機電一體化數(shù)控技術(shù)在機械制造中的應(yīng)用

陳虎嘯

[摘? ? 要]在社會經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的背景下，我國機械制造行業(yè)也向著智能化的方向發(fā)展，傳統(tǒng)的控制理論已經(jīng)無法滿足機械制造行業(yè)的發(fā)展需求，與目前全新的發(fā)展理念產(chǎn)生了較大的沖突，所以需要利用機電一體化技術(shù)對機械制造過程實現(xiàn)全面控制?；诖?，重點分析了在機械制造過程中機電一體化數(shù)控技術(shù)的優(yōu)勢，探究了在機械制造行業(yè)中此項技術(shù)的具體應(yīng)用方法。

[關(guān)鍵詞]機械制造行業(yè);機電一體化;數(shù)控技術(shù);應(yīng)用方法

[中圖分類號]TG16 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號]2095–6487（2022）02–00–03

Explore the Application of Mechatronics Numerical Control

Technology in Machinery Manufacturing

Chen Hu-xiao

[Abstract]Under the background of rapid social and economic development， my country's machinery manufacturing industry has also developed towards an intelligent perspective. The traditional control theory has been unable to meet the development needs of the machinery manufacturing industry， and has produced a greater conflict with the current new development concept. Therefore， it is necessary to use mechatronics technology to achieve comprehensive control of the mechanical manufacturing process. Based on this， the article focuses on analyzing the advantages of mechatronics numerical control technology in the process of machinery manufacturing， and explores the specific application methods of this technology in the machinery manufacturing industry， so as to promote the overall development pace of the machinery manufacturing industry.

[Keywords]machinery manufacturing industry; mechatronics; numerical control technology; application method

我國現(xiàn)代化水平正處于快速發(fā)展和提升的階段，同時科學(xué)技術(shù)也得到了較快的發(fā)展，其不但能夠滿足自動化機械制造的相關(guān)需求，而且還能有效提升機械制造水平。機械制造產(chǎn)品的質(zhì)量和一體化數(shù)控技術(shù)之間有著緊密的聯(lián)系，機械行業(yè)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展離不開機械制造技術(shù)，并且掌握數(shù)控技術(shù)的特點，不斷提高數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用效果，通過現(xiàn)代化的技術(shù)不斷促進(jìn)我國機械制造行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。

1 機電一體化數(shù)控技術(shù)主要特點

機電一體化數(shù)控技術(shù)以自動化技術(shù)、傳感技術(shù)、計算機技術(shù)等為基礎(chǔ)，能夠借助軟硬件對加工制造各環(huán)節(jié)進(jìn)行控制，工作人員在終端能夠進(jìn)行多項操作。長期以來國內(nèi)機械制造技術(shù)發(fā)展速度非常緩慢，與當(dāng)前機械制造行業(yè)發(fā)展要求不符，通過對機電一體化數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用，能夠保證編程有更廣的范圍，讓原本單一模式變得多元化。在現(xiàn)場可編輯軟件支持下，能夠達(dá)到優(yōu)化數(shù)據(jù)運算的目的，保證各項設(shè)備的使用更加高效。在應(yīng)用機電一體化數(shù)控技術(shù)的過程中，能夠讓機械制造變得更加靈活，在判斷并處理機械制造實際情況時，由一體化管理平臺完成，從而最大限度保證了機械制造最終質(zhì)量。不僅如此，由于融合了無線通信技術(shù)以及傳感檢測技術(shù)，讓機電一體化數(shù)控技術(shù)在以往單方面依賴于硬件控制模式上實現(xiàn)了突破，在具體應(yīng)用中將制造品當(dāng)成物質(zhì)載體。借助專門的編程軟件，讓加工、制造等環(huán)節(jié)都得到有效控制，讓機械制造有更高的質(zhì)量與精確度，從而真正實現(xiàn)了對機械制造加工流程的優(yōu)化。

