基于PLC机电一体化技术在数控机床中的应用研究

作者:未知

  摘要:随着现代社会的不断发展,电子技术在各行各业中应用十分广泛。机电一体化技术实现了机械技术和电子技术的有效融合,属于一项全新的技术。通过机电一体化技术在数控机床中的实践应用,可大幅度提升机床的功能性和易用性。在现代化数控系统中,PLC是至关重要的组成部分,对各功能部件进行协调控制。本文主要对PLC机电一体化技术在数控机床中的应用进行了研究。
  关键词:PLC;机电一体化技术;数控机床;应用
  机电一体化技术是现代科技不断发展的重要产物,是机床自动化控制和信息化组网的基础。随着集成电路的形成以及信息技术的不断发展,促进了电子技术和机械技术的有效融合,由此便产生了机电一体化技术。可编辑逻辑控制器即PLC,是基于工业自动化生产的一种数字运算电子系统,其核心为可编程程序处理器,借助内部存储记忆,实施定时、顺序控制以及逻辑运算等指令,通过PLC机电一体化技术在数控机床中的实践应用,相关工作人员只需输入相关程序,便可实现对生产过程的有效控制,大幅度提升了数控机床的生产制造及工作效率,同时也为我国高端数控机床智能化产业化批量化设计制造奠定了良好基础[1] 。
  一、PLC机电一体化技术性能概述
  (一)编程简单
  PLC属于一种较为基础的计算机编程技术,由于其指令相对简单,因此更加容易掌握和操作。PLC的输入输出能够与各类传感器、接触器、继电器等直接相连,简单便捷,对于相关工作人员的文化水平无过高要求,基本都能在短时间内学会,从而大幅度提升了PLC作为机床控制系统主体的易用性[2] 。
  (二)通用性较强
  PLC的兼容性较强,在具体应用的过程中,对于同一台PLC,只需对PLC内部执行的控制程序软件进行改变便可实现对其他各类功能部件的控制。与此同时,可匹配PLC主控制器使用的各控制类功能部件及功能模块种类齐全,还可配置使用PROFIBUS、PROFINET、CCLINK等各总线进行PLC间的数据通讯,实现数控机床控制主站与各从站间的数据交互完成交互控制,通过对这些技术进行组合,可实现對不同功能部件的有效控制。由于PLC兼容性较强,因此,能够满足多样化的控制要求。
  (三)体积轻便、功能性强
  PLC的性价比较高,且体积轻便,重量较小,外形坚固,结构紧密,且功能也十分强大。在安装数控设备的过程中,比较容易被装入,是机电一体化中实用性较强的控制设备[3] 。
  (四)可靠性较高
  PLC的抗干扰能力和可靠性较强,由于PLC主要是为了工业控制所设计出来的专用计算机,因此,具有较强的环境适应性和抗干扰能力,适用于配置在各类金属粉尘及电磁环境恶略的金属切削加工车间数控机床上使用。与此同时,在工作设计上,PLC也充分凸显了人性化特征,它能够结合硬件支持,对软件全过程进行执行。PLC在循环扫描的过程中,用户指令决定了扫描的顺序,除此之外,也可按照自有顺序来执行。
  二、PLC机电一体化技术在数控机床中的应用分析
  (一)机械设计技术在数控机床中的实践应用
  在数控机床生产过程中,机械技术发挥着至关重要的作用,通过这些现代化先进技术的实践应用,能够实现对机械技术的拓展和延伸。在机械设计工作中,可将PLC机电一体化技术应用于传动装置、自动化排屑装置、防护装置上。在防护装置上,现有的数控机床基本上都是对开放式作业系统进行更改,使之成为半封闭式或全封闭式的作业系统,但受到各种人为因素的影响,将会直接降低工作效率。PLC机电一体化技术的实践应用,则可有效缓解上述问题,使工作人员能够实时了解工作状况,同时也不会对半封闭式或全封闭式的作业系统产生影响,大幅度提升了生产安全性能[4] 。此外,通过PLC机电一体化技术的实践应用,还可实现对切削金属屑的自动化收集以及集中化处理,以免对生产作业产生影响。
  在数控机床的传动系统中,主要包括进给传动和主动传动,在传统的工作模式下,两者需要同时启动,而在PLC机电一体化技术的辅助之下,可实现两者的分开启动,大幅度提升了控制水平。
