機電一體化數控技術在機械制造中的應用

陳虎嘯

[摘? ? 要]在社會經濟快速發展的背景下，我國機械制造行業也向著智能化的方向發展，傳統的控制理論已經無法滿足機械制造行業的發展需求，與目前全新的發展理念產生了較大的沖突，所以需要利用機電一體化技術對機械制造過程實現全面控制。基于此，重點分析了在機械制造過程中機電一體化數控技術的優勢，探究了在機械制造行業中此項技術的具體應用方法。

[關鍵詞]機械制造行業;機電一體化;數控技術;應用方法

[中圖分類號]TG16 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2022）02–00–03

Explore the Application of Mechatronics Numerical Control

Technology in Machinery Manufacturing

Chen Hu-xiao

[Abstract]Under the background of rapid social and economic development， my country's machinery manufacturing industry has also developed towards an intelligent perspective. The traditional control theory has been unable to meet the development needs of the machinery manufacturing industry， and has produced a greater conflict with the current new development concept. Therefore， it is necessary to use mechatronics technology to achieve comprehensive control of the mechanical manufacturing process. Based on this， the article focuses on analyzing the advantages of mechatronics numerical control technology in the process of machinery manufacturing， and explores the specific application methods of this technology in the machinery manufacturing industry， so as to promote the overall development pace of the machinery manufacturing industry.

[Keywords]machinery manufacturing industry; mechatronics; numerical control technology; application method

我國現代化水平正處于快速發展和提升的階段，同時科學技術也得到了較快的發展，其不但能夠滿足自動化機械制造的相關需求，而且還能有效提升機械制造水平。機械制造產品的質量和一體化數控技術之間有著緊密的聯系，機械行業的持續穩定發展離不開機械制造技術，并且掌握數控技術的特點，不斷提高數控技術的應用效果，通過現代化的技術不斷促進我國機械制造行業的穩定發展。

1 機電一體化數控技術主要特點

機電一體化數控技術以自動化技術、傳感技術、計算機技術等為基礎，能夠借助軟硬件對加工制造各環節進行控制，工作人員在終端能夠進行多項操作。長期以來國內機械制造技術發展速度非常緩慢，與當前機械制造行業發展要求不符，通過對機電一體化數控技術的應用，能夠保證編程有更廣的范圍，讓原本單一模式變得多元化。在現場可編輯軟件支持下，能夠達到優化數據運算的目的，保證各項設備的使用更加高效。在應用機電一體化數控技術的過程中，能夠讓機械制造變得更加靈活，在判斷并處理機械制造實際情況時，由一體化管理平臺完成，從而最大限度保證了機械制造最終質量。不僅如此，由于融合了無線通信技術以及傳感檢測技術，讓機電一體化數控技術在以往單方面依賴于硬件控制模式上實現了突破，在具體應用中將制造品當成物質載體。借助專門的編程軟件，讓加工、制造等環節都得到有效控制，讓機械制造有更高的質量與精確度，從而真正實現了對機械制造加工流程的優化。

2 機電一體化數控技術在機械制造中的作用

2.1 提高機械制造精準度

近年來機電一體化數控技術在國內機械制造領域應用越來越廣泛，對于制造期間形成的各類數據信息，都能夠及時、完整地完成收集與處理，讓機械制造環節產生的海量數據參數都更加準確。利用機電一體化數控技術處理各種機械制造數據，能夠將其中出現的有問題數據找出來，為機械制造質量提升奠定良好基礎。在該技術應用過程中，可以讓機械制造整個流程得到有效管理，推動機械制造的順利進行。由于機械制造生產中也面臨信號干擾等問題，并引起機械制造數據與參數發生問題，而該技術可以消除信號干擾帶來的不利因素，讓機械制造精準度提升。數控技術還可以將機械制造期間形成的數據參數全面存儲下來，讓工作人員獲得相應的依據與支持，針對數據與參數進行對比，讓機械制造數據參數得到科學合理的調整，也進一步促使機械制造生產質量實現提升。

2.2 實現機械制造加工高效目標

將機電一體化數控技術在機械制造中的作用充分發揮出來，既可以讓機械制造準確度實現提升，也能讓各項參數與數據得到控制，確保生產加工過程更加完整。對于機械制造生產環節來說，該技術的應用將促使機械制造與加工聯系更加密切，保證最終加工更加高效。針對機械零件加工來說，也可以實現零件加工質量不斷提升，由于省去了人工操作環節，可以防止機械制造中發生失誤，解決原來出現的零件不能使用的問題。將數控技術應用于機械制造加工中，也極大減少了機械設備制造與加工所需時間，保證了最終加工更加高效，為企業帶來最大化的經濟效益。

