機電一體化數控技術在機械加工中的應用

董金進

【摘 要】新時代，傳統機械加工控制技術已無法滿足實際工作的需求，因此機電一體化數控技術在機械加工領域中的應用也逐漸得到了業內人士的關注和重視。簡單來說，機電一體化數控技術是采用“數字控制”的方法對某一加工過程進行控制的技術，是現階段國內機械加工制造領域最為先進的技術。當前，國內機械加工制造行業正處在更新換代的時期，因此需要不斷加強其控制技術方面的更新換代，幫助企業提高生產效益。文章對機電一體化數控技術及其應用進行了分析與探究，希望對進一步推進相關工作的優化與落實有所啟示。

【關鍵詞】機電一體化;數控技術;機械加工;應用

【中圖分類號】TG659;TH-39【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2019）12-0116-02

數字化控制技術在機械加工制造領域中的應用已經成為行業轉型改革發展的必由之路，該類技術在相關領域中的應用可以進一步提高機械器具的加工精度，進而提升產品質量，而且開放式的計算機數控系統是采用模塊化的軟件體系結構，同樣可以保證平臺的優良性能。因為數字化控制技術具有風格統一、操作標準且規范的用戶交互界面，所以無形中降低了設備的操作、維護難度。總體來說，行業的改革將為國內機械加工制造行業的發展指明方向，對此需擺正認識。

1 機電一體化數控技術應用于機械加工制造領域的概念分析

1.1 概念與重要性

機電一體化數控技術是一項隨著計算機技術逐步發展起來的新興技術，它主要依靠預先編寫的電腦程序完成對加工設備的優化控制。數控技術在機械加工制造領域中的應用在原有基礎上提高了信息的儲存能力和加工精度，同樣它的加工效率也實現了前所未有的提升。總之，與傳統加工控制技術相比，數控技術所獨有的特點能夠完成傳統人工加工控制所無法完成的工作。開工之前，工作人員只需要將預先設定的工藝參數輸入設備即可，機械加工設備的控制與操作完全由計算機系統負責完成[1]。

機電一體化數控技術應用于機械加工生產領域，為傳統行業的轉型與發展打下了堅實的基礎。得益于此，國內的傳統機械加工行業正在向著現代化、自動化加工業的方向發展。基于打造高技術機械加工制造產業的目標分析，以機電一體化為主的數控技術的應用為機械加工行業的轉型與發展提供了強有力的技術支撐。以軍備或高精密機械儀器的加工制造為例，這類設備加工均有著較高的要求，所以再繼續沿用傳統的加工制造控制模式只會起到相反的效果。

1.2 應用現狀

國內企業、科研單位對數控技術的研究起步較晚，因此我們在該領域中的實踐已遠遠落后于西方國家。過去，各類精密的設備、控制元件只能依靠進口，所以在很大程度上抬高了相關行業領域內企業的運營成本，更造成了中國數控技術長期受制于人的局面。當前，國內各大高校、職業院校還沒有針對數控人才構建起完善的培養體系，所以很多設備操作人員的素質已無法滿足實際工作的需要，更落后于行業發展的整體趨勢。由此而造成的設備故障問題如果得不到有效解決，將會影響到國內機械加工行業高精度及科學化的發展進程[2]。而且數控編程、應用及設計等方面存在的專業人才短缺問題也會使我們久久無法掌握這項技術的核心。未來需提高對這類問題的關注及重視程度。

2 機電一體化數控技術在國內機械加工領域中的應用

2.1 數控技術在機床設備中的應用

機床設備是機械加工作業中必不可少的設備，而數控技術在機床設備中的應用能夠在現有基礎上提高控制精度，進而使加工出的產品更好地滿足現代機械加工行業的發展需要。完善的控制系統也是現代機械加工制造設備生產過程中實現自動化控制和智能化控制的關鍵，著手加強管理既可以提高產品的生產質量，也可以在原有基礎上提高機床設備的生產效率。實際生產過程中，在數控技術的輔助下，機床設備可以借助于數字化的代碼表示零件的工藝與幾何信息，其重點在于通過計算機編程的形式將機床上的道具和未成型元件間的相對位移及進給速度等信息輸入到計算機控制系統內部。在此基礎上，只要計算機系統的控制中樞可以發出正確的指令，機床就可以按照機械零件的生產需要運行并控制好生產加工精度。該情境下，工人再也不需要對機床的生產技術參數進行優化調整，只要定時更新控制程序就可以生產出不一樣的機械零件，這在很大程度上降低了工人的作業難度。與傳統的生產控制方式與機床設備相比，這便是數控機床最值得關注的特點[3]。

