基于PLC机电一体化技术在数控机床中的应用研究论文_陈培琦

基于PLC机电一体化技术在数控机床中的应用研究论文_陈培琦

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摘要:PLC机电一体化技术在数控机床中的有效应用是保证数控机床正常运行的关键。随着工业竞争的加剧,为适应社会发展的实际需要,相关工业企业应充分发挥PLC机电一体化技术的优势。在实际工作环节中,理论是已知的。充分结合知识和实践经验,逐步完善PLC机电一体化技术在数控机床机械设计、自动控制系统、执行和驱动技术中的应用,实现数控机床的智能化发展。

关键词:PLC;机电一体化技术;数控机床;应用研究

1PLC机电一体化技术概述

PLC机电一体化技术是基于计算机信息技术的一种基本的计算机编程方法。PLC机电一体化技术具有操作简单、应用范围广、性能强、方便快捷等优点。在计算机基本编程过程中,操作简单,为相关人员提供了方便。PLC机电一体化技术充分吸收了传统控制图的优势,技术人员在绘制梯形图时,严格按照继电器的标准进行绘制,保证继电器正常运行。PLC机电一体化技术可以有效的实现PLC输入口与继电器保持连接的关系,并保证PLC输出口与接触器相连,一定程度上减少了人为操作的误差,有效提高工作效率。PLC机电一体化技术可以实现相关系统的灵活化操作,PLC机电一体化技术涉及的范围较广,可以根据系统控制的实际情况选用最佳的PLC机电一体化技术类型,保证机电设备安全运行。PLC机电一体化技术在实际的应用环节中,可以有效的打破空间的限制,PLC相关设备在运行中占地面积较小,操作简单,对专业技能要求较低,方便相关的技术人员进行操作。PLC机电一体化设备安装方便,有效节省了时间,进一步提升数控设备的运行效率。

2我国数控机床发展中存在的问题

2.1严重缺乏核心技术

据资料显示在2002年到2008年间,我国的机床出口及消费水平均在世界排名的第一位,看似机床业的发达程度较高,实际利润却很低,经济型机床是主要的出口来源,而一些大型的高端的机床利润较低。造成这种现象的主要原因是我国缺乏机床研究的核心技术,核心部件的制造和研发能力较低,技术产业无法实现相互依存,与发达国家存在明显差距。且我国现目前的中高端的机床产业主要是对部件进行制造,还无法真正的掌握核心技术,一些高端的技术需要依靠国外的进口,其价值就占据机床成本的60%,对我国的数控机床的发展带来严重的阻碍。

2.2产品性能不高

影响数控机床性能的主要因素是零件精度、转速等,但目前我国数控机床零件的精度普遍较低。部分零件加工厂生产的精密度达不到客户的要求。特别是在重复定位精度方面,只有少数产品能达到欧洲国家的标准定位精度。还有就是在转速方面,我国的产品在移动速度、换刀刀速度以及轴转速方面同发达国家还有一定的差距,如一些国外的加工中心的速度均可达到40米/分钟,最高达到90米/分钟,而国内的平均水平却在30米/分钟,极少部分可以达到60米/分钟,与数控机床相比无论在进给速度还是轴转速以及连续工作时间上都有很大的差距。

2.3数控化水平较低

机床的数控化比率可以很好地体现出一个国家的数控化水平,就目前我国的机床数控化比率而言,较一些发达国家还有一定的差距,我国的数控化比率在生产方面占30%左右,消费方面占50%左右,而发达国家的生产已经高达70%,因此还有很长的一段距离。据不完全统计,我国的经济型数控机床占据国产机床品种的一半,平均转速为2000转/秒,而一些大型的、精度较高的机床却不足国产机床的3%,不足一些先进国家的1/20,造成此种现象的主要原因是我国没有先进的核心部件开发,且开发时间较长,所以导致其核心零部件都是依靠进口,对我国的数控化水平造成严重的影响。

