機電一體化數(shù)控技術(shù)在機械加工中的應用

王銳喆

摘要：基于新時代發(fā)展背景，各行業(yè)市場競爭形勢越來越激烈，使機械加工制造行業(yè)面臨更多挑戰(zhàn)。為保證自身發(fā)展地位與經(jīng)濟效益，還需加大機電一體化數(shù)控技術(shù)應用力度，詳細探究傳統(tǒng)技術(shù)加工產(chǎn)品質(zhì)量、技術(shù)水平等，關(guān)于常規(guī)問題、制造難點等借助機電一體化數(shù)控技術(shù)有效解決，并降低人工制造難度，采用新技術(shù)、配套設(shè)施逐漸取代人工，促進機械加工制造行業(yè)智能化發(fā)展。同時，針對制造階段所出現(xiàn)的問題展開探究，重視戰(zhàn)略決策的制定和內(nèi)容調(diào)整等，優(yōu)化配置系統(tǒng)組織、結(jié)構(gòu)部件等，提升機械加工效率與質(zhì)量，幫助機械加工制造行業(yè)創(chuàng)造更大的經(jīng)濟效益。

關(guān)鍵詞：機電一體化;數(shù)控技術(shù);機械加工;應用

1 機電一體化數(shù)控技術(shù)

電子機械工學中的重要組成內(nèi)容之一就是機電一體化，其包含的學科有自動控制技術(shù)及機械技術(shù)等，而通過眾多學科的交叉與融合發(fā)展逐漸實現(xiàn)了機電一體化數(shù)控技術(shù)。當今社會背景下，發(fā)展之勢十分迅猛的互聯(lián)網(wǎng)及計算機等技術(shù)，給機械的優(yōu)化與更新指明了全新發(fā)展方向，在機械中融入現(xiàn)代化技術(shù)的背景下，能夠確保機械生產(chǎn)效率得以有效提升，比如說在微電子技術(shù)融入機械中時，針對實時監(jiān)督及控制則能夠良好實現(xiàn)，在故障診斷方面也具有有效作用。復雜化是機械生產(chǎn)過程的顯著特征，同時其對通風及供電等條件往往具有較高要求，而這些要求無疑體現(xiàn)了電控系統(tǒng)重要作用，其與生產(chǎn)自動化水平的提升具有密切關(guān)系。在機械現(xiàn)代化進程不斷加快背景下，礦山開采過程不僅會融入機械及液壓等技術(shù)，同時機電一體化數(shù)控技術(shù)的融入更是十分重要，能夠進一步提高生產(chǎn)效率，確保經(jīng)濟效益逐漸提高。

2 機械加工中對機電一體化數(shù)控技術(shù)的運用

2.1 實時監(jiān)控

在機械加工時運用機電一體化數(shù)控技術(shù)，一方面，能全面掌控系統(tǒng)運行實況，搜集、儲存相關(guān)信息數(shù)據(jù)，為機械加工提供重要依據(jù);另一方面，能實時掌控各加工設(shè)備運行實況，一旦出現(xiàn)運行故障，實時監(jiān)控系統(tǒng)能第一時間發(fā)出報警，工作人員只需結(jié)合實際情況找到具體位置，進而給予及時解決，保證機械加工工作有序進行，使故障發(fā)生率有效降低。在整體運行階段，該技術(shù)還為工作人員提供安全基礎(chǔ)保障，降低設(shè)備或系統(tǒng)維修、管理難度，簡化整個加工流程，從而延長設(shè)備使用年限。

2.2 提升生產(chǎn)效率

機電一體化數(shù)控技術(shù)包含的技術(shù)手段較多，在機械加工階段對其加以應用，不僅要考慮到機械加工的具體要求，還要保證此項技術(shù)特點、作用等得以全面發(fā)揮。在產(chǎn)品加工階段對自動化、半自動化生產(chǎn)進程進行調(diào)控，借助新技術(shù)配套設(shè)施，有效降低工作人員的勞動強度，提升機械加工生產(chǎn)效率。在此基礎(chǔ)上，機械加工制造行業(yè)智能化發(fā)展受到積極影響，在各項技術(shù)的應用中，全面分析與掌握機械加工階段遇到的常規(guī)問題，并對其進行有效解決，保證整體生產(chǎn)效率。

2.3 智能化發(fā)展

從機械加工制造業(yè)長久發(fā)展角度分析，在加工階段對機電一體化數(shù)控技術(shù)合理應用，滿足機械加工需求，而且還在加工階段通過此項技術(shù)影響，促進此領(lǐng)域智能化發(fā)展。由計算機輔助制造、設(shè)計、運籌、機械轉(zhuǎn)動學等綜合處理，完善信息化、智能化制造系統(tǒng)，確保此系統(tǒng)內(nèi)規(guī)范開展機械加工步驟，便于人員對各項環(huán)節(jié)中所產(chǎn)生的信息數(shù)據(jù)詳細記錄，可為機械加工流程完善、程序優(yōu)化等提供重要依據(jù)，從而達到預期創(chuàng)新發(fā)展目標。

