淺談機(jī)電一體化數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用

殷九洲

摘 要：隨著工業(yè)技術(shù)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)電一體化數(shù)控技術(shù)得到快速的發(fā)展和應(yīng)用。本文主要從機(jī)電一體化數(shù)控技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀、應(yīng)用和發(fā)展趨勢(shì)等方面進(jìn)行探討和研究。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化數(shù)控技術(shù);機(jī)械制造;發(fā)展

概述

為滿足人們差異化的需求，現(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)模式正朝著多品種、小批量的生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)變，生產(chǎn)廠家也越發(fā)看重產(chǎn)品的成本和質(zhì)量，其制造技術(shù)的關(guān)鍵在于數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用。數(shù)控技術(shù)可以很大程度上提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，成為現(xiàn)階段國(guó)家和企業(yè)重點(diǎn)研究的領(lǐng)域。

1機(jī)電一體化數(shù)控技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

1.1數(shù)控技術(shù)就是利用數(shù)字信息流來(lái)控制機(jī)械加工和機(jī)械運(yùn)動(dòng)過(guò)程的技術(shù)。這一技術(shù)將成熟的機(jī)械技術(shù)、新興的傳感檢測(cè)技術(shù)、先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)以及光機(jī)電技術(shù)等結(jié)合在一起，目的是改進(jìn)落后的粗獷式的制造技術(shù)，向現(xiàn)代化的集約式的制造技術(shù)轉(zhuǎn)變。數(shù)控技術(shù)通過(guò)將機(jī)械加工及其自動(dòng)化與微電子技術(shù)相結(jié)合，然后再次將其運(yùn)用到機(jī)械加工生產(chǎn)之中，這推動(dòng)了機(jī)械制造技術(shù)的革新，進(jìn)而推動(dòng)了機(jī)械制造業(yè)的 轉(zhuǎn)型和發(fā)展。

1.2機(jī)電一體化技術(shù)是工業(yè)技術(shù)變革的產(chǎn)物，也是社會(huì)生產(chǎn)力進(jìn)步的必然要求。20世紀(jì)90年代后期，光學(xué)、通信技術(shù)、人工智能技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等新技術(shù)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，為機(jī)電一體化數(shù)控技術(shù)開(kāi)拓了更加廣闊的空間。

2機(jī)電一體化數(shù)控技術(shù)應(yīng)用

2.1機(jī)電一體化數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造領(lǐng)域中應(yīng)用較為廣泛，機(jī)械產(chǎn)品通過(guò)微電子技術(shù)和機(jī)電結(jié)合，產(chǎn)品附加值得到提升。在產(chǎn)品向著高智能化發(fā)展的背景下，不同年代機(jī)械產(chǎn)品附加值的技構(gòu)成比例有了明顯的變化。機(jī)械元件對(duì)于產(chǎn)品附加值的影響最低，而軟件對(duì)于產(chǎn)品附加值的影響頗高。 縱觀機(jī)電一體化產(chǎn)品的發(fā)展變化，可分為三個(gè)典型期間的產(chǎn)品代表。

2.1.1機(jī)電一體化機(jī)械初期產(chǎn)品，它在原有機(jī)械系統(tǒng)的基礎(chǔ)上采用電子電器元件，使原機(jī)械系統(tǒng)性能提高，功能增強(qiáng)的產(chǎn)品，因而該時(shí)期的機(jī)電一體化產(chǎn)品，屬于功能附加型。

2.1.2機(jī)電一體化產(chǎn)品，在電子微處理器的應(yīng)用下，改變了原機(jī)械系統(tǒng)中的機(jī)械控制功能，避免了控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)的繁瑣，屬于功能替代型。電子微處理器在應(yīng)用一段時(shí)間后，獨(dú)立的軟件產(chǎn)業(yè)掘起并迅速發(fā)展，機(jī)電一體化產(chǎn)品借助微機(jī)與軟件更是簡(jiǎn)化了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)了性能。 同時(shí)，機(jī)電一體化產(chǎn)品的柔性控制功能，也得到了顯著改善，而微機(jī)、軟件與機(jī)械技術(shù)的交叉應(yīng)用，凸顯了系統(tǒng)整體的優(yōu)越性，為機(jī)電一體化產(chǎn)品的發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。

2.1.3機(jī)電一體化產(chǎn)品，在專用集成電路應(yīng)用前提下更具優(yōu)勢(shì)。專用集成電路通過(guò)硅編譯器的SLI自動(dòng)設(shè)計(jì)工具制成特定用途的集成電路使產(chǎn)品設(shè)計(jì)更加靈活，機(jī)電一體化數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造中有著絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，能夠?qū)崿F(xiàn)整體優(yōu)化，并達(dá)到最佳產(chǎn)品目標(biāo)，屬于機(jī)電融合型。

