PLC在数控机床中的应用

PLC在数控机床中的应用

张惜贵

承德苏垦银河连杆有限公司河北承德067000

摘要：机电一体化是现代科技发展的重要突破，随着集成电路的出现，再加上信息技术的快速发展，使得机械技术和电子技术实现了有效融合，机电一体化技术也随之形成。数控机床是机电一体化产品的典型代表，在推动制造业发展中发挥了重要的作用，而且机电一体化在数控机床中的应用，在我国现代化建设中具有重要的意义，本文则针对机电一体化在数控机床中的应用展开讨论。

关键词：机电一体化数控机床应用

1机械设计技术的应用

机械技术是机电一体化的基础，在机械技术与电子技术的融合发展过程中，机电一体化在实际应用过程中对机械设计提出了更高的技术要求：减少机械装置的体积和质量，提高设备加工精度、静态和动态的稳定性。在高技术、高质量要求下，极大的促进了传统机械技术的改进。数控机床主要用于机械零件加工，机电一体化在数控机床的应用，使得数控机床的功能得到了极大的完善。在实际应用过程中数控机床的主传动、各个坐标轴的进给传动都有单独的伺服电动机驱动，而且在PLC的作用下，可以实现对各坐标轴的有效控制。与传统的普通机床相比，数控机床在机床本体部分有了非常大程度的改良，具体表现在五个方面：

1.1数控机床安装了全封闭防护装置，在这一防护装置的作用下，铁屑、切屑液、断刀具等不容易轻易飞出，保护了操作人员的安全。

1.2数控机床采用了自动排屑装置，倾斜的排屑装置，促使数控机床在使用过程中可以轻松排屑、回用切削液。

1.3与普通机床相比，数控机床的主轴转速有了极大的提升，在工件装夹过程中，有了更多的安全保障。采用主轴驱动器驱动主轴电机运转，实现更高的转速，提高数控机床的加工精度。而装夹安全性的提高则主要依赖于液压卡盘的作用。

1.4自动换刀技术应用于数控机床中，极大的提高了加工效率，促使数控机床可以连续完成多个加工工序，进而极大的提高了数控机床的工作效率。

1.5主、进给传动实现了分离。与普通的机床相比，数控机床的主传动和进给传动相对独立，在数控机床中各坐标轴各自配置独立的伺服电机，在此基础上，各电机一方面能够进行单独的运作，另一方面也可以进行多轴联动，极大的提高了数控机床的工作效率。而上述功能的实现，都是机电一体化在数控机床应用的重要体现。

2PLC的性能特点

PLC是专门服务于工业控制领域的一种数字运算操作的电子装置，它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。是工业控制的核心部分，具有以下特点。

2.1编程简单。PLC的基本指令有限，梯形图和传统的继电器控制图相似，较容易掌握。可利用PLC的输入/输出接口直接与继电器、接触器、电磁阀等连接，使用简单。编制程序的步骤和方法容易学习，对程序进行增减、修改和运行监视都很方便，编程人员一般具备电工知识以及一定文化水平，短时期内就能学会；

2.2通用性好。同一台PLC只要改变软件，就可以实现不同的控制要求。同时，PLC已实现产品系列化，可以由各品种组合成不同的控制系统，以满足不同的控制要求；

2.3功能强，体积小，重量轻，性能价格比高。一台收录机大小的PLC具有相当于三个1.8m高的继电器柜的功能。PLC的结构紧密、坚固、体积小巧，容易装入机械设备内部，因而成为“机电一体化”的较理想的控制设备；

2.4可靠性高，抗干扰能力强。PLC是专门为工业控制而设计的可编程顺序控制器，能在恶劣的环境中可靠地工作，具有很强的抗干扰能力。

此外，PLC减少了设计及施工工作量。PLC的工作是在硬件的支持下，执行软件的全过程，PLC的工作过程是周期循环扫描的工作过程。扫描既可按固定顺序进行，也可按用户程序规定的可变顺序进行。

3自动控制技术的应用

自动控制技术的应用过程中，可以实现数控机床的自动运行，具体而言，高精度定位控制技术以及速度控制技术在数控机床中进行了应用，促使数控机床在运行过程中可以实现自动定位和速度控制，这就意味着相应的人工投入将会减少，极大的提升了总体运行效益。机电一体化在数控机床的应用过程中，对信息技术有着很大程度的依赖，在计算机系统的作用下，可以实现应用信息的自动输入和输出、识别和储存等。与普通机床相比，数控机床的最大特点在于实现了对信息技术的全面应用，在这一基础上，使得机床的运行显得更加智能化，从而极大的提升机床的运行效率。而且信号变换技术以及软件编程技术等多项一体化计划也被应用于数控机床中，在相应的软件系统的作用下，促使数控机床可以对所接收的信息进行高效加工处理，并且利用逻辑电路进行译码和运算，然后以脉冲的形式传出，进而支配数控机床进行工作。

例如，PLC（可控制编程）在机床电气中则体现了良好的应用效果。具体而言，机床是工业生产主要的生产设备，PLC在机床自动化控制系统中的应用，将会进一步扩大其在应用市场的空间。在PLC控制技术的支持下，机床控制系统中的接触器、继电器等中间控制环节可以被替代，而且利用PLC控制技术对生产工艺作进一步改造之后，可以实现在控制室里随时掌握每个主体设备的情况变化以及故障预警。高效率的电气自动化控制系统必然带来生产的革命。PLC控制技术在机床上的应用需要做好对生产工业的精细化改造，而且机床应用的生产环节面临的环境可能都不一样，因此开发一套兼容性更加强的PLC控制系统适应不同需要的生产是非常必要。

4执行与驱动技术的应用

机电一体化在数控机床的应用过程中，伺服驱动技术的主要作用对象是执行原件及其驱动装置，在数控机床中，执行原件会和数控装置进行连接，通过这种方式，数控机床运行中所发出的指令信息可以利用这一连接进行传送。而且执行原件还会利用机械接口和执行机构进行连接，在这一连接的基础上可以确保规定动作的完成。由此可见，伺服驱动技术的应用，极大的提升了数控机床的整体操作水平，这一操作水平的提升主要表现在控制质量的提升方面。在数控机床的运行过程中，伺服系统的主要作用就是进行指令的接收和传递，促使机床能够按照既定的程序完成相应操作.最终根据相应的要求完成零件的加工处理，而且，伺服系统在数控机床中的应用，也极大的提升了数控机床的稳定性和精度。

结语：综上所述，机电一体化在数控机床中的应用，极大的提升了丰富了数控机床实际功能，在实际应用过程中，不同的技术往往表现出不同的应用效果，明显提升了机床的运行效率。在工业生产过程中，为了能够充分发挥数控机床的作用，则应该进行不断的技术改进和完善。

参考文献：

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