2 機電一體化數(shù)控技術(shù)在機械制造中的作用

2.1 提高機械制造精準(zhǔn)度

近年來機電一體化數(shù)控技術(shù)在國內(nèi)機械制造領(lǐng)域應(yīng)用越來越廣泛，對于制造期間形成的各類數(shù)據(jù)信息，都能夠及時、完整地完成收集與處理，讓機械制造環(huán)節(jié)產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)參數(shù)都更加準(zhǔn)確。利用機電一體化數(shù)控技術(shù)處理各種機械制造數(shù)據(jù)，能夠?qū)⑵渲谐霈F(xiàn)的有問題數(shù)據(jù)找出來，為機械制造質(zhì)量提升奠定良好基礎(chǔ)。在該技術(shù)應(yīng)用過程中，可以讓機械制造整個流程得到有效管理，推動機械制造的順利進(jìn)行。由于機械制造生產(chǎn)中也面臨信號干擾等問題，并引起機械制造數(shù)據(jù)與參數(shù)發(fā)生問題，而該技術(shù)可以消除信號干擾帶來的不利因素，讓機械制造精準(zhǔn)度提升。數(shù)控技術(shù)還可以將機械制造期間形成的數(shù)據(jù)參數(shù)全面存儲下來，讓工作人員獲得相應(yīng)的依據(jù)與支持，針對數(shù)據(jù)與參數(shù)進(jìn)行對比，讓機械制造數(shù)據(jù)參數(shù)得到科學(xué)合理的調(diào)整，也進(jìn)一步促使機械制造生產(chǎn)質(zhì)量實現(xiàn)提升。

2.2 實現(xiàn)機械制造加工高效目標(biāo)

將機電一體化數(shù)控技術(shù)在機械制造中的作用充分發(fā)揮出來，既可以讓機械制造準(zhǔn)確度實現(xiàn)提升，也能讓各項參數(shù)與數(shù)據(jù)得到控制，確保生產(chǎn)加工過程更加完整。對于機械制造生產(chǎn)環(huán)節(jié)來說，該技術(shù)的應(yīng)用將促使機械制造與加工聯(lián)系更加密切，保證最終加工更加高效。針對機械零件加工來說，也可以實現(xiàn)零件加工質(zhì)量不斷提升，由于省去了人工操作環(huán)節(jié)，可以防止機械制造中發(fā)生失誤，解決原來出現(xiàn)的零件不能使用的問題。將數(shù)控技術(shù)應(yīng)用于機械制造加工中，也極大減少了機械設(shè)備制造與加工所需時間，保證了最終加工更加高效，為企業(yè)帶來最大化的經(jīng)濟(jì)效益。

2.3 不斷完善工業(yè)機械制造控制系統(tǒng)

雖然近年來我國工業(yè)機械制造領(lǐng)域發(fā)展速度很快，機械制造水平有了大幅提升。在機械制造中引入數(shù)控技術(shù)，也促使技術(shù)人員在機械制造方面進(jìn)行更為深入的分析研究，結(jié)合工業(yè)機械制造發(fā)展中遇到的各種難題，通過將數(shù)控技術(shù)的作用發(fā)揮出來，能夠有效解決工業(yè)機械制造中面臨的問題。這樣能夠推動工業(yè)機械制造系統(tǒng)的進(jìn)一步完善，讓我國機械制造水平有一個質(zhì)的提升。

3 機械制造中機電一體化數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用

3.1 機床中應(yīng)用機電一體化數(shù)控技術(shù)

推動機械制造加工與數(shù)控技術(shù)的深度融合，充分發(fā)揮計算機管控系統(tǒng)作用，讓機床生產(chǎn)與運作等環(huán)節(jié)都得到有力控制。結(jié)合計算機技術(shù)各項優(yōu)勢，能夠讓所有零部件生產(chǎn)與加工流程、質(zhì)量等都得到有效的管控。數(shù)控機床作為新型生態(tài)設(shè)備，從工作原理上看，主要借助計算機數(shù)字代碼程序，在所有機械制造加工流程上進(jìn)行管控的一種方法。在計算機數(shù)字程序內(nèi)通過輸入具體生產(chǎn)中產(chǎn)品的各種數(shù)據(jù)信息，讓這些數(shù)據(jù)信息得到統(tǒng)一整理、記錄與分析，讓機床生產(chǎn)流程都得到充分把控。利用計算機程序發(fā)出的指令，讓機床內(nèi)執(zhí)行設(shè)備與系統(tǒng)等得到有力管控，使機床加工工作設(shè)計零部件生產(chǎn)與規(guī)定制造生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)保持一致。