2.2數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來(lái)了革命性的變化，使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征，而且隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，他對(duì)國(guó)計(jì)民生的一些重要行業(yè)（IT、汽車、輕工、醫(yī)療等）的發(fā)展起著越來(lái)越重要的作用，因?yàn)檫@些行業(yè)所需裝備的數(shù)字化已是現(xiàn)代發(fā)展的大趨勢(shì)。

3機(jī)電一體化數(shù)控技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

3.1高速、高精加工技術(shù)及裝備

效率、質(zhì)量是先進(jìn)制造技術(shù)的主體。高速、高精加工技術(shù)可極大地提高效率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次，縮短生產(chǎn)周期和提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。來(lái)數(shù)控技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用速度將越來(lái)越快、將追求更高精度以及更高效率 產(chǎn)品性能。諸多核心技術(shù)的應(yīng)用，如：采用RISC芯片、高速CPU芯片、多CPU控制系統(tǒng)的交流數(shù)字伺服系統(tǒng)等，將大大了改善機(jī)床動(dòng)態(tài)、靜態(tài)等特性，很大程度上提高了制造的精度以及效率;同時(shí)計(jì)算機(jī)技術(shù)以及控制技術(shù)的快速發(fā)展，也使數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用速度越來(lái)越快。

3.2柔軟性

數(shù)控技術(shù)柔軟性實(shí)際上包含兩個(gè)方面：①數(shù)控技術(shù)本身的柔軟性，就數(shù)控技術(shù)本身而言，豐富的功能、模塊化的系統(tǒng)設(shè)計(jì)和高可塑性可以滿足各種的客戶需求;②群體控制的整體柔軟性，在 際生產(chǎn)過(guò)程中可以動(dòng)態(tài)的調(diào)整信息流，以便適應(yīng)各種差異化的生產(chǎn)要求，這使群體控制系統(tǒng)整體的效能得到極大的發(fā)揮。

3.3、復(fù)合型、多軸化控制

為順應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，未來(lái)的數(shù)控技術(shù)需要具有復(fù)合加工的特性，這樣則可以減少生產(chǎn)過(guò)程中不必要的損失。所謂數(shù)控技術(shù)的復(fù)合加工，就是說(shuō)一件產(chǎn)品只需要在一臺(tái)機(jī)床上運(yùn)作就能完成，即在同一機(jī)床上完成多道工序的復(fù)合加工， 而這些復(fù)合加工的數(shù)控技術(shù)關(guān)鍵在于對(duì)機(jī)床旋轉(zhuǎn)主軸的控制精度和控制數(shù)量， 目前世界上有很多優(yōu)秀的高精度多軸數(shù)控系統(tǒng)，如：西門子880 系統(tǒng)，該系統(tǒng)不但加工精度高，而且控制機(jī)床加工軸的數(shù)目已經(jīng)達(dá)到 24 個(gè)。

3.4智能化

智能化是21世紀(jì)機(jī)電一體化技術(shù)的一個(gè)重要發(fā)展方向，所謂“智能化”是對(duì)機(jī)械行為的描述，是在控制理論的基礎(chǔ)上，吸收人工智能，運(yùn)算學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)等眾多思想和方法，模擬人類智慧，使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，已達(dá)到更高的控制目標(biāo)。為追求加工效率和加工質(zhì)量方面的智能化，如：加工過(guò)程的自適應(yīng)控制，工藝參數(shù)自動(dòng)生成;為提高驅(qū)動(dòng)性能及使用連接方便的智能化，如：前饋控制、電機(jī)參數(shù)的自適應(yīng)運(yùn)算、自動(dòng)識(shí)別負(fù)載自動(dòng)選定模型、自整定等;還有智能診斷、智能監(jiān)控、方便系統(tǒng)的診斷及維修等。

4結(jié)束語(yǔ)

機(jī)電一體化數(shù)控技術(shù)是許多科技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶成果，它作為推動(dòng)社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展的重要推動(dòng)力，在各個(gè)領(lǐng)域中占有重要的地位，也是評(píng)估一個(gè)國(guó)家科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平的重要指標(biāo)。深入開(kāi)發(fā)和研究機(jī)電一體化數(shù)控技術(shù)，使其在機(jī)電一體化系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用，爭(zhēng)取早日實(shí)現(xiàn)“中國(guó)制造2025”。

參考文獻(xiàn)：

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[2]林少銳.機(jī)電一體化技術(shù)在智能制造中的應(yīng)用[J].科技資訊，2015.