數(shù)控坡口機(jī)技術(shù)升級(jí)中應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)的分析

劉帥

（四川職業(yè)技術(shù)學(xué)院，四川 遂寧 629000）

數(shù)控坡口機(jī)技術(shù)升級(jí)中應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)的分析

劉帥

（四川職業(yè)技術(shù)學(xué)院，四川 遂寧 629000）

數(shù)控機(jī)床是由機(jī)、電共存的機(jī)電一體化設(shè)備構(gòu)成，其機(jī)械使用離不開(kāi)電氣、電氣為機(jī)械服務(wù)，互相依存，綜合技術(shù)性很強(qiáng)，如何合理的設(shè)計(jì)使用機(jī)電設(shè)備，做到機(jī)械與電氣的相輔相融，具有十分重要的意義。

數(shù)控坡口機(jī)技術(shù)；機(jī)電一體化；升級(jí)；問(wèn)題及措施

機(jī)電一體化是新世紀(jì)顯著改變世界和最有影響力的十大技術(shù)之一，其作為信息化時(shí)代一大嶄新的科學(xué)技術(shù)，能夠?qū)⑵驴跈C(jī)和坡口機(jī)目標(biāo)進(jìn)行分隔，并追蹤檢測(cè)一些特定區(qū)域中的運(yùn)動(dòng)、節(jié)點(diǎn)目標(biāo)。隨著多年來(lái)科學(xué)研究的不斷深入和數(shù)控坡口機(jī)技術(shù)的深入發(fā)展，數(shù)控坡口機(jī)技術(shù)升級(jí)不斷改革更新。高度集成化產(chǎn)品、坡口機(jī)寬帶技術(shù)及高端計(jì)算機(jī)技術(shù)等新技術(shù)、新產(chǎn)品不斷被開(kāi)發(fā)、推廣、創(chuàng)新、換代，這也為數(shù)控坡口機(jī)技術(shù)升級(jí)提供了有效的知識(shí)和技術(shù)支持。為了進(jìn)一步推動(dòng)數(shù)控坡口機(jī)技術(shù)的發(fā)展，本研究在數(shù)控坡口機(jī)技術(shù)升級(jí)中應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)，分析了其應(yīng)用效果，并對(duì)數(shù)控坡口機(jī)技術(shù)升級(jí)中存在的問(wèn)題和措施進(jìn)行了討論，現(xiàn)總結(jié)如下。

1 結(jié)果

1.1 數(shù)控坡口機(jī)機(jī)電一體化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

坡口機(jī)機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)是一個(gè)解耦和耦合的過(guò)程。其中包括多個(gè)機(jī)電單元，其中每個(gè)機(jī)電單元均有控制器、傳感器和制動(dòng)器邏輯構(gòu)成。機(jī)電一體化系統(tǒng)分布邏輯結(jié)構(gòu)如圖1。

圖1 機(jī)電一體化系統(tǒng)分布邏輯結(jié)構(gòu)

1.2 數(shù)控坡口機(jī)技術(shù)升級(jí)中應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)效果

本研究在數(shù)控坡口機(jī)技術(shù)升級(jí)中應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)后發(fā)現(xiàn)，數(shù)控坡口機(jī)能源有效利用率、工作效率、精準(zhǔn)度和功率利用率大大提升，差異比較具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。表1為機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用前后各指標(biāo)比較。

