論機電一體化數(shù)控技術的實際應用

倪建華

摘 要：進入計算機時代后，機電一體化數(shù)控技術得到了長足的發(fā)展，與傳統(tǒng)的機械工程技術相比，機電一體化數(shù)控技術是將微電子技術與機械技術相結合，其可編輯性較強，擁有較高精度、效率及安全性。目前在數(shù)控機床、人工智能機器人、汽車電子設備、工業(yè)機器人等領域皆有廣泛應用。

關鍵詞：機電一體化;數(shù)控技術;實際應用

中圖分類號：TG659 ???????文獻標識碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2019.12.016

傳統(tǒng)機械制造業(yè)已經(jīng)無法滿足人們對產(chǎn)品質(zhì)量及其制造機械性能日漸增長的需求，而機電一體化技術將計算機技術、機械技術、傳感器技術等有機結合，具有較高的精度、效率及安全性，近幾十年來發(fā)展迅速，如今已是機械制造業(yè)中不可或缺的一部分。在數(shù)控機床、工業(yè)機器人、汽車電子等領域皆有廣泛應用。

1 數(shù)控機床領域

機電一體化數(shù)控技術在數(shù)控機床上主要應用機械設計、自動控制、執(zhí)行與驅(qū)動、檢測與傳感四個方面。機械設計方面，相較傳統(tǒng)機床，數(shù)控機床擁有以下技術應用：（1）數(shù)控機床利用調(diào)壓器、高效調(diào)頻，其主軸工作速度快，安全性更好，工作人員的工作量小，工作效率高;（2）其封閉式防護切屑、切削液措施，設計更加人性化，使工作人員的人身安全更有保障;（3）傾斜式排屑設計，排屑效率更高;（4）自動化換刀設計，數(shù)控機床能夠?qū)崿F(xiàn)多個零件步驟同時加工的程序，大量減少機床體積，方便機床移動、運輸;（5）數(shù)控機床設計多個伺服電機，其主、副進給傳動彼此之間的工作互相獨立又共同協(xié)助地完成整體機房工作。自動控制技術方面，數(shù)控機床的自動化控制系統(tǒng)是借助機床的可編程邏輯器件讀取外部計算機所編寫的程序，可以根據(jù)不同需求實現(xiàn)自動化控制。執(zhí)行與驅(qū)動技術主要是由執(zhí)行驅(qū)動設備和驅(qū)動單元組成。執(zhí)行與驅(qū)動技術執(zhí)行機床輸入的指令，驅(qū)動整個機床按照計算機系統(tǒng)所下達的指令完成相關部件的精確加工。相較傳統(tǒng)加工方式，機電一體化數(shù)控技術優(yōu)勢顯著，其所加工效率高，產(chǎn)品精度好、質(zhì)量高。系統(tǒng)檢測與傳感系統(tǒng)則主要由檢測設備、檢測電路及反饋電路組成，此技術保障即使在無人監(jiān)督的情況下，數(shù)控機床仍能獨立對自身進行安全檢測及信息反饋，能夠確保機床長時間穩(wěn)定工作。

2 人工智能機器人

網(wǎng)絡技術的不斷發(fā)展，python、Java、c++等語言的廣泛應用，電子芯片制造不斷微型化、小型化、獨立化，使得機電一體化數(shù)控技術也朝向獨立個體而發(fā)展，而這一過程中，結合而來的人工智能機器人則是技術最好的體現(xiàn)。雖然目前人工智能機器人的發(fā)展仍舊處于探索階段，但部分技術已經(jīng)相當成熟，尤其是機電一體化數(shù)控技術。通過內(nèi)部芯片中設置的深度學習算法，使得人工智能機器人能夠根據(jù)外界的變化而不斷進行數(shù)據(jù)存儲;同時，通過芯片中對于外部硬件設備和機器的控制，使得人工智能機器人能夠完成更擬人化的操作，行為能夠更加符合人類的角度。

3 汽車電子設備

隨著人們消費水平的提高，必然促使人們對于生活質(zhì)量的要求提高，這導致了目前汽車行業(yè)所發(fā)生的巨大變革，這使得機電一體化數(shù)控技術隨著變革完美融合于汽車制造業(yè)之中。在過去，汽車通過燃燒汽油實現(xiàn)熱電轉(zhuǎn)化，這一過程中絕大部分熱量用于實現(xiàn)汽車驅(qū)動力的產(chǎn)生;而對于電力，多數(shù)提供給燈光、車內(nèi)空調(diào)、音響等設備。隨著芯片技術、網(wǎng)絡技術、衛(wèi)星導航技術等的快速發(fā)展，電力所需要供應的設備越來越多，機電一體化數(shù)控技術也因此開始廣泛應用，使得眾多現(xiàn)代化技術能夠搭載汽車各個設備中，實現(xiàn)更好的服務。

機電數(shù)控通過與車身雷達測距相結合使汽車駕駛員能夠更加迅速、安全地實現(xiàn)起步與停泊;防抱死系統(tǒng)作為汽車安全性能的重要指標在機電數(shù)控一體化加入后，使汽車的反映更加靈敏，面對突發(fā)狀況更能夠保證人身安全;通過與變速器相結合，使駕駛員能夠觀測到更準確的速度數(shù)據(jù)，同時數(shù)據(jù)傳輸更加準確，通過與電子測算技術的相結合實現(xiàn)汽車各個環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)性;激光測距系統(tǒng)作為評判現(xiàn)代汽車的重要標準之一，在結合機電數(shù)控技術搭載到汽車上后，使汽車能夠迅速掃描前方的道路，標記道路中的障礙物，同時通過監(jiān)視器反饋行車信息，使汽車駕駛員能夠在安全的環(huán)境駕駛車輛;汽車內(nèi)部搭載的操作反饋系統(tǒng)會對司機的操作情況及時進行反饋，在緊急情況下如果駕駛員的操作出現(xiàn)問題，系統(tǒng)通過對內(nèi)部機器的運轉(zhuǎn)狀況進行判定，為駕駛員提供相應的參考操作，該系統(tǒng)對于目前無人駕駛汽車的發(fā)展有著極大的促進作用，但仍然處于試驗階段?？傮w而言，機電一體化數(shù)控技術在汽車內(nèi)部中的應用，提高了現(xiàn)代汽車的整體性能，對行車安全起到極大的保障作用。

4 結語

機電一體化數(shù)控技術充分發(fā)揮了設備的功能，大大提升其工作效率，延長使用壽命，減少設備維修次數(shù)。機電一體化數(shù)控技術擁有遠大前景，是目前技術發(fā)展的方向，是時代發(fā)展的必然選擇。我國的機電一體化數(shù)控技術起步較晚，經(jīng)驗不足，更需要國家與政府重視起來，加大投資，深入發(fā)展。相關企業(yè)積極進行技術革新，方能盡快實現(xiàn)技術的“彎道超車”。

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