機(jī)電一體化數(shù)控技術(shù)對機(jī)械制造的應(yīng)用

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摘要：當(dāng)前在各行各業(yè)中均開始使用各種機(jī)械設(shè)備，轉(zhuǎn)變了傳統(tǒng)單一的人工工作模式，提高了作業(yè)效率和作業(yè)質(zhì)量，使得部分精密操作變得更加精準(zhǔn)、有效。機(jī)電一體化數(shù)控技術(shù)是常用的新型技術(shù)之一，有效促進(jìn)了機(jī)械制造行業(yè)的發(fā)展，為了能夠提高技術(shù)應(yīng)用效果，需要制定合理的應(yīng)用策略。本文分析了機(jī)電一體化數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用，以期可以為機(jī)械制造發(fā)展提供參考。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化數(shù)控技術(shù)；機(jī)械制造；應(yīng)用研究

1機(jī)電一體化數(shù)控技術(shù)概述

機(jī)電一體化數(shù)控技術(shù)所能完成的生產(chǎn)任務(wù)以及加工任務(wù)難度更高，可以解決以往普通機(jī)床在工作過程中無法解決的問題，打破普通機(jī)床在應(yīng)用過程中存在的局限性。機(jī)電一體化數(shù)控技術(shù)能夠及時對加工工藝的參數(shù)數(shù)值進(jìn)行調(diào)整，提高了加工的效率和便利性。在針對多個工序?qū)嵤┘庸さ倪^程中，需要使用一次裝夾工件即可完成加工任務(wù)，同時目前所使用的標(biāo)準(zhǔn)工具具有模塊化的優(yōu)勢，能夠提升工具應(yīng)用效率，機(jī)電一體化數(shù)控技術(shù)內(nèi)融合了多種不同的技術(shù)類型，包括通信技術(shù)、信息技術(shù)、光電技術(shù)以及遠(yuǎn)程控制技術(shù)等，能夠通過控制程序?qū)庸ぴO(shè)備實施遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理，減少了人工成本的投入。

2數(shù)控加工的價值

2.1實現(xiàn)多坐標(biāo)聯(lián)動

隨著工業(yè)制造領(lǐng)域的快速發(fā)展，很多重要零部件都呈現(xiàn)出較為復(fù)雜的多面體和高階曲面形態(tài)，三個直線軸的數(shù)控機(jī)床在精密度和曲面質(zhì)量方面都難以滿足預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)，因此對于多軸加工技術(shù)的需求不斷上升。運用數(shù)控技術(shù)可以將各類零部件的加工流程和加工質(zhì)量進(jìn)行準(zhǔn)確的掌握，多軸聯(lián)動加工中心的應(yīng)用可以滿足復(fù)雜、多面體零件加工需求，可以在添加的機(jī)床回轉(zhuǎn)軸進(jìn)行基面安裝之外的相關(guān)工作。此外，多軸聯(lián)動加工中心能夠?qū)⒒剞D(zhuǎn)軸用于分度定位，無需采取切割路徑插補運動。多軸聯(lián)動中心加工中心技術(shù)在加工復(fù)雜結(jié)構(gòu)零件時需要五個獨立軸進(jìn)行數(shù)控插補，可以避免變形曲面與加工曲面的互相干涉，進(jìn)而確保工件曲面的平滑度，滿足復(fù)雜零部件的加工標(biāo)準(zhǔn)。

2.2提高模具性能

由于汽車、航空航天、軌道飛行器等領(lǐng)域的快速發(fā)展，對于各類復(fù)雜部件的需求越來越高。為了保證各個領(lǐng)域能夠得到良好的發(fā)展，盡快實現(xiàn)技術(shù)領(lǐng)域的突破，就需要確保模具性能方面達(dá)到相應(yīng)的要求。以往傳統(tǒng)的機(jī)械制造加工很可能會因工作人員的人為因素影響模具的性能，進(jìn)而降低了模具在實際應(yīng)用過程的作用。運用數(shù)控技術(shù)來進(jìn)行機(jī)械加工，可以運用先進(jìn)技術(shù)將加工過程中的各項數(shù)據(jù)進(jìn)行精準(zhǔn)把控，對模具性能進(jìn)行多方位的分析，進(jìn)而確保模具性能能夠滿足相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。

2.3推動模具自動化生產(chǎn)

