同一臺PLC，只需對PLC內部執行的控制程序軟件進行改變便可實現對其他各類功能部件的控制。與此同時，可匹配PLC主控制器使用的各控制類功能部件及功能模塊種類齊全，還可配置使用PROFIBUS、PROFINET、CCLINK等各總線進行PLC間的數據通訊，實現數控機床控制主站與各從站間的數據交互完成交互控制，通過對這些技術進行組合，可實現對不同功能部件的有效控制。由于PLC兼容性較強，因此，能夠滿足多樣化的控制要求。

（三）體積輕便、功能性強

PLC的性價比較高，且體積輕便，重量較小，外形堅固，結構緊密，且功能也十分強大。在安裝數控設備的過程中，比較容易被裝入，是機電一體化中實用性較強的控制設備[3] 。

（四）可靠性較高

PLC的抗干擾能力和可靠性較強，由于PLC主要是為了工業控制所設計出來的專用計算機，因此，具有較強的環境適應性和抗干擾能力，適用于配置在各類金屬粉塵及電磁環境惡略的金屬切削加工車間數控機床上使用。與此同時，在工作設計上，PLC也充分凸顯了人性化特征，它能夠結合硬件支持，對軟件全過程進行執行。PLC在循環掃描的過程中，用戶指令決定了掃描的順序，除此之外，也可按照自有順序來執行。

二、PLC機電一體化技術在數控機床中的應用分析

（一）機械設計技術在數控機床中的實踐應用

在數控機床生產過程中，機械技術發揮著至關重要的作用，通過這些現代化先進技術的實踐應用，能夠實現對機械技術的拓展和延伸。在機械設計工作中，可將PLC機電一體化技術應用于傳動裝置、自動化排屑裝置、防護裝置上。在防護裝置上，現有的數控機床基本上都是對開放式作業系統進行更改，使之成為半封閉式或全封閉式的作業系統，但受到各種人為因素的影響，將會直接降低工作效率。PLC機電一體化技術的實踐應用，則可有效緩解上述問題，使工作人員能夠實時了解工作狀況，同時也不會對半封閉式或全封閉式的作業系統產生影響，大幅度提升了生產安全性能[4] 。此外，通過PLC機電一體化技術的實踐應用，還可實現對切削金屬屑的自動化收集以及集中化處理，以免對生產作業產生影響。

在數控機床的傳動系統中，主要包括進給傳動和主動傳動，在傳統的工作模式下，兩者需要同時啟動，而在PLC機電一體化技術的輔助之下，可實現兩者的分開啟動，大幅度提升了控制水平。

（二）自動化控制技術在數控機床中的實踐應用

在PLC機電一體化技術中，自動化控制技術處于核心位置。對于不同的數控機床，在設計的過程中也會存在較大差別，但原理基本固定。通過PLC機電一體化技術在數控機床系統的實踐應用，可實現對設備參數的隨時調整，整個生產過程實現了半無人化，時間基本可控制在5秒之內[5] 。

在我國當前的數控機床應用中，電動穩定性難控制屬于一個關鍵性問題，在機床運行的過程中，在電動機高速轉動的影響，切削參數會逐漸的偏離固定值，從而使工件出現偏差。在德國，數控機床技術十分先進，設計人員能夠實現對切削參數的適時調整，其功能與國內的PLC機電一體化技術較為相似，因此可將其作為參考，實現現代化技術和適時調整功能的有效融合，一旦標準參數和實際工作之間出現較大偏差，數控機床便能夠及時發出警報，使工作人員及時進行調整，最大限度突出PLC機電一體化技術的應用價值。

（三）執行與驅動技術在數控機床中的實踐應用

在數控機床中，執行和驅動技術的實踐應用，能夠為各項工作的順利執行提供保障，同時也是數控機床中PLC機電一體化技術應用的重要環節之一。驅動裝置和執行元件是伺服驅動技術的主要的作用對象。在眾多的數控機床中，執行設備和驅動裝置相互連接，通信連接的可靠性較強，如此可為輸入指令的快速執行和響應提供保障。與此同時，執行元件還可利用執行機構和機械接口實現連接，以確保相關調整指令和控制指令的精準、快速執行。通過PLC機電一體化技術在驅動和執行系統中的實踐應用，其作用原理與控制環節較為相似，人工指令是數控機床變更活動的關鍵與核心，PLC機電一體化技術促進了整個工作過程的簡便化，同時也為調整的精準性提供了良好保障，只要保證PLC存儲記憶和相關指令相一致，調整工作便利順利進行，從而更好的避免機床操作失誤的問題[6] 。

（四）數控技術在數控機床中的實踐應用

數控技術是PLC一體化技術中的關鍵性內容，在經過了長時間的發展，現在已取得顯著成效，在操作、結構、控制精度等方面均得到了穩步提升。目前，數控機床大多是采用主總線結構，功能強大，結構緊湊，通過數控技術的實踐應用，可更好的滿足用戶需求，提升用戶的社會效益和經濟效益。當前的數控系統功能較多，具體如動態仿真、在線診斷、控制模糊等，可大幅度提到系統的控制水平。

結語

綜上所述，本文主要對PLC機電一體化技術的相關應用性能進行了分析，同時研究了PLC機電一體化技術在數控機床中的實踐應用。總之，PLC機電一體化技術促進了現代工業生產，同時也進一步提升了控制水平，實現了對信息技術、自動化控制技術以及計算機技術的有效融合，為數控機床生產加工的精準度、操作安全性提供了良好保障，同時也為生產加工企業生產效率和綜合效益的提升奠定了良好基礎。

參考文獻：

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[3] 劉紅，曾學淑.基于PLC控制的機電一體化設備的安裝與調試[J].中國設備工程，2018，No.392（7）：130-131.

[4] 王亞敏，李喜林.機電一體化技能大賽對PLC課程教學模式的影響[J].工業技術與職業教育，2018，v.16;No.62（2）：42-44.

[5] 溫國強，王青云，趙俊英，等.高職機電一體化國際化專業優質課建設探索與實踐——以"PLC在自動線中的應用"課程為例[J].天津職業大學學報，2017（3）：25-29.

[6] 梁洛銘.機電一體化在磨床液壓系統控制中的應用場合探索[J].課程教育研究：學法教法研究，2017（20）：40-40.

（作者單位：沈機集團昆明機床股份有限公司）