PLC机电一体化技术在数控机床中的应用

PLC机电一体化技术在数控机床中的应用

余世磊

云南瑞隆工程建设有限公司

摘要：随着社会经济和科学技术的发展，在机械制造工业中逐渐将电子技术、自动化、智能化技术等有效地结合进行综合运用，在相关行业的不断发展和前进下运用信息化和自动控制等技术，提高机械制造的工作效率和质量。数控机床在实际运用过程中，利用机电一体化，不但可以对工作系统进行动态检测和控制，而且能够实现模块化和精准化作业，提高数控机床的使用效益。

关键词：PLC技术；机电一体化；数控机床；应用

1 PLC机电一体化技术概述

PLC即可编程控制器，而PLC机电一体化技术则是在存储器的帮助下，完成相关数据的计算与处理，并具备顺序控制、定时以及编程等功能的一种控制技术。与传统控制方式相比，PLC技术实现了数字控制，并可自动化控制机械设备按照既定的程序工作，极大地提升了机械设备的自动化应用水平。在工业企业中，PLC技术在生产设备中得到了广泛应用。PLC技术由许多模块组成，例如，输入模块、输出模块、电源模块、CPU以及存储器等。在工业生产领域，PLC技术的应用十分普遍，将PLC技术与生产需求相结合，充分发挥PLC技术的应用优势。从编程难易程度上看，PLC技术在编程方面十分简单，可适应多种需求，对操控人员的综合素质要求不高。从经济性看，PLC技术的开发成本比较低，可以根据生产需求调整既定程序，程序修改十分方便、灵活，不需要拆换设备，有助于降低PLC技术的应用成本。在网络技术的帮助下，PLC技术可以实现信息化控制与统一管理，确保各项生产活动可以得到精准控制。PLC机电一体化技术具备传统控制系统的优势，在梯形图绘制的过程中，能够根据继电器运行情况，有效控制继电器，确保工业生产系统正常运行。另外，将继电器设备与PLC端口进行连接，而接触器与另一端PLC端口连接，可以有效避免系统运行出现问题，减少人为误差，提高系统运行效率。

2 PLC机电一体化技术在数控机床中应用分析

2.1 PLC机电一体化技术在数控机床中的控制功能

PLC机电一体化技术通过与控制系统、伺服驱动、操作面板等进行信号交互来完成对机床整体动作的控制。1）PLC和机床的控制。系统对伺服控制一般包括一个主轴和三个进给轴。它的作用是通过PLC和数控系统处理产生的脉冲信号进而转换成轴移动的位移量，伺服驱动装置把运动指令变成节运动，通过联轴器、丝杆等驱动机床工作台运动，通过插补使工作台精准地按照指令要求进行运动，从而加工出合格的工件。2）外围输入输出的控制。可编程控制器能够控制输入输出信号的通断，通过对PLC外部辅助运动装置、液压启动装置、润滑装置、冷却装置等的控制，这其中包括了电机的启动停止、很多检测元件（如行程开关、接近开关等），以及继电器、接触器、电磁阀等输出给控制对象，完成整体信号的逻辑编辑控制，使数控机床整体稳定有效地运行。同时PLC机电一体化对后期的数控机床自动化改造也发挥着重要的作用，可以通过输入输出信息交互与机器人、机械手、AGV、物流仓储等进行通信，协同作业，一起完成打造智能化加工工厂，并且可将数据传送至上位机进行实时的控制监控。这也是后期制造业的智能无人化生产制造的发展趋势，从而实现无人、稳定、高效的生产智能化加工。

2.2自控

在数控机床电气控制系统中加入PLC技术，可以实现数控机床的自动化控制，降低操作人员的工作强度，减少人为因素对数控机床的影响，提升数控机床的加工精度。在应用PLC技术时，操作人员可根据实际需求完成程序的编写工作，使数控机床可以按照程序要求完成相关操作，如果有故障问题出现，PLC技术可以分析故障原因，并给出故障解决策略，缩短数控机床因故障停止运行的时间。工作人员借助PLC系统将相应的指令及时传输到系统当中，并优化参数，运用计算机数据处理功能，准确计算变更参数，从而自动化控制数控机床系统。