2.3 不斷完善工業機械制造控制系統

雖然近年來我國工業機械制造領域發展速度很快，機械制造水平有了大幅提升。在機械制造中引入數控技術，也促使技術人員在機械制造方面進行更為深入的分析研究，結合工業機械制造發展中遇到的各種難題，通過將數控技術的作用發揮出來，能夠有效解決工業機械制造中面臨的問題。這樣能夠推動工業機械制造系統的進一步完善，讓我國機械制造水平有一個質的提升。

3 機械制造中機電一體化數控技術的應用

3.1 機床中應用機電一體化數控技術

推動機械制造加工與數控技術的深度融合，充分發揮計算機管控系統作用，讓機床生產與運作等環節都得到有力控制。結合計算機技術各項優勢，能夠讓所有零部件生產與加工流程、質量等都得到有效的管控。數控機床作為新型生態設備，從工作原理上看，主要借助計算機數字代碼程序，在所有機械制造加工流程上進行管控的一種方法。在計算機數字程序內通過輸入具體生產中產品的各種數據信息，讓這些數據信息得到統一整理、記錄與分析，讓機床生產流程都得到充分把控。利用計算機程序發出的指令，讓機床內執行設備與系統等得到有力管控，使機床加工工作設計零部件生產與規定制造生產標準保持一致。

3.2 航空領域中應用機電一體化數控技術

對于航空制造業來說，也逐步開始應用機電一體化數控機床技術，其在各種型號零部件上要求極其嚴格，同時要讓零部件具備較高的質量。從現階段飛機零部件發展情況來看，主要趨勢為多元化與整體化，在飛機機械生產制造、加工生產等領域均有嚴格規定。飛機制造中涉及大量的零部件，常見的有滑軌、蒙皮、梁與接頭等，零部件生產質量的高低，將直接決定著飛機起落架、機翼以及發動機等是否正常工作。飛機架構比較繁瑣與復雜，特別是有大量的零部件種類與樣式，這導致在飛機零部件加工與生產過程中，也出現了很大的差異。對梁上零部件來說，在外觀形狀上以細長、扁平等為主，梁上大部分零件的長度在13 m以上。對飛機框架內的零部件來說，通常較為龐大，以很多大型飛機框架部件為例，在所有類型中占據的比例達到了50%。在飛機蒙皮材料制造中也會大量用到鋁合金材料，在其制造與生產加工期間若是溫度較高，則很容易出現變形的問題。不僅如此，飛機滑軌與接頭的地方涉及了大量較為復雜的架構，一般會用到整體性毛坯完成制造。由于加工期間極易產生毛刺，很難達到飛機零部件加工生產相關要求。將數控技術在飛機零部件制造中合理應用，可以從整體上提升零部件加工質量水平，確保與規定標準相符。在機械制造生產加工中應用機電一體化數控技術，有利于讓飛機所有部件結構、精密度以及尺寸等得到分析，確保所有種類的零部件設計更加科學合理。在應用數控技術以后，也可以從整體上保證飛機零部件加工與切削水平，最終讓飛機零部件加工生產更加規范，確保最終獲得的飛機零部件精密度滿足設計要求，也為飛機零部件加工生產質量的提升打牢了基礎。

3.3 汽車行業中應用機電一體化數控技術

機電一體化數控技術也可以被應用于汽車制造生產中，可以促使汽車生產的安全與穩定進行，讓汽車各種復雜部件在加工中真正滿足高精密度要求。現階段，在汽車制造與生產方面，常見的數據技術包括焊接、裝配和涂裝等，既有利于提升汽車制造加工過程中的精密度，也有效保證了最終工作質量與效率。結合已有的各項數據信息能夠得出，在汽車生產制造中進行焊接時，每輛汽車焊接點通常會超過4 000個。若是采取傳統人工焊接模式，則很難提升焊接質量，甚至對焊接人員身體健康有一定的危害。現在可以借助數控技術控制機器人完成焊接工作，真正解決人工焊接過程中出現的各種缺陷。焊接機器人在工作過程中，能夠利用視覺傳感器與激光傳感等手段，對所有焊接程序進行全面監控，及時發現焊接環節出現的各種焊接縫與焊眼，并自動完成對焊接機器人工作行為的調控，確保焊接任務有效完成，且焊接質量也能符合標準要求。