表1 機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用前后各指標(biāo)比較 %

2 討論

在20世紀(jì)70年代最先由日本學(xué)者提出了機(jī)電一體化概念，具體指一些機(jī)械和電氣融合的一類(lèi)技術(shù)，這類(lèi)技術(shù)將信息技術(shù)、電子技術(shù)和機(jī)械技術(shù)緊密的結(jié)合在一起，并將其應(yīng)用到工作和生活的各個(gè)方面，因此這也被稱(chēng)之為機(jī)械電子學(xué)?，F(xiàn)在，機(jī)電一體化已經(jīng)成為一項(xiàng)獨(dú)立的學(xué)科，包括傳感、機(jī)械和數(shù)據(jù)管理三個(gè)部分。傳感部分是設(shè)備上的各類(lèi)傳感器；機(jī)械部分包括動(dòng)力裝置、機(jī)架等，是設(shè)備的主題部分；數(shù)據(jù)管理部分是設(shè)備的計(jì)算機(jī)等信息處理部件。隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的日益更新，機(jī)電一體化技術(shù)的內(nèi)容發(fā)生了眾多變化，而且變的更加多樣化。但是其機(jī)械、電氣等各個(gè)領(lǐng)域的技術(shù)系統(tǒng)性結(jié)合在一起發(fā)揮作用的本質(zhì)仍未改變。機(jī)電一體化就是通過(guò)整體結(jié)合，根據(jù)技術(shù)的變化進(jìn)行適當(dāng)優(yōu)化，從而建立起一個(gè)功能全面、耗能較低及質(zhì)量?jī)?yōu)秀的綜合性技術(shù)體系。本研究發(fā)現(xiàn)，本研究在數(shù)控坡口機(jī)技術(shù)升級(jí)中應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)后發(fā)現(xiàn)，數(shù)控坡口機(jī)能源有效利用率、工作效率、精準(zhǔn)度和功率利用率大大提升，差異比較具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，使得數(shù)控坡口機(jī)技術(shù)發(fā)展進(jìn)入全新的智能時(shí)代，是數(shù)控坡口機(jī)技術(shù)的一次革新。當(dāng)下網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)達(dá)，使得跨地區(qū)、跨國(guó)界坡口機(jī)傳輸成為可能，這也大大促進(jìn)了其技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展。而在數(shù)控坡口機(jī)技術(shù)升級(jí)中也會(huì)遇到眾多問(wèn)題，具體如下。

2.1 數(shù)控坡口機(jī)技術(shù)升級(jí)中應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)存在的問(wèn)題

數(shù)控坡口機(jī)技術(shù)升級(jí)能夠?yàn)槠洚a(chǎn)品服務(wù)商提供機(jī)電一體化、數(shù)控軟件、中央處理器等開(kāi)發(fā)技術(shù)和工具的支持，從而縮短產(chǎn)品研發(fā)進(jìn)程，加速設(shè)備的投入使用。數(shù)控坡口機(jī)技術(shù)升級(jí)中應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)主要考慮三個(gè)方面。

（1）機(jī)電一體化技術(shù)所需的系統(tǒng)平臺(tái)的選擇。

（2）機(jī)電一體化及數(shù)控技術(shù)的組合應(yīng)用。

（3）數(shù)控坡口機(jī)技術(shù)升級(jí)設(shè)備的具體構(gòu)成。機(jī)電一體化技術(shù)作為一項(xiàng)綜合性技術(shù)可謂內(nèi)涵豐富，其能促進(jìn)數(shù)控坡口機(jī)技術(shù)的升級(jí)，而數(shù)控坡口機(jī)使用過(guò)程中存在一些問(wèn)題妨礙了其升級(jí)，具體如下。

2.1.1 套料技術(shù)問(wèn)題

數(shù)控坡口機(jī)的編程十分復(fù)雜，因此其使用過(guò)程中由于編程路徑選擇等操作失誤，十分容易導(dǎo)致鋼材的浪費(fèi)，導(dǎo)致套料技術(shù)不合理。鋼材的浪費(fèi)與數(shù)控坡口機(jī)的切割速度有關(guān)，速度越快，浪費(fèi)越嚴(yán)重。目前，主要通過(guò)CAD制圖等軟件將目的零件圖轉(zhuǎn)化為NG等較為簡(jiǎn)單的切割數(shù)據(jù)來(lái)完成切割。但這種方法存在一定的局限性。

（1）由于數(shù)控坡口機(jī)的編程十分繁雜，這導(dǎo)致大量時(shí)間被浪費(fèi)在坡口機(jī)編程上，嚴(yán)重降低了機(jī)器的工作效率，造成了時(shí)間上、人力上不必要的浪費(fèi)。

（2）數(shù)控坡口機(jī)需要接入人工方法進(jìn)行排料，如果鋼板切割過(guò)程中出現(xiàn)任何一個(gè)小的失誤，容易導(dǎo)致整個(gè)鋼板報(bào)廢，導(dǎo)致了嚴(yán)重的資源浪費(fèi)。

2.1.2 數(shù)控坡口機(jī)切割技術(shù)亟待改革

數(shù)控坡口機(jī)切割技術(shù)主要是對(duì)管道進(jìn)行切割和焊接的技術(shù)。因此，數(shù)控技術(shù)的水平對(duì)于切割和焊接及整體完成度和技術(shù)水平具有十分重要的意義。目前，我國(guó)多數(shù)企業(yè)會(huì)應(yīng)用刨邊機(jī)輔助數(shù)控切割技術(shù)，甚至應(yīng)用人工輔助的方式，這樣嚴(yán)重的影響了數(shù)控切割技術(shù)的發(fā)展，不但會(huì)增加數(shù)控切割的操作步驟，浪費(fèi)了大量人力物力，還會(huì)降低數(shù)控坡口機(jī)的工作效率和質(zhì)量，得不償失。

