機電一體化數控技術在機械加工中的應用

計輝

摘要：機電一體化數控加工技術的應用在很大程度上促進了行業的轉型升級，對于進一步提升我國機械加工行業的信息化水平以及自動化水平具有重要意義。在機電一體化技術不斷發展完善的過程中，我國機械加工的工藝水平也在不斷進步，不僅提升了機械加工的精度，同時機械加工的效率也有很大提升。借助成熟的編程技術，將編輯好的加工程序輸入到一體化設備中就可以自動完成機械加工任務，一方面能防止人為因素對機械加工的精度造成影響，另一方面能夠降低機械加工中的人力資源成本，因此需要加強對該技術的應用研究。

Abstract： The application of mechatronics CNC machining technology has greatly promoted the transformation and upgrading of the industry， and is of great significance for further improving the information level and automation level of my country's machining industry. In the process of continuous development and improvement of mechatronics technology， the technological level of my country's machining is also constantly improving， which not only improves the precision of machining， but also greatly improves the efficiency of machining. With the help of mature programming technology， input the edited processing program into the integrated equipment to automatically complete the machining tasks. On the one hand， it can prevent human factors from affecting the accuracy of machining， and on the other hand， it can reduce the manpower in machining. Resource cost， so it is necessary to strengthen the application research of this technology.

關鍵詞：機電一體化;數控技術;機械加工;應用分析

Key words： mechatronics;numerical control technology;machining;application analysis

中圖分類號：TG596? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）15-0095-02

0  引言

現代科技發展為機械加工行業向智能化以及自動化的發展創造了良好的條件，同時機械加工市場的競爭也更加激烈，在國家大力推動產業升級轉型的背景下，傳統的機械加工方式由于精度低、效率低、成本高已經很難在市場競爭中獲得優勢，針對這一問題，機械加工領域需要重視機電一體化數控技術在生產實踐中的應用，以現代化的技術手段提升加工的精度以及加工的效率，促進行業的信息化發展。在這個過程中需要重視對機械加工進行系統化的分析，優化相關技術的應用以及配置，保證機電一體化數控技術能夠在機械加工中充分的發揮作用，提升相關企業的市場競爭力，并促進我國產業升級轉型戰略的實施。

1? 機電一體化數控技術技術概述

從機電一體化數控技術的構成上來看，該技術具有比較強的綜合性，融合了多領域學科的技術，將現代的微電子技術，信息技術以及機電控制技術進行了有機的結合，在生產實踐中，相關技術的應用能夠有效的提升工業生產領域的自動化水平，具有比較強的適用性。在系統運行的過程中，該技術能夠根據系統運行的狀態采取有針對性的控制策略來對系統進行控制，從而優化系統的資源配置，進一步降低相關生產機械的能耗，將提高相關機械運行的精度，并且能夠在很大程度上提升機械運行的自動化水平，是一種現代化的、信息化的工業生產技術。

數控技術的優勢在于能夠以數字化的指令對機械進行控制，與傳統的人工控制方式相比，數控技術往往具有更高的控制精度，同時能夠避免人工操作所導致的誤差，在提升機械運行效率的同時，也能節省人力資源成本。通過將機電一體化技術與數控技術相結合能夠保證二者的優勢得到最大化的發揮，進一步提升工業生產的智能化、自動化以及網絡化水平，在該技術支撐下的工業生產往往具有高精度以及高柔性的特點。

2? 機電一體化及數控技術的差異

具體來說，機電一體化包括可編程控制技術，與生產相關的電氣控制設備、機械制圖、單片機的應用，機械制造技術，液壓傳動技術，電子電工技術以及傳感器技術等。機電一體化技術在設備制造、設備調試等方面能夠發揮重要的作用。

而數控技術主要包括計算機繪圖、電子電工技術、機械制圖、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、傳感器與檢測技術等，在技術上與機電一體化技術有一定的重合性，該技術在金屬加工、編程設計等方面能夠發揮重要的作用，相關領域的人才主要集中在數控機床操作，模具制作以及設計等崗位。在生產實踐中將機電一體化技術與數控技術進行結合，對于提升工業生產水平能夠起到重要的作用。

3? 機電一體化數控技術在機械加工中的應用

3.1 在故障排查中的應用

在機械加工中應用機電一體化數控技術能夠實現在線監控、故障診斷以及自動報警的功能。該技術可以實現對機械加工設備關鍵結構的實時監控，在生產實踐中主要對系統傳動裝置，電動機以及液壓系統進行監控，在系統運行的過程中，一旦相關的模塊出現故障，系統就能及時的發現故障并報警，同時還能提供故障的位置信息，系統操作人員在完善的系統服務下更好的進行操作，及時的發現故障并解決故障，提升系統運行的穩定性，并一步提升工作的效率，在降低維修時間以及維修成本的同時也能有效延長機械的使用壽命。

3.2 提升資源利用率節約成本

在應用機電一體化數控技術的過程中機械加工所產生的能耗也會降低。由于機電一體化數控技術能夠有效的提升系統的自動化水平，根據系統運行的狀態，采取科學的策略對機械運行的狀態進行調整，保證相關機械能夠始終以較高的效率進行運行，因此系統運行的能耗能夠得到有效的降低，同時由于系統的自動化水平提高，有相當一部分生產流程能夠由機械自主完成，因此能夠有效避免人工誤操作導致的加工精度不足，造成材料浪費，因此機電一體化數控技術的應用對于降低能耗，節約成本也能起到作用。

