PLC 機電一體化技術(shù)在數(shù)控機床中的應(yīng)用探討

李興華

德州機電工程學(xué)校 山東德州 251200

1 PLC 技術(shù)概述

PLC 技術(shù)是可編程邏輯控制器的簡稱，該技術(shù)最早誕生于美國的通用汽車公司，在20 世紀(jì)80 年代，PLC 技術(shù)已經(jīng)開始在很多先進(jìn)的工業(yè)國家實現(xiàn)了廣泛應(yīng)用，雖然PLC 技術(shù)僅僅經(jīng)過了半個多世紀(jì)的應(yīng)用與發(fā)展，但是該技術(shù)在當(dāng)今的很多領(lǐng)域中都實現(xiàn)了自身優(yōu)勢的充分發(fā)揮，并對各個領(lǐng)域的自動化發(fā)展起到了良好的帶動作用。PLC 技術(shù)可以說是為工業(yè)環(huán)境專門設(shè)計的一種具有數(shù)字運算功能的先進(jìn)電子裝置，它的儲存器具有可編程特點，可以對運算、記錄以及控制等各種指令予以執(zhí)行，以實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備的有效控制[1]。就目前國內(nèi)的PLC 技術(shù)而言，西門子公司生產(chǎn)的S7 系列是比較常用且先進(jìn)的PLC 設(shè)備。

2 數(shù)控機床中的PLC 機電一體化技術(shù)應(yīng)用

2.1 在機械設(shè)計中的應(yīng)用

在工業(yè)制造中，設(shè)計水平將會直接關(guān)系到制造水平，良好的設(shè)計可以實現(xiàn)工業(yè)資源的最大限度優(yōu)化與制造流程的更新，并實現(xiàn)制造效率與速度的進(jìn)一步提升。將PLC 機電一體化技術(shù)應(yīng)用到機械設(shè)計中，可以借助信息化邏輯控制調(diào)節(jié)數(shù)控機床內(nèi)各個重要裝置的應(yīng)用數(shù)據(jù)，以達(dá)到良好的機械優(yōu)化效果。

比如，在對傳動裝置以及防護(hù)裝置進(jìn)行設(shè)計的過程中，就需要借助數(shù)據(jù)控制這一功能進(jìn)行裝置運行狀態(tài)的分析與控制，以實現(xiàn)其運行狀態(tài)和方式的合理調(diào)節(jié)。就防護(hù)裝置而言，在具體的制造中，有兩種設(shè)計形式可供選擇，第一是全封閉形式，第二是半封閉形式，為保障其生產(chǎn)質(zhì)量，可以通過PLC 機電一體化技術(shù)進(jìn)行這兩種設(shè)計形式下的運行環(huán)境控制，以實現(xiàn)裝置設(shè)計的準(zhǔn)確調(diào)節(jié)，避免人為因素造成的不必要干擾。同時，借助于PLC 機電一體化技術(shù)，也可以對傳動系統(tǒng)進(jìn)行有效調(diào)節(jié)，以實現(xiàn)數(shù)控機床主傳動系統(tǒng)和進(jìn)給傳動系統(tǒng)之間的科學(xué)分割，進(jìn)而有效避免傳統(tǒng)數(shù)控機床傳動系統(tǒng)只能依靠電氣系統(tǒng)和機械系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)才可以正常工作的這一弊端，進(jìn)一步降低傳動系統(tǒng)的能量消耗，減少系統(tǒng)運行噪聲，并實現(xiàn)傳動效果的進(jìn)一步提升[2]。

2.2 在自動化控制系統(tǒng)的應(yīng)用

對于數(shù)控機床運行的安全性及其穩(wěn)定性而言，自動化控制也有著至關(guān)重要的作用，雖然不同數(shù)控機床有著不同的設(shè)計方法，但是其設(shè)計原理卻十分相似，幾乎所有部件都需要借助自動控制達(dá)到高效運行的效果。如果數(shù)控機床中的自動化控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障，整個機床都有可能陷入癱瘓，機床也將會在快速運動的過程中被損壞。由此可見，要想實現(xiàn)數(shù)控機床生產(chǎn)效果的提升，一項至關(guān)重要的條件就是保障自動化控制系統(tǒng)的正常運行。