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3基于PLC机电一体话技术在数控机床中的具体应用

3.1PLC机电一体化技术在自动控制系统中的应用

自动控制是PLC机电一体化技术的关键组成部分。PLC自动控制系统主要由通信系统、单片机系统、输入输出系统、执行元件等组成。尽管不同的数控机床在这些系统的设计上存在一定的差异,但系统的设计原理基本相同。同样,综合运用这些系统技术,发挥系统的综合作用,实现数控机床的有效控制。在具体的数控机床操作中,需要系统对于机床的工作参数进行及时的调整,相关操作人员可以通过输入系统输入相应的变更指令,通信系统能够迅速向单片机系统发送相关命令信息,单片机系统根据默认存储中的相对应信息的查找,实现准确核准后,再向执行构件传递更改参数命令,实现参数的有效切换和调整,系统的输出系统能够及时将调整的参数信息呈现出来,供工作人员参考观察,这一过程一般在5秒内就能完成,真正的实现了快捷高效,是一种半自动化的控制操作。

就目前我国的PLC机电一体化技术在数控机床中的应用现状来看,因为系统的电动稳定性问题依然没有得到有效的解决,因此,机床在高速运转的情况下会产生一定的震动,使得原来的参数逐渐发生偏离,影响机械制造的精准性,导致一些细小的误差出现,不利于生产质量和精度的提高,而同样的技术应用,德国就能够及时调整误差问题,确保工件生产的精准有效,在这方面,我国的数控机床技术可以学习德国的先进经验。

3.2PLC机电一体化技术在执行与驱动技术中的应用

执行和驱动技术是数控机床各项任务具体实现的关键,也是PLC机电一体化技术在数控机床上应用的主要环节之一。伺服驱动技术的主要目标是执行原零件及其驱动装置。在所有的数控机床中,数控装置和执行装置不可避免地是连接在一起的,通信连接的可靠性往往很高,可以保证所有的输入指令都能快速响应和执行。与此同时,执行原件还会利用机械接口和执行机构实现连接,二者的连接有助于保证各类控制和调整指令的有效、精确执行。在执行和驱动系统中应用PLC机电一体化技术,其作用原理与控制环节是相同的,人员的指令是数控机床一切变更活动的核心,PLC机电一体化技术使整个过程得到了简化,同时保证了调整的精确性,只要各类指令与单片机存储记忆相符合,调整就可以有效进行,避免了传统机床人工操作的误差等情况。

3.3PLC机电一体化技术在机械设计中的应用

机械设计是工业机械制造的首要环节,也是保证机械生产质量的基础。PLC机电一体化技术是基于相关的机械技术,是对传统机械生产制造技术的智能扩展和优化升级。在工业机械设计过程中,PLC机电一体化技术的应用非常广泛,主要应用于机械设计中的保护装置、传动装置、自动排屑装置等环节。就防护装置而言,为了对于机械生产过程进行保护,确保生产质量,现代企业往往倾向于实施半封闭或者全封闭的生产环境改造,借助PLC控制技术,能够减少人为的干预,降低人力因素的不利影响,还能简化生产流程,不需要安排专人进行随时的监控,且这种封闭或半封闭的生产环境,一些需要切割的机械制造就可以避免飞屑飞出,降低飞屑可能带来的安全影响和环境污染等,机械设计中PLC机电一体化的自动排屑装置能够对于生产中产生的切割碎屑进行及时有效的清理,防止费屑损坏机器,影响正常的生产工序。

结束语

综上所述,PLC机电一体化在数控机床上的广泛应用,不仅丰富了数控机床的应用能力,提高了机床的生产质量,而且极大地提高了机床的运行效率,为数控机床的发展创造了良好的条件。因此,应将PLC机电一体化技术在矿业数控机床生产中进行大力的推广应用,加强对技术人员能力的培训,不断的规范生产流程,使我国现代工业得到快速发展。

参考文献:

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[2]琚爱云,王忠利.浅析机电一体化技术在数控机床上的应用[J].郑州铁路职业技术学院学报,2018,20(01):18-19.

[3]陈辉,王磊.机电一体化技术的现状及发展趋势[J].机械,2018,35(07):1-4.

[4]李瑞琴,邹慧君.机电一体化产品概念设计理论研究现状与发展展望[J].机械设计与研究,2018,19(03):10-13.

论文作者:陈培琦

论文发表刊物:《建筑细部》2019年第7期

论文发表时间:2019/10/12

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