3.2 航空領(lǐng)域中應(yīng)用機電一體化數(shù)控技術(shù)

對于航空制造業(yè)來說，也逐步開始應(yīng)用機電一體化數(shù)控機床技術(shù)，其在各種型號零部件上要求極其嚴(yán)格，同時要讓零部件具備較高的質(zhì)量。從現(xiàn)階段飛機零部件發(fā)展情況來看，主要趨勢為多元化與整體化，在飛機機械生產(chǎn)制造、加工生產(chǎn)等領(lǐng)域均有嚴(yán)格規(guī)定。飛機制造中涉及大量的零部件，常見的有滑軌、蒙皮、梁與接頭等，零部件生產(chǎn)質(zhì)量的高低，將直接決定著飛機起落架、機翼以及發(fā)動機等是否正常工作。飛機架構(gòu)比較繁瑣與復(fù)雜，特別是有大量的零部件種類與樣式，這導(dǎo)致在飛機零部件加工與生產(chǎn)過程中，也出現(xiàn)了很大的差異。對梁上零部件來說，在外觀形狀上以細(xì)長、扁平等為主，梁上大部分零件的長度在13 m以上。對飛機框架內(nèi)的零部件來說，通常較為龐大，以很多大型飛機框架部件為例，在所有類型中占據(jù)的比例達(dá)到了50%。在飛機蒙皮材料制造中也會大量用到鋁合金材料，在其制造與生產(chǎn)加工期間若是溫度較高，則很容易出現(xiàn)變形的問題。不僅如此，飛機滑軌與接頭的地方涉及了大量較為復(fù)雜的架構(gòu)，一般會用到整體性毛坯完成制造。由于加工期間極易產(chǎn)生毛刺，很難達(dá)到飛機零部件加工生產(chǎn)相關(guān)要求。將數(shù)控技術(shù)在飛機零部件制造中合理應(yīng)用，可以從整體上提升零部件加工質(zhì)量水平，確保與規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)相符。在機械制造生產(chǎn)加工中應(yīng)用機電一體化數(shù)控技術(shù)，有利于讓飛機所有部件結(jié)構(gòu)、精密度以及尺寸等得到分析，確保所有種類的零部件設(shè)計更加科學(xué)合理。在應(yīng)用數(shù)控技術(shù)以后，也可以從整體上保證飛機零部件加工與切削水平，最終讓飛機零部件加工生產(chǎn)更加規(guī)范，確保最終獲得的飛機零部件精密度滿足設(shè)計要求，也為飛機零部件加工生產(chǎn)質(zhì)量的提升打牢了基礎(chǔ)。

3.3 汽車行業(yè)中應(yīng)用機電一體化數(shù)控技術(shù)

機電一體化數(shù)控技術(shù)也可以被應(yīng)用于汽車制造生產(chǎn)中，可以促使汽車生產(chǎn)的安全與穩(wěn)定進(jìn)行，讓汽車各種復(fù)雜部件在加工中真正滿足高精密度要求?，F(xiàn)階段，在汽車制造與生產(chǎn)方面，常見的數(shù)據(jù)技術(shù)包括焊接、裝配和涂裝等，既有利于提升汽車制造加工過程中的精密度，也有效保證了最終工作質(zhì)量與效率。結(jié)合已有的各項數(shù)據(jù)信息能夠得出，在汽車生產(chǎn)制造中進(jìn)行焊接時，每輛汽車焊接點通常會超過4 000個。若是采取傳統(tǒng)人工焊接模式，則很難提升焊接質(zhì)量，甚至對焊接人員身體健康有一定的危害。現(xiàn)在可以借助數(shù)控技術(shù)控制機器人完成焊接工作，真正解決人工焊接過程中出現(xiàn)的各種缺陷。焊接機器人在工作過程中，能夠利用視覺傳感器與激光傳感等手段，對所有焊接程序進(jìn)行全面監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)焊接環(huán)節(jié)出現(xiàn)的各種焊接縫與焊眼，并自動完成對焊接機器人工作行為的調(diào)控，確保焊接任務(wù)有效完成，且焊接質(zhì)量也能符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