2.4 在故障排查中的應用

在機械加工中應用機電一體化數(shù)控技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)在線監(jiān)控、故障診斷以及自動報警的功能。該技術(shù)可以實現(xiàn)對機械加工設(shè)備關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的實時監(jiān)控，在生產(chǎn)實踐中主要對系統(tǒng)傳動裝置，電動機以及液壓系統(tǒng)進行監(jiān)控，在系統(tǒng)運行的過程中，一旦相關(guān)的模塊出現(xiàn)故障，系統(tǒng)就能及時的發(fā)現(xiàn)故障并報警，同時還能提供故障的位置信息，系統(tǒng)操作人員在完善的系統(tǒng)服務下更好的進行操作，及時的發(fā)現(xiàn)故障并解決故障，提升系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，并一步提升工作的效率，在降低維修時間以及維修成本的同時也能有效延長機械的使用壽命。

3數(shù)控技術(shù)應用實例

3.1 超精加工VTR磁頭的CNC平面磨床

隨著生產(chǎn)加工技術(shù)的不斷發(fā)展，磁帶錄像機VTR的畫面質(zhì)量和記錄密度得到了極大提升，實現(xiàn)了超精加工。多磁頭的生產(chǎn)加工主要通過微型CNC平面磨床實現(xiàn)。CNC系統(tǒng)能夠?qū)⒓庸さ淖钚挝辉O(shè)置為0.01μm/pules;CNC磨床的Y軸定位精度高達0.15～0.2μm/150mm，Z軸的定位精度為±0.15～0.2μm。該系統(tǒng)中的進給伺服系統(tǒng)有著超高的精度，且為全閉環(huán)模式。此外，主軸系統(tǒng)為馬達空氣式，不僅結(jié)構(gòu)剛度較高，還具備平衡裝置和攝像系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對微精件的加工。

3.2 復合加工中心

此外，應用機電一體數(shù)控加工技術(shù)還能夠構(gòu)建復合加工中心，以實現(xiàn)在同一臺機床上完成整個粗加工到精加工過程，進一步提高加工效率。以某加工中心為例，該設(shè)備不僅主軸系統(tǒng)調(diào)速范圍較寬，而且能夠擴大輸出轉(zhuǎn)矩。此外，為進一步精細化加工形狀，該設(shè)備的X、Y坐標均采用滾柱導軌，并應用分辨度為0.1μm/pules的反饋控制系統(tǒng)。

4機電一體化數(shù)控技術(shù)在機械加工領(lǐng)域的發(fā)展應用趨勢

目前來看，機電一體化數(shù)控技術(shù)逐漸性提高精度以及提高自動化水平方向發(fā)展。對于相關(guān)產(chǎn)品的評價標準主要集中在精度，以及效率上。同時智能化的算法并廣泛的應用于機電一體化數(shù)控技術(shù)中，尤其近些年5G技術(shù)以及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)更加，已經(jīng)開始與機電一體化數(shù)控技術(shù)相結(jié)合，并在機械加工領(lǐng)域初步發(fā)揮作用。

總之，為促進我國機械加工制造業(yè)長久發(fā)展，相關(guān)部門需在發(fā)展階段對機電一體化數(shù)控技術(shù)進行有效應用，并把重心放在機械加工環(huán)節(jié)，保證此項技術(shù)能在機械加工中發(fā)揮出重要的作用與價值。同時，在機械加工生產(chǎn)環(huán)節(jié)中還需充分重視提升機械水平提，保證設(shè)備與系統(tǒng)運行穩(wěn)定性、安全性，降低維修難度，減少故障發(fā)生率，在實際應用中可實時監(jiān)控、提升生產(chǎn)效率、智能化發(fā)展、網(wǎng)絡化創(chuàng)新、自動化發(fā)展等，并積極提升技術(shù)改革力度、生產(chǎn)質(zhì)量及效率、技術(shù)水平，促進行業(yè)創(chuàng)新發(fā)展，從而創(chuàng)造更大的經(jīng)濟效益。

參考文獻：

[1]萬春紅. 借助機電一體化數(shù)控技術(shù)提升機械加工成效的路徑[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備.2020（10）

[2]付盼，劉曉風，郭瑞娟，王民.機電一體化在智能制造中的應用[J]. 內(nèi)燃機與配件.2020（13）