機電一體化數控技術在機械加工中的應用

張祝強

（廣東省嶺南工商第一技師學院 ,廣東 廣州 510800）

機電一體化數控技術在機械加工中的應用

張祝強

（廣東省嶺南工商第一技師學院 ,廣東 廣州 510800）

本文對機電一體化數控技術進行介紹，對其在機械加工中的具體應用進行詳細分析，指出了機電一體化數控技術在機械加工中應用的重要意義，并指明了其發(fā)展的方向。

機電一體化；數控技術；機械加工；應用；研究

隨著現(xiàn)代科學技術的不斷進步，市場競爭日益激烈，傳統(tǒng)的機械加工制造行業(yè)已經沒法滿足需要。為了順應這種現(xiàn)象，機電一體化數控技術開始在機械加工過程中應用起來，實現(xiàn)制造加工的智能化、網絡化以及自動化的發(fā)展進程。通過對系統(tǒng)的組織及結構進行合理的優(yōu)化配置，使設備更加合理運用，提升機械加工質量及效率，使企業(yè)可以在競爭者中處于不敗的地位，獲取最大的經濟效益。

1 機電一體化數控技術簡介

機電一體化技術指的是把電工電子、機械、微電子、信息機電的一體化、接口、傳感器、信號變換等諸多技術有機進行結合，并在實際中予以運用的綜合性很強的技術。它可以合理地對資源進行配置，可以在高質量、低能耗以及多功能等意義上將特定的功能方面的價值予以實現(xiàn)，實現(xiàn)整個系統(tǒng)的最優(yōu)化配置的技術。

數控技術指的是通過數字信息對工作的過程以及機械的運動予以控制的相關技術，平時所說的數控裝備指的是通過利用數控技術對傳統(tǒng)和新型的制造業(yè)進行相互滲透而形成的新產品。

機電一體化和數控技術的有機結合叫做機電一體化數控技術，這一結合可以實現(xiàn)制造加工的智能化、網絡化及自動化，數控技術具有非常高的效率、高精度、高柔性且自動化特點。

2 機電一體化及數控技術的區(qū)別

機電一體化主要包括可編程控制器（PLC）技術、工廠電氣控制設備、機械制圖、AutoCAD、單片機應用技術、機械制造技術、數控加工與編程、液壓與氣動技術、電工電子技術、電機及拖動、機電一體化系統(tǒng)技術、工廠供配電技術、機械設計基礎、傳感器與檢測技術等課程。就業(yè)方向主要是機電設備的維護、調試及安裝、操作和控制，技術和生產管理、機電產品的設計與制造、質量管理及檢測、銷售及售后的服務。

數控技術主要包括計算機繪圖、電工電子技術、機械制圖、數控機床、CAXA、機械制造基礎、MasterCAM、公差配合與測量、機械設計基礎、Pro/E、模具設計與制造、數控機床電氣控制、傳感器與檢測技術、金屬工藝學、數控加工編程與操作等課程。就業(yè)方向主要是數控編程方面的工藝人員、數控機床方面的操作人員、數控設備方面的維修人員以及銷售人員、模具制造及設計方面人員。此技術的目標是培養(yǎng)出可以熟練對數控加工工藝予以掌握及對數控程序予以編制的專業(yè)人員，培養(yǎng)出操作及維護數控加工設備技術方面的應用型專業(yè)人才，更好地為社會服務。

3 機電一體化數控技術在機械加工中的應用

（1）實現(xiàn)在線監(jiān)控、故障的自診以及自動報警。也就是說，在線對機械傳動的系統(tǒng)、裝置、電動機、液壓及制動系統(tǒng)進行監(jiān)控，一旦故障發(fā)生，可以自動進行報警并將故障確切的位置找出來，操作員工作的條件也因為故障被發(fā)現(xiàn)而變得更加完善，機械工作的效率因此也會得到更大的提高，設備檢查及維修工作也變得更加簡化，維修費用降低，維修時間縮減，設備的使用壽命也相應得到延長。

（2）實現(xiàn)了節(jié)能及降耗，提高了生產效率和自動化或半自動化的程度。由于實現(xiàn)了自動化或半自動化的生產進程，操作者的勞動強度被降低，生產效率被提高。

（3）制造加工的智能化。未來制造及加工需要智能化，它可以實現(xiàn)對計算機的輔助制造和設計、運籌分析及機械轉動學等很多學科的綜合?？梢栽谥圃靻挝弧⒂嬎銠C集成化及柔性的制造系統(tǒng)里面體現(xiàn)出來，使它們之間有效結合，最終達到加工目的。

（4）制造加工的網絡化。在制造加工過程中需要很多方面的互相合作并全方面的溝通，一臺總的機械控制車間里面上百個設備，經過網絡將指令下達到執(zhí)行單元，依據指令相關的執(zhí)行單元就可以有序配合加工過程。數控加工在實現(xiàn)網絡化的過程中，需要電子化的設計，把控制系統(tǒng)總體集合到控制總機上，每臺相關設備之間需要電子控制單元，這體現(xiàn)了機電一體化數控技術的有機結合過程。