  (二)自动化控制技术在数控机床中的实践应用
  在PLC机电一体化技术中,自动化控制技术处于核心位置。对于不同的数控机床,在设计的过程中也会存在较大差别,但原理基本固定。通过PLC机电一体化技术在数控机床系统的实践应用,可实现对设备参数的随时调整,整个生产过程实现了半无人化,时间基本可控制在5秒之内[5] 。
  在我国当前的数控机床应用中,电动稳定性难控制属于一个关键性问题,在机床运行的过程中,在电动机高速转动的影响,切削参数会逐渐的偏离固定值,从而使工件出现偏差。在德国,数控机床技术十分先进,设计人员能够实现对切削参数的适时调整,其功能与国内的PLC机电一体化技术较为相似,因此可将其作为参考,实现现代化技术和适时调整功能的有效融合,一旦标准参数和实际工作之间出现较大偏差,数控机床便能够及时发出警报,使工作人员及时进行调整,最大限度突出PLC机电一体化技术的应用价值。
  (三)执行与驱动技术在数控机床中的实践应用
  在数控机床中,执行和驱动技术的实践应用,能够为各项工作的顺利执行提供保障,同时也是数控机床中PLC机电一体化技术应用的重要环节之一。驱动装置和执行元件是伺服驱动技术的主要的作用对象。在众多的数控机床中,执行设备和驱动装置相互连接,通信连接的可靠性较强,如此可为输入指令的快速执行和响应提供保障。与此同时,执行元件还可利用执行机构和机械接口实现连接,以确保相关调整指令和控制指令的精准、快速执行。通过PLC机电一体化技术在驱动和执行系统中的实践应用,其作用原理与控制环节较为相似,人工指令是数控机床变更活动的关键与核心,PLC机电一体化技术促进了整个工作过程的简便化,同时也为调整的精准性提供了良好保障,只要保证PLC存储记忆和相关指令相一致,调整工作便利顺利进行,从而更好的避免机床操作失误的问题[6] 。
  (四)数控技术在数控机床中的实践应用
  数控技术是PLC一体化技术中的关键性内容,在经过了长时间的发展,现在已取得显著成效,在操作、结构、控制精度等方面均得到了稳步提升。目前,数控机床大多是采用主总线结构,功能强大,结构紧凑,通过数控技术的实践应用,可更好的满足用户需求,提升用户的社会效益和经济效益。当前的数控系统功能较多,具体如动态仿真、在线诊断、控制模糊等,可大幅度提到系统的控制水平。
  结语
  综上所述,本文主要对PLC机电一体化技术的相关应用性能进行了分析,同时研究了PLC机电一体化技术在数控机床中的实践应用。总之,PLC机电一体化技术促进了现代工业生产,同时也进一步提升了控制水平,实现了对信息技术、自动化控制技术以及计算机技术的有效融合,为数控机床生产加工的精准度、操作安全性提供了良好保障,同时也为生产加工企业生产效率和综合效益的提升奠定了良好基础。
  参考文献:
  [1] 张根军.台达自动化产品在电极接头螺纹梳数控机床上的应用[J].国内外机电一体化技术,2012(7):40-42.
  [2] 韩江桂,黄家宁.基于PLC机电一体化的系统实践平台设计与实现[J].科教导刊,2018,No.338(5):65-67+132.
  [3] 刘红,曾学淑.基于PLC控制的机电一体化设备的安装与调试[J].中国设备工程,2018,No.392(7):130-131.
  [4] 王亚敏,李喜林.机电一体化技能大赛对PLC课程教学模式的影响[J].工业技术与职业教育,2018,v.16;No.62(2):42-44.
  [5] 温国强,王青云,赵俊英,等.高职机电一体化国际化专业优质课建设探索与实践——以"PLC在自动线中的应用"课程为例[J].天津职业大学学报,2017(3):25-29.
  [6] 梁洛铭.机电一体化在磨床液压系统控制中的应用场合探索[J].课程教育研究:学法教法研究,2017(20):40-40.
  (作者单位:沈机集团昆明机床股份有限公司)
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