PLC 機電一體化技術(shù)在數(shù)控機床中的合理應(yīng)用，可以對數(shù)控機床的各項工作參數(shù)進(jìn)行及時調(diào)整，通過指令輸入的方式幫助工作人員隨時進(jìn)行相應(yīng)參數(shù)的變更，以實現(xiàn)各個機械設(shè)備之間良好的集成效果。在傳統(tǒng)的機床操作中，指令控制并不存在，僅僅通過人力調(diào)節(jié)的方法進(jìn)行機床的自動控制，但是因為PLC 技術(shù)中帶有單片機以及通信系統(tǒng)之間的結(jié)合裝置，所以可在接收到了相關(guān)指令之后借助通信系統(tǒng)將這個命令發(fā)送給單片機系統(tǒng)，單片機信息可進(jìn)行輸入信息的查找。在查找到了輸入信息之后，單片機會進(jìn)行信息校準(zhǔn)，再將校準(zhǔn)之后的命令傳遞到執(zhí)行構(gòu)件[3]。通過這種層層遞進(jìn)的信息傳遞與處理方式，可以讓數(shù)控機床的各項工作參數(shù)得到科學(xué)調(diào)整，使其始終保持在一個最佳的工作效率。這樣不僅可以有效縮短不必要的耗時，同時也可以有效避免人工誤操作的情況發(fā)生，以保障數(shù)控機床的安全穩(wěn)定運行。

2.3 在執(zhí)行與驅(qū)動技術(shù)中的應(yīng)用

在數(shù)控機床的具體應(yīng)用中，執(zhí)行與驅(qū)動技術(shù)也通常屬于非常重要的技術(shù)環(huán)節(jié)，該技術(shù)在電路中起到總電板的作用，主要進(jìn)行數(shù)控機床所需能力的輸送。具體應(yīng)用中，執(zhí)行與控制技術(shù)如果無法達(dá)到高效運行的條件，數(shù)控機床就很容易出現(xiàn)運轉(zhuǎn)動力不足的情況[4]。在執(zhí)行與驅(qū)動技術(shù)的應(yīng)用中，執(zhí)行裝置在數(shù)控機床中有著更加重要的作用，因為它與數(shù)控裝置之間的連接更加緊密。驅(qū)動裝置雖然并未直接連接到數(shù)控裝置上，但是這個裝置與數(shù)控機床執(zhí)行元件之間共同構(gòu)成了一個整體的執(zhí)行裝置系統(tǒng)，只有驅(qū)動裝置保持平穩(wěn)，執(zhí)行裝置才能夠正常開啟。因此，執(zhí)行與驅(qū)動技術(shù)的合理應(yīng)用可以有效達(dá)成執(zhí)行與驅(qū)動指令。PLC 機電一體化技術(shù)剛好具備這一功能，通過對該技術(shù)的應(yīng)用，可以讓執(zhí)行裝置和驅(qū)動裝置變得更具科學(xué)性，以保障這兩個裝置對相應(yīng)指令的穩(wěn)定接收。這對數(shù)控機床工作效率以及工作精度的提升都將十分有利。

3 結(jié)語

在應(yīng)用數(shù)控機床進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)制造的過程中，基于PLC 的機電一體化技術(shù)在其設(shè)計與控制中都有著極大的應(yīng)用優(yōu)勢。通過對PLC 機電一體化技術(shù)的應(yīng)用，可顯著提升數(shù)控機床設(shè)計的科學(xué)性，讓數(shù)控機床的生產(chǎn)運行得到合理的自動化控制，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)數(shù)控機床控制的復(fù)雜形式，提升數(shù)控機床的工作效率與工作質(zhì)量。因此，在數(shù)控機床的具體應(yīng)用過程中，相關(guān)企業(yè)與技術(shù)人員一定要加強對PLC 機電一體化技術(shù)的應(yīng)用研究，讓該技術(shù)在數(shù)控機床中得到科學(xué)合理的應(yīng)用，以全面發(fā)揮該技術(shù)的優(yōu)勢，滿足數(shù)控機床的自動化控制需求，從而全面提升工業(yè)生產(chǎn)制造企業(yè)的經(jīng)濟效益。