機(jī)電一體化數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用探討

何峰

摘要：我國(guó)的機(jī)械制造行業(yè)已經(jīng)朝著智能化方向轉(zhuǎn)變，使得機(jī)電一體化數(shù)控技術(shù)逐漸滲入到該領(lǐng)域中，且為機(jī)械制造提供了發(fā)展方向。我國(guó)機(jī)電一體化數(shù)控技術(shù)的發(fā)展十分迅速，將其有效應(yīng)用不僅可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造數(shù)控化，且可以推動(dòng)行業(yè)發(fā)展，因此需要對(duì)該技術(shù)加強(qiáng)關(guān)注力度。本文對(duì)機(jī)電一體化數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用進(jìn)行探討，分析了該技術(shù)在制造過(guò)程中的總體要求，并提出了具體的應(yīng)用策略。

Abstract： My country's machinery manufacturing industry has shifted towards the direction of intelligence， which makes mechatronics numerical control technology gradually penetrate into this field， and provides a development direction for machinery manufacturing. The development of my country's mechatronics numerical control technology is very rapid. Its effective application can not only realize the numerical control of machine manufacturing， but also promote the development of the industry. Therefore， it is necessary to pay more attention to this technology. This article discusses the application of mechatronics numerical control technology in mechanical manufacturing， analyzes the overall requirements of the technology in the manufacturing process， and proposes specific application strategies.

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化;數(shù)控技術(shù);機(jī)械制造;應(yīng)用策略

Key words： mechatronics;numerical control technology;machinery manufacturing;application strategy

中圖分類號(hào)：TD67? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-957X（2020）23-0079-02

0? 引言

隨著我國(guó)現(xiàn)代化水平不斷提高，科學(xué)技術(shù)也在不斷進(jìn)步，其不僅滿足了自動(dòng)化機(jī)械制造的需求，還帶動(dòng)了機(jī)械制造水平的提升。機(jī)械制造產(chǎn)品質(zhì)量與一體化數(shù)控技術(shù)有著密不可分的關(guān)系，若想使機(jī)械制造行業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，必須對(duì)機(jī)械制造中的技術(shù)進(jìn)行科學(xué)選擇，并把握數(shù)控技術(shù)的特點(diǎn)，以此使一體化數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用效果不斷提高，使其更加符合實(shí)際需求，在此基礎(chǔ)上結(jié)合我國(guó)自動(dòng)化機(jī)械制造中數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用情況，規(guī)范機(jī)械應(yīng)用范圍，以現(xiàn)代化技術(shù)推動(dòng)我國(guó)機(jī)械制造行業(yè)的發(fā)展。

1? 機(jī)電一體化數(shù)控技術(shù)的概述

機(jī)電一體化數(shù)控技術(shù)包括傳感技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等，其可以通過(guò)軟件及硬件對(duì)加工制造進(jìn)行控制，通常情況下需要借助終端來(lái)完成。傳統(tǒng)的機(jī)械制造技術(shù)較為單一，無(wú)法滿足當(dāng)前時(shí)代機(jī)械制造行業(yè)需求，而機(jī)電一體化數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用可以將編程范圍擴(kuò)大，改變傳統(tǒng)機(jī)械制造單一的模式，借助現(xiàn)場(chǎng)可編輯軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的運(yùn)算，在實(shí)際應(yīng)用中以數(shù)控裝置完成對(duì)機(jī)械制造制造的優(yōu)化，進(jìn)一步提升設(shè)備的應(yīng)用效率[1]。機(jī)電一體化數(shù)控技術(shù)可以提高機(jī)械制造的靈活性，其可以通過(guò)建立一體化管理平臺(tái)，判定處理機(jī)械制造當(dāng)前的制造狀態(tài)，在機(jī)電一體化技術(shù)的支持下提高制造質(zhì)量。同時(shí)，機(jī)電一體化技術(shù)可以融合傳感監(jiān)測(cè)技術(shù)、無(wú)線通信技術(shù)等，這樣的融合性應(yīng)用打破傳統(tǒng)性質(zhì)上的純硬件數(shù)控手段，在實(shí)際應(yīng)用中可以將此作為制造品的物質(zhì)載體，借助編程軟件來(lái)控制制造或者加工程序，不斷提升機(jī)械制造的制造精度和質(zhì)量，讓機(jī)械制造的加工更加符合實(shí)際需求。

