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基于PLC的数控机床自动化生产技术研究

发表时间：2021/6/17 来源：《基层建设》2021年第6期作者：许宏强

[导读] 摘要：现阶段，我国的工业化进程有了很大进展，对数控机床的应用越来越广泛。

        中车石家庄车辆有限公司河北省石家庄市 050000
        摘要：现阶段，我国的工业化进程有了很大进展，对数控机床的应用越来越广泛。PLC作为机电一体化技术中的重要内容，一直以来都以其独特的技术优势而被应用到数控机床中，提高了数控机床的可操作性，促进了数控机床智能化程度的提升。本文对PLC技术进行了概述和分析，探讨了其在数控机床中的应用，并分析了其未来的发展前景。
        关键词：数控机床；PLC编程；自动化生产
        引言
        现阶段，PLC有关技术已经日臻成熟，在各领域中的应用日渐广泛，结合该技术可靠性与适应性较强的特点，可以在电气控制线路设计中推广应用，增强系统控制作用。
        1关于PLC技术的概述
        PLC技术属于可展开的编程控制器，属于融合了计算机技术的先进技术。在具体应用中，能构成自动化控制器，提升电气工程的自动化程度。当前的PLC技术发展速度较快，能结合用户的要求进行自动化控制。根据预先设计的顺序和命令，能完成控制任务。这种技术采用了逻辑控制运算和梯形图语言编程模式，能实现自动化控制、机械设备智能化控制等，在工业生产中有着重要地位。PLC技术的系统构造有两种模式：第一，模块式结构。包括控制模块、网络模块、CPU控制主板、电源、I/O模块等。第二，箱式结构。这种模式下，主要包括主板、电池、控制面板。
        2PLC机电一体化技术在数控机床中的作用
        数控机床是数字控制机床的简称，是一种配备程序控制系统的自动化机床。数控机床中配备的控制系统能够通过逻辑处理的方式进行编码以及其他指令程序的控制，并实现译码的过程，最终将指令以数字的形式表示，在输入数控装置，由数控装置输出控制信号，从而实现对机床动作的控制，自动按照图纸要求将机械零件加工出来。事实上，数控机床主要的控制对象是轴的运转，通过对轴的控制从而实现机床的复杂加工程序。而数控机床的主要运转方式是要通过预先设定好的逻辑关系来控制轴的运转，而轴的运转最终促使电机进行运转。因此，预先的逻辑关系设定才是控制电机或者说是控制轴运转的关键，而这种逻辑关系正是依靠PLC可编程控制器来实现的。作为一种数字运算操作系统，PLC的核心是可编程存储器，依靠系统内容存储器的记忆功能实现对机床各个元件下发控制命令，从而实现对机床运转的控制。PLC作为可编程控制系统，能够准确、快速的发送指令，不仅可以实现弱电控制强电的功能，同时还能具有极强的适应性，能够应付复杂多变的逻辑变化，从而确保机床运转的稳定性。数控机床的产生和发展，从本质上来讲，就是为了提高生产力，解放劳动力，降低由于人为操作造成的错误，提高生产加工的精度，而这些通过PLC控制系统的引入都可以实现。不仅如此，PLC机电一体化技术经过不断的发展和完善，尤其是以信息技术的快速发展为背景下，不仅能够对数控机床的加工过程进行控制，而且正朝着更加人性化、智能化和简易化的方向发展，对数控机床信息的输入、输出、查询等功能的现实，进一步提高了数控机床的可操作性，促进我国机械加工领域的信息化、智能化发展。
        3PLC机电一体化技术在数控机床中的应用
        3.1机械改造技术
        针对数控机床的升级需要机械改造技术的支持，主要针对刀具架、工作台、滑座等部件进行改造与升级。在工作台的改造过程中，需要注意满足控制功能的升级安装需求，也需要保留手动控制开关用于特殊情况下的人工接入，从而保证数控机床的稳定、可靠运行。在刀架改造过程中，需要注意控刀方式，使用合适的刀架为控刀的实时性与准确性提供支持。在护栏改造的过程中，需要注意数控机床改造后较高的运行速度带来的防护需要，保证机床的正常运行及工作人员的安全操作。

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        3.2PLC机电一体化技术在自动控制系统中的应用
        数控机床在实际加工过程中，要根据加工零件的不同而进行参数的设置和调整。在传统加工时期，主要是采用人工操作，因此，加工的精度和质量不得不受到人文和客观因素的影响，误操作的可能性也很大。而PLC机电一体化技术能够实现数控机床参数调整的半自动化输入，精度和准确度较之传统都有了极大的提升，从而保障了加工零件的精度和质量。在PLC控制系统的辅助下，工作人员只需将指令输入系统，再由系统传给单片机，而整个的核对查找指令的过程完全由计算机系统完成，极大减低了人工参与的程度，整个过程不超过5秒钟，实现了加工效率的提升。因此，在PLC机电一体化技术的辅助下，数控机床的控制精度和准确性都得到了极大的提升，数控机床运行的稳定性、连续性、准确性也得了有效保障。
        3.3立体仓库领域
        立体仓库是物流环节与仓储管理中的重中之重，当前社会背景下，立体仓库主要分成巷道堆垛式、垂直提升式、垂直循环式、升降横移式等类型，在组成结构上有计算机、堆垛机、PLC、出入库输送机、穿梭机等，其中，PLC作为核心系统，对立体仓库电气控制有重要价值。在电机控制上，立体仓库系统通常会以闭环控制方式为主，主要是通过高速计数器分析来自编码器的转数数据，后续形成数字信号，传入PLC，形成电机闭环控制。立体仓库应用PLC电气控制，可以使仓库货物出入库效率得到提升，改善过去仓储管理模式的一些弊端。
        3.4应用于闭环控制中
        在电气工程的电机启动环节中应用PLC技术，能保障机械设备运转、电力运行和产品生产的顺利进行。PLC技术技术有存储数据信息和发布设备运转指令的功能，实现了电机启动的自动化。对于电气工程企业来说，使用基于PLC技术的控制系统，能自动化控制电流调节装置、电力输出和输入装置。电力工程工作人员在数据信息存储器中输入目标指令，进而控制电机启动，让设备自动完成闭环和开启动作。在闭环控制中应用PLC技术，能实现顺序控制的目的，快速计算动力泵的运转时长，结合计算结果来调整动力泵的运行状态，选择实用性较强和质量较高的动力泵。技术人员能使用手动开启和提前输入运行指令的控制模式，使用动力泵机械装置旁边的电子屏幕进行控制。
        3.5顺序控制
        随着信息化水平的提高，PLC技术的信息模块更为完善，可大幅度提高电气设备自动化控制水平。从顺序控制的角度分析，PLC技术可借助通信总线完成控制室的内部控制，以实现远程控制站与主控制层的连接，从而实现电气设备整体系统的控制。但是，由于电气设备的使用要求逐渐精确，为更好地开展远程设备控制，应借助控制站与设备传感器实现有效连接，并在显示屏的辅助下了解远程电气设备情况，进而实现远程化监控。此时，可由主控室工作人员下达指令，以保证在单一标准顺序下实现自动化功能控制。
        结语
        综上所述，电气控制线路设计对生产活动的重要性不言而喻，PLC的应用可以使控制效果立竿见影。设计者应在明确系统对象与PLC结构的基础上，严格执行设计步骤，实现线路的自动化功能。
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