2.2 數控技術在工業生產中的應用

如今，在某些生產線上的特殊位置，工業機器人已經得到了廣泛的應用。無論是工業機器人還是傳統的數控系統均是由控制單元、驅動單元及執行機構等部分組成的，例如裝配、焊接及噴漆等工序，利用工業機器人完成更能保證產品的加工與生產質量。此外，在某些條件相對復雜的生產作業環境下，利用數控系統或工業機器人進行輔助生產可以高水準地完成靠人工操作難以順利完成的工作。這方面的改革既降低了工人的勞動強度，更提高了生產的安全性。

以汽車的批量裝配、噴漆等作業工序為例，工業機器人在其中發揮了非常重要的作用。其中的控制單元是由計算機系統組成的，它就像是人體的“中樞神經系統”，負責依靠預先編寫并寫入的內核程序向驅動單元發出指令，之后便可以指揮機器人完成各種操作。在機器人完成操作的基礎上，傳感及檢測系統也會同時運行，如果此時系統發生錯誤或故障，在傳感系統和檢測系統的共同作用下，故障會反饋到控制單元，之后將會發出相應的報警信號并通過預先設定的保護動作避免其對設備或生產控制系統帶來更大的影響。執行結構主要是由伺服系統和機械構件組成的，通過動力部分能夠將動力傳輸給執行結構，之后在驅動元件的作用下，執行結構可以完成規定的操作。

2.3 數控技術在煤礦機械中的應用

參照國內各大煤礦的實際生產現狀，若通過擴大投資來置辦全新的數控機床生產設備幾乎是一個不能完成的任務。因此，必須以利用好現有的機床設備為起點開展這方面的改革，在此基礎上選擇合適的方法將普通機床和數控機床整合，實現提高產品加工精度的目標。與傳統機床設備相比，數控機床的優點主要體現在重復性能好、加工精度高等方面。實際生產中，對精度要求低的設備完全可以在普通機床上進行施工，之后再集中力量利用高精度的數控機床完成精度要求較高的設備的加工制造作業。總體來說，數控技術在煤礦機械領域中的應用實現了對于原材料快速、高質量地切割，在保證作業人員生命安全的前提下提高了生產效率。

目前，國內煤礦企業大都采用的是普通機床設備，因此在充分整合利用現有資源的基礎上通過引進數控系統進行數顯和數控改造，也就成為必須完成的工作。在機電一體化數控技術的支持下，傳統的機床設備可以被改造為全新的數控機床，最終將達到減少資金投入、降低設備操作難度及提高設備操作或生產精度的目的。雖然未來相關設備的運行環境會日漸復雜，但是隨著改造工作的不斷推進，設備的整體數控化程度也將會前所未有地提升。

3 數控機床的主要增效途徑

當前，我國的數控機床無論是在自動化生產設備還是在生產工藝上都存在不同程度的問題，這些問題不僅增加了數控機床的加工難度，也降低了其生產效率，因此需要我們從當前的發展現狀出發，尋找數控機床的增效途徑。

3.1 優化加工流程

我們要對機械加工生產工作的各個工作流程進行優化與改革，從當前的生產管理方式、配件輸送方式及設備管理等內容入手，不斷學習國外的先進經驗，優化當前的機械加工技術，有效提高數控機床設備的開動率，從而在實踐應用中確保數控機床的高效管理和合理應用。

3.2 提高數控機床的自動化作業程度

在數控機床的加工過程中，我們可以借助柔性生產線、柔性制造單元等數控加工技術，提高數控機床的自動化作業程度。這樣不僅可以有效減少數控機床加工生產所需的調試時間，還能夠提高生產效率。因此，在實際生產中我們要注重數控機床加工零部件的連續化和自動化，這對于提高數控機床的總體效率具有重要意義。

3.3 優化加工工藝和加工設計

確保加工零部件的生產質量、減少機械加工時間是提高數控機床加工效率的關鍵，也是實現數控機床加工工藝的前提條件。我們可以借助先進的刀具或操作性能較好的數控設備完成相應的加工工作。通過提高數控機床的切削效率及主軸的加工效率，確保數控機床的加工性能。

4 總結

數控技術是影響機械制造自動化的關鍵因素，其對我國工業發展及國家綜合國力都具有重要影響。如今科學技術成為衡量國家綜合實力的重要體現，數控技術作為工業發展不可缺少的重要組成部分，它直接決定著我國機械設備的生產水平和應用水平。因此，不管從戰略角度還是從發展策略來看，我們都需要加強對數控技術的深入研究，確保其能對我國的綜合發展做出突出貢獻。本文結合個人實際經驗對此類問題進行了總結，希望對相關問題的解決有所幫助。

參 考 文 獻

[1]羅云麗.數控技術在機械加工中的應用及發展研究[J].智庫時代，2018（24）：249，254.

[2]張祝強.機電一體化數控技術在機械加工中的應用[J].中國設備工程，2017（6）：117-118.

[3]孔曉峰，趙森，趙文飛.數控技術在機械制造中的應用[J].電子制作，2015（10）：234.