3.3 提升相關設備內部模塊的配合水平

機電一體化數控技術的應用對于機械加工的提升作用是顯而易見的。在進行機械加工的過程中，系統配置的傳感器會對機械的運行狀態進行檢測，相關的檢測數據能夠上傳到系統的控制中心，系統的智能算法能夠對相關的數據進行分析，從而對機械進行智能化控制。從現代機械加工領域的發展情況上來看，智能化的發展趨勢十分明顯。而應用機電一體化數控技術不僅能夠實現對機械的智能化控制，同時能夠實現輔助制造以及設計，進一步提升設計制造的合理性以及科學性。機電一體化數控技術的優勢能夠在制造環節，系統集成以及柔性生產制造中得到充分的體現，促進系統各個模塊之間有機結合，提升系統運行的協調水平。

機電一體化數控技術的應用還能提升制造以及加工環節的網絡化水平。加工制造的環節往往較為復雜，需要系統各個模塊之間的有機配合。在機械控制車間內往往存在上百臺設備，想要上百臺的設備協調運行具有相當的難度。而在機電一體化數控技術的支撐下，能夠利用網絡對各個設備的執行單元的進行連接，相關的生產指令能夠通過網絡下達到每一臺設備，從而實現機械加工過程的精密控制。想要進一步提升機械加工的網絡化水平，就需要提升電子化設計水平，進一步提升控制系統的集成度，保證控制總機能夠對系統進行有效的控制，同時在每臺生產設備中都需要設置電子控制單位，從而能夠接收系統發出的的指令信息，并方便對相關設備進行控制。

3.4 提升機械加工自動化以及智能化水平

從傳統的數控加工形式上來看，在很大程度上需要依靠設置好的加工程序來提升機床的自動化加工水平，但是這種加工模式也具有一定的繁瑣性，對于程序的編寫往往需要耗費大量的時間，在加工的過程中需要嚴格的按照編寫的程序來進行，一旦在加工過程中出現了意外情況，系統并沒有自主判斷的能力，往往還會按照編寫的程序來執行操作，這就很大程度上加大事故所造成的損失。而隨著機電一體化數控技術的不斷發展成熟，智能化的算法開始應用于機械加工中，在精密傳感器以及智能算法的支撐下，已經能夠實現加工過程中的自我分析以及自我測量，系統能夠根據采集的數據及時的發現加工過程存在的問題，能夠有效的避免加工事故的出現，對于降低相關生產企業的損失具有重要的意義。而這一功能的實現需要較高的系統集成水平，而機電一體化數控技術能夠有效提升人與機械生產實踐中的一體化水平，并促進了柔性生產概念引入到機械生產制造中，機械加工的自動化水平有了很大的提升，這對于我國產業升級轉型具有重要的意義。

4? 機電一體化數控技術在機械加工中應用的意義

在科技不斷發展的過程中，機械加工領域出現了很多的新技術以及新工藝，在相關技術的支撐下，現代生產企業已經能夠實現更加復雜對精度要求更高的機械加工。盡管目前我國機械加工領域已經獲得了很大的發展，但是與一些發達國家相比在機械加工的水平上仍有一定的差距。主要的原因在于，我國有相當一部分中小型的機械加工企業，受資金技術的限制，無法將機電一體化數控技術應用于生產實踐中，目前很多企業在生產實踐中用的都是傳統的機床設備，而如果想要將這批設備進行替換無疑需要花費大量的資金。因此在將傳統機械加工模式向現代機械加工模式轉型的過程中，需要對資源進行合理的配置，保證機械加工相關企業能夠逐步將生產方式進行過渡。

在機械加工中應用機電一體化數控技術能夠有效的提升加工的精度以及加工的效率，并進一步提升資源的利用率，避免在機械加工的過程中產生大量的浪費，同時能夠保證設備穩定的運行，對于提升設備的使用壽命也能起到作用，并且能夠縮短加工的周期，保證加工的精度。

在機械加工生產實踐中，機電一體化數控技術的應用已經取得了良好的成果，為機電一體化數控技術更廣泛的應用打下了良好的基礎。目前我國的機械加工領域已經基本掌握了現代化的機械加工技術，同時原本處于科研階段的技術，也成功的應用于生產實踐中，目前已經初步形成了數控生產基地，相關技術不僅在航天工程以及航海領域也得到了廣泛的應用，相關技術已經基本成熟，支持進行批量的產品生產。

5? 機電一體化數控技術在機械加工領域的發展應用趨勢

目前來看，機電一體化數控技術逐漸性提高精度以及提高自動化水平方向發展。對于相關產品的評價標準主要集中在精度，以及效率上。同時智能化的算法并廣泛的應用于機電一體化數控技術中，尤其近些年5G技術以及物聯網技術更加，已經開始與機電一體化數控技術相結合，并在機械加工領域初步發揮作用。

另外機電一體化數控技術開始向柔性方向發展，在這個過程中，數控技術本身的柔性特征得到了加強，并將相關的特征拓展至群體控制。對于數控技術來說，功能性是該技術的基本屬性，現代數控技術的功能性得到了極大的加強，系統設計的模塊化特征相對明顯，使得系統具有比較高的可塑性。同時在生產實踐中，群體控制能夠對信息流進行調整，保證能夠適應不同的生產條件。

參考文獻：

[1]陳風明，趙光霞.機電一體化數控技術在機械加工中的應用研究[J].現代制造技術與裝備，2021，57（03）：196-197.

[2]何峰.機電一體化數控技術在機械制造中的應用探討[J].內燃機與配件，2020（23）：79-80.

[3]劉志偉.機電一體化數控技術在煤礦機械中的應用[J].當代化工研究，2020（19）：70-71.

[4]郭娟.機電一體化數控技術在煤礦機電機械中的應用分析[J].內蒙古石油化工，2020，46（06）：102-103.

[5]韓少云.機電一體化數控技術在煤礦機械中的應用研究[J].石化技術，2020，27（04）：38-39.