3.4 工業生產領域中應用數控技術

當前國內工業經濟面臨著良好的發展形勢，但是各大工業生產企業也遇到了嚴峻的考驗，市場競爭越來越激烈。工業企業為了跟上時代發展的腳步，在激烈市場競爭中占據有利地位，應該不斷提升生產效率，保證產品生產質量，這樣自身的核心競爭力才能獲得發展。因此，將數控技術應用于工業生產領域，有利于企業各項生產環節更加高效，讓工業企業獲得有力的競爭條件。此外，工業企業在應用數控技術的過程中，也可以借助計算機網絡技術，讓工業生產設備得到有力控制，以信息數據的方式將各項指令傳達給工業生產設備，便于后續的自動化生產。這樣工業機械設備就能夠正常并高效開展工作，工業企業生產效率也能實現進一步提升。此外，工業企業生產中引入數控技術，可以針對工業生產流程發生的各類問題與故障，提前發出預警信息，工作人員可以第一時間找到問題，運用有效方法提升工業設備維修水平，工業生產企業各項生產設備也能始終處于安全穩定運行狀態，并實現經濟效益的快速增長。數控技術不僅能夠幫助工業企業提高生產效率，也能最大限度降低人工方面的投入，通過應用計算機技術對所有生產設備進行控制，是對以往人工生產模式的創新，并逐步發展為現代工業自動化生產模式。這樣工業企業不需要在人力資源上付出過多成本，也能實現經濟效益目標。在工業領域通過發揮數控技術的作用，除了能夠對各項生產操作流程進行優化以外，也能讓工作人員人身安全獲得可靠保障，防止設備出現問題后對人員帶來的傷害。以數控技術為基礎，促使各生產設備聯系更加密切，是對傳統工業設備生產方式的重大突破，也實現了工業企業市場競爭力的增強。

3.5 在煤礦機械領域中應用數控技術

近年來我國社會經濟發展速度很快，人們生活水平也有了很大改善，在煤等資源上的需求也更大，對于煤礦行業來說產生了有力的推動。煤礦企業在煤資源采集過程中，一般需要結合實際煤礦環境條件，有針對性選擇所需設備，而采用先進安全的采集機械設備，能夠促使煤礦采集效率更高。在煤礦采集機械設備中應用數控技術以后，也能達到優化與完善機械設備的目的，保證其實際生產中發揮最大價值。在數控技術的支持下，采集設備切割的效率與速度有了大幅提升，從而保證了煤礦采集速度。將數控技術應用于煤礦機械中，是對以往煤礦采集技術新的突破，不僅保證整個操作方法更為便捷，也充分緩解了人工操作壓力，保證了采集工作更加高效。在煤礦機械中應用數控技術，可以獨立開展煤礦采集等各項工作，也能夠促使煤礦采集流程更加完善與規范。

3.6 數控技術工作原理

在數控系統運行過程中，通常由中控平臺（CNC）操控各種機械設備，從而可以站在多個角度讓機械運行設備得到科學調控，具體來說涉及監測定位、信號和運轉數量等。數控系統中安裝有編制軟件，能夠達到操控程序的目的，讓各種硬件設備可以結合軟件設置流程完成運行，最終所有操作任務均可以順利完成。CNC能夠分析所有的輸入信號與信息，分析結果可以第一時間反饋為操作指令，數控機床機械設備根據操作指令可以完成一系列操作。一些設備的精密度非常高，則要考慮選擇引入插補法，保證控制目標順利達成，并與CPU有效結合起來，能夠相應調控參數，讓機械系統始終處于高效且穩定運行狀態。

4 數控技術在機械加工中的應用優勢

4.1 技術精細的要求

當前由于工作領域存在差異，在零部件方面的要求也不一樣，要想提升零部件的精細度，要摒棄以往的人工操作模式，積極跟上時代發展腳步，不斷向著機械制造領域發展。在使用數控設備以后，能夠在系統中錄入各種零部件生產制造信息與質量標準，并通過數控系統有效處理各種數據。在數控技術應用與機床設計中，可以提升零部件精細控制水平，可見數控技術將在機械制造領域發揮關鍵的作用。在實際生產期間，數控技術也可以與電子繪圖技術相結合，通過不斷改善編程流程，讓原本復雜的加工三維結構轉變為詳細、直觀的機械加工方案。

4.2 工作效率要求

數控技術在機械制造中的應用，也可以達到對加工尺寸進行精準控制，結合平整度、形位公差等要求，將切削尺寸與加工方法明確下來。在數控技術的支持下，讓加工路線得到充分固化，在提升精細度與質量的過程中，也能優化程序，確保切削期間刀具的最大作用能體現出來，減少走道與返回過程耗費的時間。采取數控管理的方法，能夠讓所有設備參數得到及時掌握，特別是銑床切削過程中可以真正達到加工要求。從實際生產與應用情況來看，要采取批量生產的方式，幫助企業實現經濟效益的增長。

5 結束語

隨著我國機械加工行業的飛速發展，在數控系統方面有了更嚴格規定，主要體現在精準度、加工質量與加工效率等方面。現在機電一體化數控技術發展很快，可以保證機械加工中產品質量的提升，精準度與效率方面也能符合要求。因此要從整體性構建，逐步打造起數據獲取系統與數據分析系統，保證系統智能化水平實現提升，推動我國的工業化發展。

參考文獻

[1] 謝芳.機電一體化數控技術在機械制造中的應用分析[J].內燃機與配件，2021（24）：88-90.

[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.