3.4 工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中應(yīng)用數(shù)控技術(shù)

當(dāng)前國內(nèi)工業(yè)經(jīng)濟(jì)面臨著良好的發(fā)展形勢，但是各大工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)也遇到了嚴(yán)峻的考驗，市場競爭越來越激烈。工業(yè)企業(yè)為了跟上時代發(fā)展的腳步，在激烈市場競爭中占據(jù)有利地位，應(yīng)該不斷提升生產(chǎn)效率，保證產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量，這樣自身的核心競爭力才能獲得發(fā)展。因此，將數(shù)控技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，有利于企業(yè)各項生產(chǎn)環(huán)節(jié)更加高效，讓工業(yè)企業(yè)獲得有力的競爭條件。此外，工業(yè)企業(yè)在應(yīng)用數(shù)控技術(shù)的過程中，也可以借助計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，讓工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備得到有力控制，以信息數(shù)據(jù)的方式將各項指令傳達(dá)給工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備，便于后續(xù)的自動化生產(chǎn)。這樣工業(yè)機械設(shè)備就能夠正常并高效開展工作，工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)效率也能實現(xiàn)進(jìn)一步提升。此外，工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)中引入數(shù)控技術(shù)，可以針對工業(yè)生產(chǎn)流程發(fā)生的各類問題與故障，提前發(fā)出預(yù)警信息，工作人員可以第一時間找到問題，運用有效方法提升工業(yè)設(shè)備維修水平，工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)各項生產(chǎn)設(shè)備也能始終處于安全穩(wěn)定運行狀態(tài)，并實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的快速增長。數(shù)控技術(shù)不僅能夠幫助工業(yè)企業(yè)提高生產(chǎn)效率，也能最大限度降低人工方面的投入，通過應(yīng)用計算機技術(shù)對所有生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行控制，是對以往人工生產(chǎn)模式的創(chuàng)新，并逐步發(fā)展為現(xiàn)代工業(yè)自動化生產(chǎn)模式。這樣工業(yè)企業(yè)不需要在人力資源上付出過多成本，也能實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益目標(biāo)。在工業(yè)領(lǐng)域通過發(fā)揮數(shù)控技術(shù)的作用，除了能夠?qū)Ω黜椛a(chǎn)操作流程進(jìn)行優(yōu)化以外，也能讓工作人員人身安全獲得可靠保障，防止設(shè)備出現(xiàn)問題后對人員帶來的傷害。以數(shù)控技術(shù)為基礎(chǔ)，促使各生產(chǎn)設(shè)備聯(lián)系更加密切，是對傳統(tǒng)工業(yè)設(shè)備生產(chǎn)方式的重大突破，也實現(xiàn)了工業(yè)企業(yè)市場競爭力的增強。

3.5 在煤礦機械領(lǐng)域中應(yīng)用數(shù)控技術(shù)

近年來我國社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度很快，人們生活水平也有了很大改善，在煤等資源上的需求也更大，對于煤礦行業(yè)來說產(chǎn)生了有力的推動。煤礦企業(yè)在煤資源采集過程中，一般需要結(jié)合實際煤礦環(huán)境條件，有針對性選擇所需設(shè)備，而采用先進(jìn)安全的采集機械設(shè)備，能夠促使煤礦采集效率更高。在煤礦采集機械設(shè)備中應(yīng)用數(shù)控技術(shù)以后，也能達(dá)到優(yōu)化與完善機械設(shè)備的目的，保證其實際生產(chǎn)中發(fā)揮最大價值。在數(shù)控技術(shù)的支持下，采集設(shè)備切割的效率與速度有了大幅提升，從而保證了煤礦采集速度。將數(shù)控技術(shù)應(yīng)用于煤礦機械中，是對以往煤礦采集技術(shù)新的突破，不僅保證整個操作方法更為便捷，也充分緩解了人工操作壓力，保證了采集工作更加高效。在煤礦機械中應(yīng)用數(shù)控技術(shù)，可以獨立開展煤礦采集等各項工作，也能夠促使煤礦采集流程更加完善與規(guī)范。