2.3信息反馈

在数控机床电气控制系统中应用PLC技术，可以即时检测数控机床是否存在运行问题，并将检测到的问题反馈给操作人员，有助于使故障问题得到及时处理。在PLC技术的帮助下，其可自动化地检测数控机床的工作状态，判断故障位置与原因，并形成故障解决方案，缩短故障维修时间。

2.4照明

在数控机床启动时，照明系统便会自动启动；当关闭数控机床时，照明系统也会处于关闭状态。在数控机床的照明系统中应用PLC技术，则照明系统的工作便会更加灵活，更加容易控制。例如，以黄灯表示开机，红灯则是停止运行，绿灯表示机床工作正常，操控人员可根据灯的颜色判断数控机床处于何种状态。

2.5组合机床控制

数控机床电气控制系统十分复杂，存在许多控制要求，在应用PLC技术时对数控机床的稳定性与安全性有严格要求。PLC技术可以增强数控机床的自动化工作能力，缓解操控人员的工作强度，使数控机床的操控更加便捷。对于组合数控机床而言，PLC技术可以满足各种生产需求，提升组合数控机床的自动化加工能力。与普通数控机床相比，组合数控机床中的电路更加复杂，所以可通过应用PLC技术解决组合数控机床操作、维修难度大的问题，降低组合机床的控制难度。

2.6集中控制

一台PLC控制系统便可实现多任务的集中控制，利用PLC技术，可将不同设备连接为一个整体，通过使用集中式控制系统实现各个设备的控制需求。从运行成本上看，集中式控制系统投入成本低，并且应用优势十分显著，可以随时调整控制对象，操控也十分方便、简单。

2.7单独控制

PLC技术在数控机床中的应用，可以根据不同生产流程要求，编制相应的程序来控制数控机床，有助于提升数控机床的工作效率。PLC技术可单独控制数控机床，将控制程序植入PLC当中，根据所设定程序的要求，使数控机床完成有关生产任务，提升数控机床的使用稳定性。

2.8逻辑控制开关量

开关量控制是PLC技术在数控机床中最重要的功能之一。传统控制大多由继电器完成，随着PLC技术的不断发展，其可完全取代继电器的作用，从而实现了开关量的自动控制。开关量控制的适用范围广，可以分为顺序控制与逻辑控制，有助于提升数控机床的自动化水平。

2.9运动控制

在加工复杂结构零部件时，通过运用PLC技术中的运动控制功能，可以提升零部件的加工质量。在运动控制时，PLC控制系统可高精度调整控制机构，满足生产加工要求。控制系统由微型处理器驱动，将设计好的程序输入至处理器中，数控机床的运动便可由微型处理器负责。

2.10数据处理

随着PLC技术应用范围的不断扩大，PLC技术也日趋完善，为提升PLC技术的性能，科研人员开始升级控制系统的内置处理器，确保PLC技术可以满足更多的任务要求。目前，将数据处理程序嵌入到PLC技术中，数控机床操控人员可将相应的指令输入到PLC中，使数控机床完成相关生产任务。在数控机床工作过程中，PLC技术可采集与统计数控机床的有关运行参数，根据数据信息的统计、分析结果优化、升级输入程序。

3结语

综上所述，数控机床在工业生产系统中要想实现安全稳定运行，就需要有效运用PLC机电一体化技术，全面发挥出数控机床实际功能，提升数控机床的运行效率，转变工作技术人员操作理念。对相关生产制造技术进一步加强学习与研究，确保整体的生产制造流程达到规范化，发挥出PLC机电一体化的实际应用价值，促使我国工业领域实现可持续发展。

参考文献

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