2? 機(jī)械制造對(duì)機(jī)電一體化數(shù)控技術(shù)應(yīng)用的要求

2.1 對(duì)精確性要求

精確性是機(jī)械設(shè)備或機(jī)械零件生產(chǎn)加工的基礎(chǔ)，也是加工品的基礎(chǔ)保障，只有精確性滿足要求，要能確保后續(xù)的加工可以正常運(yùn)行。機(jī)械制造對(duì)機(jī)電一體化數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用可以對(duì)相關(guān)參數(shù)的合理確定，進(jìn)而在零件及設(shè)備生產(chǎn)加工的過(guò)程中，滿足精確度方面的要求。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，可以從系統(tǒng)的運(yùn)行整體運(yùn)行入手，利用數(shù)控技術(shù)對(duì)相關(guān)余量的處理和輸入，確保整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行安全性，防止因人工操作導(dǎo)致出現(xiàn)誤差[2]。

2.2 對(duì)銜接性要求

在機(jī)械制造過(guò)程中銜接性十分重要，而機(jī)電一體化數(shù)控技術(shù)可以將加工工藝進(jìn)行銜接，完成對(duì)整個(gè)設(shè)備的生產(chǎn)和加工控制。同時(shí)，該技術(shù)的應(yīng)用能夠在更短的時(shí)間內(nèi)完成對(duì)相關(guān)產(chǎn)品的生產(chǎn)，且不同零件的裝配過(guò)程可以有效銜接，通過(guò)這種方法讓系統(tǒng)在第一時(shí)間獲取相關(guān)構(gòu)件的信息。除此之外，在機(jī)械制造加工過(guò)程中必須提高相關(guān)部門的銜接性，確保工作體系時(shí)間的高度銜接，在此基礎(chǔ)上有效落實(shí)相關(guān)規(guī)定，進(jìn)而提高產(chǎn)品的質(zhì)量。

2.3 對(duì)加工速度要求

加工速度是機(jī)械制造的硬性要求，需要從生產(chǎn)方案的制定入手，對(duì)所有內(nèi)容的精確鋪排，要求生產(chǎn)能夠規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成，因此需要對(duì)加工速度和加工效率提出更高的要求。在加工過(guò)程中，對(duì)于需要落實(shí)檢測(cè)工作的項(xiàng)目，要求生產(chǎn)內(nèi)容的研究以及相關(guān)項(xiàng)目的分析按照規(guī)定時(shí)間有效完成，且檢測(cè)時(shí)間也會(huì)算在生產(chǎn)和規(guī)劃的時(shí)間段中，可以通過(guò)機(jī)電一體化數(shù)控技術(shù)的智能控制系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)劃，使生產(chǎn)加工過(guò)程能夠在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成任務(wù)[3]。

3? 機(jī)電一體化數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用現(xiàn)狀

機(jī)電一體化數(shù)控技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中有著較高的綜合性，其可以利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)機(jī)械制造制造生產(chǎn)中應(yīng)用的各種設(shè)備、裝置進(jìn)行自動(dòng)化監(jiān)視和控制，促進(jìn)機(jī)械制造行業(yè)的發(fā)展。

3.1 機(jī)電一體化數(shù)控技術(shù)的特點(diǎn)

機(jī)電一體化數(shù)控技術(shù)核心是智能操作和自控，其可以有效提升機(jī)械制造的質(zhì)量，主要具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：①?gòu)?fù)雜性：機(jī)電一體化技術(shù)的內(nèi)涵豐富，其在機(jī)械制造領(lǐng)域中已被廣泛應(yīng)用，現(xiàn)如今對(duì)機(jī)械制造行業(yè)有著完美的適配性。②發(fā)展性：機(jī)械制造領(lǐng)域經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的發(fā)展，邁進(jìn)了智能制造時(shí)代，使機(jī)械制造制造更加符合用戶的需要，與當(dāng)前時(shí)代接軌。③高效性：機(jī)電一體化技術(shù)可以完善機(jī)械自動(dòng)設(shè)計(jì)，且配合自控技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，在擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模的基礎(chǔ)上降低生產(chǎn)成本，且可以大幅度地提高工作效率，減少人工錯(cuò)誤的發(fā)生概率。