3.6 數(shù)控技術(shù)工作原理

在數(shù)控系統(tǒng)運行過程中，通常由中控平臺（CNC）操控各種機械設(shè)備，從而可以站在多個角度讓機械運行設(shè)備得到科學(xué)調(diào)控，具體來說涉及監(jiān)測定位、信號和運轉(zhuǎn)數(shù)量等。數(shù)控系統(tǒng)中安裝有編制軟件，能夠達(dá)到操控程序的目的，讓各種硬件設(shè)備可以結(jié)合軟件設(shè)置流程完成運行，最終所有操作任務(wù)均可以順利完成。CNC能夠分析所有的輸入信號與信息，分析結(jié)果可以第一時間反饋為操作指令，數(shù)控機床機械設(shè)備根據(jù)操作指令可以完成一系列操作。一些設(shè)備的精密度非常高，則要考慮選擇引入插補法，保證控制目標(biāo)順利達(dá)成，并與CPU有效結(jié)合起來，能夠相應(yīng)調(diào)控參數(shù)，讓機械系統(tǒng)始終處于高效且穩(wěn)定運行狀態(tài)。

4 數(shù)控技術(shù)在機械加工中的應(yīng)用優(yōu)勢

4.1 技術(shù)精細(xì)的要求

當(dāng)前由于工作領(lǐng)域存在差異，在零部件方面的要求也不一樣，要想提升零部件的精細(xì)度，要摒棄以往的人工操作模式，積極跟上時代發(fā)展腳步，不斷向著機械制造領(lǐng)域發(fā)展。在使用數(shù)控設(shè)備以后，能夠在系統(tǒng)中錄入各種零部件生產(chǎn)制造信息與質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，并通過數(shù)控系統(tǒng)有效處理各種數(shù)據(jù)。在數(shù)控技術(shù)應(yīng)用與機床設(shè)計中，可以提升零部件精細(xì)控制水平，可見數(shù)控技術(shù)將在機械制造領(lǐng)域發(fā)揮關(guān)鍵的作用。在實際生產(chǎn)期間，數(shù)控技術(shù)也可以與電子繪圖技術(shù)相結(jié)合，通過不斷改善編程流程，讓原本復(fù)雜的加工三維結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)樵敿?xì)、直觀的機械加工方案。

4.2 工作效率要求

數(shù)控技術(shù)在機械制造中的應(yīng)用，也可以達(dá)到對加工尺寸進(jìn)行精準(zhǔn)控制，結(jié)合平整度、形位公差等要求，將切削尺寸與加工方法明確下來。在數(shù)控技術(shù)的支持下，讓加工路線得到充分固化，在提升精細(xì)度與質(zhì)量的過程中，也能優(yōu)化程序，確保切削期間刀具的最大作用能體現(xiàn)出來，減少走道與返回過程耗費的時間。采取數(shù)控管理的方法，能夠讓所有設(shè)備參數(shù)得到及時掌握，特別是銑床切削過程中可以真正達(dá)到加工要求。從實際生產(chǎn)與應(yīng)用情況來看，要采取批量生產(chǎn)的方式，幫助企業(yè)實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的增長。

5 結(jié)束語

隨著我國機械加工行業(yè)的飛速發(fā)展，在數(shù)控系統(tǒng)方面有了更嚴(yán)格規(guī)定，主要體現(xiàn)在精準(zhǔn)度、加工質(zhì)量與加工效率等方面?，F(xiàn)在機電一體化數(shù)控技術(shù)發(fā)展很快，可以保證機械加工中產(chǎn)品質(zhì)量的提升，精準(zhǔn)度與效率方面也能符合要求。因此要從整體性構(gòu)建，逐步打造起數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)與數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，保證系統(tǒng)智能化水平實現(xiàn)提升，推動我國的工業(yè)化發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 謝芳.機電一體化數(shù)控技術(shù)在機械制造中的應(yīng)用分析[J].內(nèi)燃機與配件，2021（24）：88-90.

[2] 何峰.機電一體化數(shù)控技術(shù)在機械制造中的應(yīng)用探討[J].內(nèi)燃機與配件，2020（23）：79-80.