2.2 數(shù)控坡口機(jī)技術(shù)升級(jí)的改進(jìn)措施

2.2.1 合理配置套料技術(shù)

將機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用到數(shù)控坡口機(jī)上，以促進(jìn)合理的配置套料技術(shù)。機(jī)電一體化技術(shù)能夠?qū)C(jī)械技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等結(jié)合在一起，促進(jìn)數(shù)控坡口機(jī)配料設(shè)備的配置優(yōu)化，充分發(fā)揮套料技術(shù)各設(shè)備的功能。通過(guò)機(jī)電一體化技術(shù)極愛(ài)去哪個(gè)對(duì)坡口機(jī)套料技術(shù)的控制管理，并對(duì)軟件和技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，可有效的降低運(yùn)作成本，在節(jié)約資源的同時(shí)也提升了數(shù)控坡口機(jī)的工作質(zhì)量和效率。

2.2.2 改進(jìn)數(shù)控切割技術(shù)

機(jī)電一體化采用當(dāng)下眾多高新技術(shù)手段來(lái)完成一些機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行和操作。應(yīng)用最新的計(jì)算機(jī)技術(shù)升級(jí)和優(yōu)化數(shù)控坡口機(jī)能夠減少乃至消除數(shù)控切割中存在的問(wèn)題。通過(guò)預(yù)先對(duì)數(shù)控坡口機(jī)進(jìn)行編程，并生成命令對(duì)材料進(jìn)行切割。這樣的數(shù)控切割技術(shù)大大提升了切割速度，還能夠保障數(shù)控坡口機(jī)的切割質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，提升了數(shù)控坡口機(jī)的工作效率。目前，國(guó)外應(yīng)用先進(jìn)的數(shù)控坡口機(jī)技術(shù)進(jìn)行數(shù)控切割，相比于國(guó)內(nèi)的一些企業(yè)大大降低了成本，縮短了工作時(shí)長(zhǎng)，我們應(yīng)積極吸收國(guó)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)，并不斷發(fā)展創(chuàng)新，創(chuàng)作出符合我國(guó)國(guó)情的特色數(shù)控坡口技術(shù)。

2.2.3 數(shù)控坡口機(jī)技術(shù)升級(jí)內(nèi)容

數(shù)控坡口機(jī)技術(shù)升級(jí)要注意軟件、開(kāi)發(fā)工具套件、處理器系統(tǒng)和技術(shù)服務(wù)支持四個(gè)方面的內(nèi)容。在數(shù)控坡口機(jī)軟件上應(yīng)注意視頻圖像解碼器和編碼器，功能性程序接口、可定制剪裁的嵌入技術(shù)，以及最為關(guān)鍵的機(jī)電一體化配置框架，這些升級(jí)構(gòu)成了數(shù)控坡口機(jī)軟件升級(jí)模塊，開(kāi)發(fā)最新的軟件有助于其軟件系統(tǒng)的進(jìn)步。在傳統(tǒng)開(kāi)發(fā)工具套件基礎(chǔ)上，可實(shí)施應(yīng)用DevRocket IDE等更加完整的、更加可視化的開(kāi)發(fā)工具套件設(shè)計(jì)。在處理器系統(tǒng)上注意應(yīng)用高運(yùn)算速度的芯片，如高性能的ARM核及可編程DSP核等，在升級(jí)設(shè)備的同時(shí)保障數(shù)控坡口機(jī)技術(shù)高效、便捷、價(jià)格低廉等的要求。技術(shù)服務(wù)要保障數(shù)控坡口機(jī)的后續(xù)服務(wù)支持，可通過(guò)建立第三方平臺(tái)等保障用戶的正確升級(jí)和使用。

3 結(jié)語(yǔ)

數(shù)控坡口機(jī)是對(duì)坡口機(jī)采集的坡口機(jī)序列信息自動(dòng)分析和處理的一項(xiàng)技術(shù)，隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)于坡口機(jī)技術(shù)的升級(jí)也勢(shì)在必行。應(yīng)用機(jī)電一體化在數(shù)控坡口機(jī)技術(shù)升級(jí)中可有效提升數(shù)控坡口機(jī)的水平，有利于自動(dòng)化技術(shù)的不斷提高。

[1]L.E.S. Oliveira, A.J. álvares. Axiomatic Design Applied to the Development of a System for Monitoring and Teleoperation of a CNC Machine through the Internet[J]. Procedia CIRP,2016,53(1):198-205.

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