3.2 機(jī)電一體化數(shù)控技術(shù)的局限性

我國(guó)機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展較晚，許多技術(shù)與歐美等先進(jìn)國(guó)家仍然存在差距，仍然有部分技術(shù)尚未成熟。同時(shí)，機(jī)電一體化技術(shù)雖然有著比人力更加敏捷的反應(yīng)，但并不能像人力一樣根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整，只能按照設(shè)定好的程序執(zhí)行，就當(dāng)前應(yīng)用現(xiàn)狀來(lái)看，機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用仍然需要人力的不斷調(diào)整。

機(jī)電一體化技術(shù)的專業(yè)性較強(qiáng)，需要很多復(fù)雜的專業(yè)知識(shí)，所以在從業(yè)人員的選擇上必須嚴(yán)苛，要求從業(yè)人員的知識(shí)文化水平夠高，且需要經(jīng)過(guò)系統(tǒng)化培訓(xùn)，如此的工作人員才能夠從事這項(xiàng)工作。人工智能時(shí)代為機(jī)械制造行業(yè)提供了推動(dòng)力，但在我國(guó)仍有很大一部分地區(qū)機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用仍然很落后，存在網(wǎng)絡(luò)信息滯后的情況，導(dǎo)致發(fā)展水平不均衡。

4? 機(jī)電一體化數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

4.1 完善工業(yè)系統(tǒng)

我國(guó)在機(jī)械制造多年研究中積累大量的工作經(jīng)驗(yàn)，但與國(guó)際高水平相比仍然存在一定差距。通過(guò)應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)可以將項(xiàng)目完善和優(yōu)化，且可以帶動(dòng)我國(guó)工業(yè)化體系的發(fā)展，及時(shí)發(fā)現(xiàn)工業(yè)化體系中存在的問(wèn)題，從而讓整個(gè)機(jī)械加工系統(tǒng)獲得更好的發(fā)展[4]。

4.2 控制加工精度

機(jī)電一體化數(shù)控技術(shù)能夠通過(guò)傳感器對(duì)各類參數(shù)調(diào)整和獲取，在數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)中找到現(xiàn)存問(wèn)題，以此優(yōu)化管理體系和管理理念，促進(jìn)行業(yè)的發(fā)展。在控制精度方面可以通過(guò)反饋系統(tǒng)，完成對(duì)干擾信息的過(guò)濾，并且在應(yīng)用中可以與各類參數(shù)進(jìn)行對(duì)比，通過(guò)系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì)，完成無(wú)用信息的消除工作。

4.3 提高加工效率

機(jī)電一體化數(shù)控系統(tǒng)可以有效提高相關(guān)參數(shù)的控制精度，完成對(duì)所有加工系統(tǒng)的工作對(duì)接，最終提高加工效率。除此之外，數(shù)控技術(shù)在具體的應(yīng)用過(guò)程中可以通過(guò)提高零件的加工精度降低返工現(xiàn)象，以此在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成各類零件和產(chǎn)品的制造，使生產(chǎn)加工效率不斷提高。

5? 機(jī)電一體化數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用策略

5.1 自動(dòng)化數(shù)控系統(tǒng)的應(yīng)用

機(jī)電一體化的數(shù)控系統(tǒng)十分重要，將其應(yīng)用在工業(yè)機(jī)器人中可以實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，如裝配、焊接、拼接等。同時(shí)，自動(dòng)化數(shù)控技術(shù)可以應(yīng)用在惡劣環(huán)境下，如人工難以完成作業(yè)的環(huán)境都可以通過(guò)自動(dòng)化數(shù)控系統(tǒng)來(lái)完成，借助工業(yè)機(jī)器人的手臂完成零件的運(yùn)輸、抓取等動(dòng)作，減少因惡劣環(huán)境對(duì)操作人員造成的影響。在實(shí)際操作中，自動(dòng)化數(shù)控系統(tǒng)需要構(gòu)建出控制單元，以控制單元同步檢測(cè)執(zhí)行動(dòng)作，控制單元的操作需要借助終端設(shè)備，如將計(jì)算機(jī)與控制單元結(jié)合，并利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)構(gòu)建“中樞神經(jīng)”，指揮機(jī)器人按照特定的指令完成規(guī)范化操作，如機(jī)器人在工作中發(fā)生了故障，傳感器會(huì)自動(dòng)檢測(cè)并發(fā)出警報(bào)，隨后反饋到控制單元，即終端設(shè)備計(jì)算機(jī)，由人工操作解決現(xiàn)存問(wèn)題。

