機電一體化在數控機床中的應用

張立偉 中信戴卡股份有限公司

我國數控機床的生產水平有待進一步提升，機電一體化也不例外。機電一體化在我國的發展時間比較晚，為了使其在數控機床中發揮出更加重要的作用，就要加大研究與開發力度，提高數控機床加工水平。

一、機電一體化發展現狀

早期的機電一體化主要是應用微電子技術發揮出機械的各項功能，將機械裝置和電子裝置以及常用軟件相結合而構成的系統。新時代的機電一體化的內容不斷更新和完善，包含多種技術，如信息技術、電工電子技術、自動化控制技術等。在工業生產中，機電一體化技術的應用范圍十分廣泛。機電一體化可促進工業生產邁向現代化方向，還能降低企業的成本。

我國機電一體化技術的起步較晚，與發達國家相比還存在不小的距離，與機電一體化有關的專業人才比較稀缺，對機電一體化進行研究和改造時，會存在較大的困難。比如，傳統的機床與電工電子技術和計算機等先進技術之間不能實現順利融合。隨著我國綜合國力的不斷提升，機電一體化技術在我國將會有更加廣泛的發展前景。

二、數控機床發展現狀

數控機床在美國和德國等發達國家的發展速度飛快，早已成為加工制造業中的重要技術。我國數控機床的發展始于20世紀80年代。數控機床主要是利用控制編碼或相關指令規定的程序，將經過轉化后的譯碼采用數字進行表示。在專門的數控裝置中輸入這些數字，就可以對每一個加工機床發布相應指令，提高零件的加工精度。目前，數控機床在我國發展的過程中還存在一些問題。

（一）數控水平有待提升

許多國內企業的數控機床主要依賴國外，比如，通過合作或合資的方式實現對數控機床的生產和加工，或者負責經營數控機床。數控機床核心技術并不在我國，我國企業只負責對部件進行組裝。由于國內的數控機床發展受到很大限制，加之數控機床在我國起步較晚，因此，與之相關的專業技術人才比較匱乏。盡管我國技術人員始終著力于研究數控機床的核心技術，發達國家也在進一步完善與之相關的技術，但我國數控機床的技術水平依然無法與發達國家相提并論。許多核心部件依然需要通過進口，國內數控機床核心技術研發能力不足，這樣就會對我國數控機床產業化發展造成不利影響。

（二）產品性能有待完善

數控機床的性能將直接影響到零件的加工效率與質量。大部分國內數控機床的性能不能與國外發達國家的產品相比，而且數控機床的產品加工精準度難以達到客戶的要求。比如，零件的重復定位精度難以符合歐洲制定的相關標準。

三、機電一體化在數控機床中的應用

（一）機械設計技術

將機械設計技術與數控機床相結合，可轉變傳統數控機床中存在的問題，完善其性能，提高其使用價值。機械設計技術離不開計算機技術的支持，該技術主要結合用戶的需求，對機械裝置進行優化，提高裝置的精度與穩定性。采用計算機技術對數控機床的生產過程進行綜合分析，就能及時調節機械與坐標軸之間的關系，實現對數控機床的改造。比如，進行零件加工時，會采用全封閉防護措施，這樣就能對操作人員形成保護，而且工作效率較高。通過傾斜式排屑，就能提高工作效率。不僅如此，數控機床還能減輕工作人員的工作量，通過機械設計技術對機床主軸和工件裝夾進行改造，就能確保工作更加安全，為操作人員分擔工作。此外，在機械設計技術的支持下，數控機床經過換刀設計后，就能對多個零部件進行加工，機床重量大大減輕。

（二）自動化控制技術

在數控機床中應用自動化控制技術，就能發揮出該技術的自動化特征，提高加工精度與效率。在自動化控制技術中主要包括信息技術、計算機技術、可編程邏輯器。將硬件和軟件彼此配合，就能較好地發揮出自動化控制的作用。計算機與通訊技術負責接收加工信息，還要對數據進行轉換、保存等處理。采用可編程邏輯器對指令進行讀取，就能對機床的開關和切割功能進行控制。進行零部件加工時，計算機會直接發出指令，然后就能實現自動化加工與生產，提高工作效率。

（三）執行與驅動技術

在數控機床中，執行與驅動技術可對設備的電壓和功率進行調節，提高設備的驅動力，使設備具有更高的工作效率。在數控機床工作的過程中，通過設置執行驅動單元與驅動設備，將電子電氣接口作為執行驅動單元與計算機數控設備的連接點，確保驅動控制命令能夠直接下達。為了實現機械驅動與執行機構的連接，確保自動化控制命令能夠直接下達到設備之上，就要發揮出機械加工接口的功能。通過這種方式，就能確保數控機床嚴格按照相應的指令進行操作。在執行與驅動技術的支持下，產品的質量會更有保證，數控機床的生產精度更高。

（四）檢測與傳感技術

由于數控機床結構具有一定的復雜性，很容易受到環境或其他外部因素的影響，導致機床存在較為嚴重的隱患，一旦機床出現故障，就會對零件加工的質量和效率造成不利影響。為了實現我國數控機床可持續發展，就要發揮出檢測與傳感技術的作用。在數控機床中，主要是通過應用檢測設備、監測電路和反饋電路，對機床進行全面的檢測，了解零件的各項技術參數。通過轉換電路就能及時將零件的相關信息傳輸到計算機之中，由計算機對數據進行合理的處理與分析，就能了解數控機床是否存在安全隱患。一旦發現有異常情況，就會及時分析原因，采取有效的解決對策，確保數控機床正常運行。

四、結束語

總之，隨著機電一體化技術的不斷發展，數控機床的功能和性能日益完善。在機電一體化中包含多種技術，將其與數控機床有機結合，就能提高機床的性能，確保零件的質量和精度符合要求。