（5）智能加工的自動化。傳統(tǒng)數控加工是通過加工程序實現(xiàn)對機床自動化的加工過程。但是這種加工過程是非常模式化的操作過程，程序寫好了就去編寫，加工也是按照程序編寫去開展，即使加工操作過程出現(xiàn)了問題，在執(zhí)行程序的過程中機床還是會按部就班地進行，事故發(fā)生了也沒法提早自我去停止整個操作的過程。隨著高質量、高效率以及高科技化的發(fā)展進程，加工過程已經上升到需要自我分析與測量，及時將問題在萌芽狀態(tài)發(fā)現(xiàn)并及時予以處理。這就對其提出了更高的要求，需要系統(tǒng)和集成技術做輔助。機電一體化可以實現(xiàn)人和機械的一體化制造系統(tǒng)，將柔性及制造單位這些技術進行有機結合，制造出現(xiàn)代化的自動化生產模式，來適應現(xiàn)代化的發(fā)展需要。這也是實現(xiàn)自動化、智能化、敏捷化的前提條件。

4 機電一體化數控技術在機械加工中應用的重要意義

科技在不斷發(fā)展，在機械加工過程中增加了更多新的工藝和技術，企業(yè)可以獨立完成零部件的各種復雜且精細的加工活動。相比發(fā)達國家，我國的機械加工仍存在很多不足。我國的中小型企業(yè)資金不是很充足，沒法承擔安裝機電一體化數控技術的費用?，F(xiàn)在一些企業(yè)使用的都是傳統(tǒng)機床，若是用機電一體化數控把這些傳統(tǒng)設備替換下來勢必需要很多資源，所以一定要加大傳統(tǒng)機械向機床機電一體化的發(fā)展進程，合理對資源進行優(yōu)化配置，確保加工進度。

機電一體化數控技術可有效增加機械加工的速度，提高資源的利用效率，減少資源浪費，設備使用的次數也能明顯減少，加工周期也縮短了很多，零部件的精準度也得到有效提高。

機電一體化數控技術已經取得了很大的成績：基本奠定了數控技術的基礎，對現(xiàn)代化的數控技術已經基本掌握，部分技術更加產業(yè)化及商業(yè)化；初步的數控產業(yè)基地開始形成，慢慢建立起像航天及華中等方面的數控技術，已經可以批量對數控產品進行生產，生產技術不斷提升；已經建立起一個可以對機電一體化數據技術進行研究、開發(fā)、管理的綜合素質很高的隊伍。

5 機電一體化數控技術發(fā)展方向概述

（1）機電一體化數控技術運用向更高效及精度方向發(fā)展。產品質量評價指標是精度、效率及速度，很多像 CPU 控制系統(tǒng)及芯片等的大量應用提高了制造效率及精度，伴隨控制技術及計算機等技術的發(fā)展也大大促進了機電一體化數控技術的高速度發(fā)展。

（2）機電一體化數控技術向更加柔軟的方向發(fā)展。其技術柔軟的特性具體表現(xiàn)為：數控技術本身是具有柔軟的特性以及群體整體是具有柔軟的特性。對數控技術來說，其功能非常豐富，系統(tǒng)的設計具有模塊化且很高的可塑特性，這些特性可以滿足很多客戶的不同需求。此外，在實際操作過程中，群體的控制系統(tǒng)可動態(tài)對信息流進行調整，以實現(xiàn)對不同生產的條件予以適應。

（3）機電一體化數控技術向實時的智能化方向發(fā)展。一些剛出現(xiàn)的實時性系統(tǒng)普遍適合的是比較理想的環(huán)境，所以只能解決掉一些比較簡單的問題。人工智能技術的出現(xiàn)，研究人員著手研究智能化的產品相對應的運動過程，這些研究普遍建立在研究計算的模型上。研究人員嘗試將人工智能和實時系統(tǒng)進行巧妙結合，可以使這兩項技術之間互相促進，人工智能促進實時系統(tǒng)順應時代的革新，而實時系統(tǒng)則促進人工智能更加高效率的向前發(fā)展。

6 結語

隨著制造業(yè)不斷發(fā)展，機電一體化數控技術在機械加工過程中得到廣泛運用，這一技術的應用可以有效提高生產效率，將機械維修的次數減少，出現(xiàn)故障可以及時發(fā)現(xiàn)并合理解決，降低企業(yè)投資成本和生產周期，延長設備的使用壽命，有效降低產品生產周期，促進企業(yè)發(fā)展。所以，企業(yè)一定要從實際出發(fā)，加大投資引進新的技術，加大技改力度，將企業(yè)自身的競爭力提升起來，將生產效率及質量不斷提高，促進企業(yè)快速向前發(fā)展。

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