5.2 自動(dòng)調(diào)整機(jī)械控制模塊

機(jī)械控制模塊主要負(fù)責(zé)角度實(shí)時(shí)調(diào)整的執(zhí)行，而切材與圓盤切刀的相對(duì)角度精度直接受到模塊的控制精度影響。角度實(shí)時(shí)調(diào)整機(jī)械控制模塊由角度調(diào)整模塊、聯(lián)軸器、伺服電機(jī)組成，為減少調(diào)整過(guò)程中軸肩與圓盤切刀的沖擊，采用橡膠作為柔性調(diào)整原件材料，由此圓盤切刀實(shí)時(shí)角度調(diào)整系統(tǒng)即可更好保證材料處理后的高端面質(zhì)量。

5.3 機(jī)電一體化技術(shù)與機(jī)械制造的結(jié)合

機(jī)電一體化技術(shù)在應(yīng)用中需要借助智能化數(shù)字機(jī)床，根據(jù)實(shí)際情況合理選擇刀具，在此過(guò)程中可以通過(guò)調(diào)控主軸變速起停制造，使機(jī)床能夠自動(dòng)加工出所需零件，如以下幾點(diǎn)：①實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的即時(shí)切換，且機(jī)械制造的參數(shù)更加精確。②實(shí)現(xiàn)一次多工件多工序的加工，以此解決常規(guī)單件加工速度慢的問(wèn)題，且可以在加工后對(duì)成品進(jìn)行比較，使質(zhì)量進(jìn)一步提高。③引入機(jī)電一體化技術(shù)則可以使加工過(guò)程更加穩(wěn)定。④機(jī)電一體化技術(shù)可以通過(guò)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)械制造制造模塊減少刀具的安裝時(shí)間，根據(jù)機(jī)械制造的不同區(qū)分標(biāo)準(zhǔn)化制造模式。

5.4 優(yōu)化機(jī)械設(shè)計(jì)制造集成化應(yīng)用

將集成應(yīng)用到機(jī)械制造中，可以掌握企業(yè)目前的整體生產(chǎn)狀況，且在實(shí)際應(yīng)用中可對(duì)技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，就目前發(fā)展現(xiàn)狀來(lái)看，其在電梯機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域中取得了良好的效果。優(yōu)化機(jī)械設(shè)計(jì)制造集成化應(yīng)用，可以將設(shè)計(jì)制造中的每一項(xiàng)管理活動(dòng)提升，優(yōu)化調(diào)整企業(yè)內(nèi)部的各種資源和材料集中度，保證生產(chǎn)運(yùn)行的有效性，突出設(shè)計(jì)制造時(shí)的功能性。

自動(dòng)化數(shù)控技術(shù)的虛擬化包括信息技術(shù)、多媒體技術(shù)、計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)和其他技術(shù)，且在技術(shù)集成的過(guò)程中需要借助CPU及可編程集成電路板，需要選擇高度集成的CPU，可以選擇帶有RISC芯片的電路板，促進(jìn)系統(tǒng)集成、軟硬件運(yùn)行速度和集成電路集成，完成技術(shù)的集成化應(yīng)用，提高系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性。該技術(shù)是當(dāng)前機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域中常用的基礎(chǔ)之一，將其有效應(yīng)用不僅可以降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，如在實(shí)際應(yīng)用中結(jié)合各類現(xiàn)代化設(shè)備，則可以提高制造業(yè)的生產(chǎn)效率。該技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中可以根基現(xiàn)存問(wèn)題提出具體的優(yōu)化和解決方案，以此縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期，確保輔助模擬的自動(dòng)參數(shù)設(shè)置，使整體數(shù)據(jù)更加可視化。

6? 結(jié)束語(yǔ)

機(jī)械制造行業(yè)應(yīng)用機(jī)電一體數(shù)控化技術(shù)可以不斷提高制造與加工水平，且可以免除人工在高危環(huán)境下作業(yè)，使得切割故障控制更加智能化。就目前情況來(lái)看，數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造領(lǐng)域中應(yīng)用效果非常好，因此要對(duì)該技術(shù)加強(qiáng)關(guān)注力度，并以此作為行業(yè)未來(lái)的發(fā)展方向。

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