基于PLC机电一体化技术在数控机床中的应用思考

发表时间:2021/7/9   来源:《基层建设》2021年第11期   作者:魏振华
[导读] 摘要:在机械技术和电子信息技术的快速发展和研发人员的不断探索下,实现了机械技术和电子信息技术的融合发展,奠定了机电一体化技术发展的可能性。
        身份证号码:37152419861121XXXX 山东祥业工程管理有限公司
        摘要:在机械技术和电子信息技术的快速发展和研发人员的不断探索下,实现了机械技术和电子信息技术的融合发展,奠定了机电一体化技术发展的可能性。现阶段,机电一体化技术已经广泛应用于各个行业和领域。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。本文对机电一体化的介绍分析,探讨了其在数控机床中的应用。
        关键词:PLC;机电一体化;数控机床
        引言
        随着机电一体化的推广与普及,技术的可靠性与稳定性都有了大幅提高,我国的系统工程也实现了能耗的降低与效率的提高。但在技术更新与发展背景下要意识到,机电一体化技术下电机的保护与控制仍然存在着一定的不足与缺陷。在电子设备的应用背景下,电子技术的研发与更新技能带来效率的提高,但技术发展上的缺陷以及不足也会影响到整体的工作质量,机电一体化要有意识地归纳电机保护与控制中存在的问题,通过解决对策的提出来保障系统工程的可靠性与安全性。
        1机电一体化的介绍
        诞生于20世纪70年代日本的机电一体化研究和应用越来越深入。早期对机电一体化的定义是在机械主功能、动力功能、信息功能和控制功能上引进微电子技术,并将机械装置与电子装置用相关软件有机结合而构成的系统的总称。而现阶段它已经发展成为一门有着自身体系的新兴科学,并且因科学技术的发展,使得它的内容不断更新、丰富,已经能够综合运用诸多技术,比如信息技术、电工电子技术、自动控制技术、计算机技术、机械技术、软件编程技术等等,使之具有质量好、功能多、可靠性高等特点。机电一体化技术是时代和科技发展的产物,它主要是以传统的机械技术为基础。机电一体化技术是结合现代的各种先进技术并且在经济发展的推动下形成的一种新型的工业生产技术。机电一体化技术已经被运用到了社会各大生产领域当中,并且在智能化制造中有着重要的作用。机电一体化技术具有自动化、信息化、科技化等特点。它是为了顺应时代科技发展将传统工业技术转变为集约化生产模式。所以说机电一体化技术是时代和科技发展的产物,它不仅满足了现代工业发展的需求,同时还提高了企业利润降低了企业人力资源的损耗提高了生产速度,促进我国工业生产的发展。
        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。


        3PLC机电一体化技术在数控机床中的应用
        3.1PLC机电一体化技术在机械设计中的应用
        随着我国制造业的不断发展,对机械加工行业的效率、精度和质量都提出了更高的要求,因此,对于原有机械设计进行完善和升级是必经之路。在PLC机电一体化技术的辅助下,数控机床的机械设计环节无论是功能、质量还是加工精度等方面都有所提升,可以说PLC机电一体化技术的融入,从某种程度上来说改变了原有数控机床的运行模式。原本的数控机床都是在开放的模式下运转,一方面,在开放环境中,加工过程中很容易造成切削金属屑的飞溅,对操作工人的人身安全埋下隐患;另一方面,开放环境中,给工作人员对数控操作提供了可能性,而这种人工干预很容易产生误操作的可能。而在PLC机电一体化技术的融入下,实现了数控机床的半封闭甚至是全封闭机械设计,在这样的加工环境下进行的机械加工,不仅保障了操作人员的人身安全,更提高了机械加工的准确率。此外,在PLC机电一体化技术的辅助下,机械构建能够实现对切削的金属屑的回收功能,降低了金属屑对后续加工造成的影响。另外,PLC机电一体化技术还改善了数控机床的传统模式,由原本的统一控制主传动和进给传动,逐渐过渡到分别、独立控制,极大提升了数控机床的抗干扰能力、运行稳定性和效率。
        3.2在自动化控制系统的应用
        对于数控机床运行的安全性及其稳定性而言,自动化控制也有着至关重要的作用,虽然不同数控机床有着不同的设计方法,但是其设计原理却十分相似,几乎所有部件都需要借助自动控制达到高效运行的效果。如果数控机床中的自动化控制系统出现故障,整个机床都有可能陷入瘫痪,机床也将会在快速运动的过程中被损坏。由此可见,要想实现数控机床生产效果的提升,一项至关重要的条件就是保障自动化控制系统的正常运行。PLC机电一体化技术在数控机床中的合理应用,可以对数控机床的各项工作参数进行及时调整,通过指令输入的方式帮助工作人员随时进行相应参数的变更,以实现各个机械设备之间良好的集成效果。在传统的机床操作中,指令控制并不存在,仅仅通过人力调节的方法进行机床的自动控制,但是因为PLC技术中带有单片机以及通信系统之间的结合装置,所以可在接收到了相关指令之后借助通信系统将这个命令发送给单片机系统,单片机信息可进行输入信息的查找。
        3.3PLC机电一体化技术在驱动技术的中的应用
        数控机床中配置的执行元件和驱动装置是为了确保各项指令能够被准确的接收并顺利的完成。数控机床的机械设计中,将数控装置与执行元件相连,当数控装置发送指令时,执行元件能够在第一时间接收到指令,并且在驱动装置的控制下进行规范性的操作,从而使整个加工过程按照预定进行。PLC机电一体化的在数控机床运行中的作用能够让控制过程的精度和效率得到进一步的提升,同时最大化的降低控制过程的复杂度,降低人工操作引起无误差的可能性。
        结束语
        综上所述,基于PLC的机电一体化技术在数控机床中的应用,无论在其设计环节还是控制功能方面都具有极强的优势。PLC机电一体化技术融合了信息、机械等方面的技术,实现了对数控机床的自动控制,提高提升数控机床的加工精度,使数控机床的加工运行实现了科学性和有效性,转变了传统机械加工时期需要操作人员全程参与加工过程的弊端,降低了人为因素对加工精度产生的不利影响,解放了生产力,提升了数控机床控制的简易性,有效提升了加工效率和质量。
        参考文献:
        [1]张宇.基于PLC机电一体化技术在数控机床中的应用研究[J].南方农机,2017,48(23):100-101.
        [2]宁蒙川,刘晓.基于PLC机电一体化技术在数控机床中的应用[J].电子技术与软件工程,2017(15):134.
        [3]吴继兴.基于PLC机电一体化技术在数控机床中的应用分析[J].南方农机,2019,50(17):125.
        [4]李多祥,吕博.基于PLC机电一体化技术在数控机床中的应用探析[J].中国战略新兴产业,2018(34):116.
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