機(jī)電一體化數(shù)控技術(shù)目前在機(jī)械制造領(lǐng)域中發(fā)展速度較快，成功帶領(lǐng)機(jī)械制造行業(yè)進(jìn)入了新的發(fā)展階段[1]。在計算機(jī)集成制造過程中，眾多行業(yè)都開始利用機(jī)電一體化數(shù)控技術(shù)，例如電子領(lǐng)域、輕工業(yè)領(lǐng)域以及機(jī)械領(lǐng)域等。為了在今后的發(fā)展過程獲得更大的發(fā)展空間，需要將數(shù)控加工的優(yōu)勢充分發(fā)揮出來。運用數(shù)控技術(shù)進(jìn)行機(jī)械制造加工，能夠借助計算機(jī)系統(tǒng)對各個制造加工流程進(jìn)行準(zhǔn)確把控。將各個工作的工藝要求、制造流程、制造標(biāo)準(zhǔn)輸入到操作程序當(dāng)中，使其在生產(chǎn)過程中按照相應(yīng)要求進(jìn)行自動化加工制造，無需過多的人為操控，不僅能夠降低對于人力的依賴，還能避免人為因素帶來的不良影響。推動模具自動化生產(chǎn)不僅可以有效促進(jìn)工作效率的提升，還能夠有效保障模具的質(zhì)量與性能，為機(jī)械制造行業(yè)的發(fā)展帶來推進(jìn)動力。

3機(jī)電一體化數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造中應(yīng)用優(yōu)勢

3.1保證機(jī)械制造精度

機(jī)電一體化數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造中應(yīng)用，能夠?qū)φ麄€制造過程中所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)以及參數(shù)進(jìn)行采集和分析，確保機(jī)械制造過程中數(shù)據(jù)以及參數(shù)的準(zhǔn)確性。機(jī)電一體化數(shù)控技術(shù)，通過對機(jī)械制造中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，能夠及時發(fā)現(xiàn)機(jī)械制造數(shù)據(jù)存在的問題，保證機(jī)械制造質(zhì)量。數(shù)控技術(shù)能夠?qū)C(jī)械制造過程進(jìn)行管理，保證機(jī)械制造工作能夠正常開展。機(jī)械制造生產(chǎn)過程中，會出現(xiàn)信號干擾等情況，導(dǎo)致機(jī)械制造參數(shù)以及數(shù)據(jù)出現(xiàn)問題，數(shù)控技術(shù)能夠消除信號干擾，保證機(jī)械造精度。數(shù)控技術(shù)還能夠儲蓄機(jī)械制造過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)參數(shù)，為工作人員提供機(jī)械制造數(shù)據(jù)依據(jù)，工作人員可以通過數(shù)據(jù)以及參數(shù)對比，對機(jī)械制造數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，保證機(jī)械制造生產(chǎn)質(zhì)量。

3.2提高加工效率

機(jī)電一體化數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造中應(yīng)用，不僅能夠保證機(jī)械制造精度，對機(jī)械制造參數(shù)進(jìn)行控制，還能夠保證整個生產(chǎn)流程的完整性。在機(jī)械制造生產(chǎn)流程中，能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械制制造系統(tǒng)與加工系統(tǒng)之間的聯(lián)系，提高機(jī)械制造加工效率。在進(jìn)行機(jī)械零件加工的過程中，能夠保證零件加工質(zhì)量，有效避免了人工進(jìn)行機(jī)械零件加工出現(xiàn)的失誤，導(dǎo)致零件不能使用的情況。數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造中應(yīng)運用，能夠縮短機(jī)械設(shè)備制造加工時間，提高機(jī)械制造加工效率，有利于機(jī)械制造企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提升。

3.3完善工業(yè)化系統(tǒng)

雖然我國工業(yè)機(jī)械制造行業(yè)不斷發(fā)展，工業(yè)機(jī)械制造水平也有明顯提升，但是在整個工業(yè)機(jī)械制造系統(tǒng)中還存在較多的不足，在機(jī)械制造控制系統(tǒng)以及機(jī)械加工方面還存在較多的不足。在機(jī)械制造中應(yīng)用數(shù)控技術(shù)，能夠完善機(jī)械制造控制系統(tǒng)，有利于促進(jìn)我國機(jī)械制造水平不斷提升。數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造中應(yīng)用，能夠推動技術(shù)人員對機(jī)械制造踐行分析以及研究，發(fā)現(xiàn)工業(yè)機(jī)械制造發(fā)展中存在穩(wěn)定問題以及阻礙，并能夠利用數(shù)控技術(shù)解決工業(yè)機(jī)械制造中存在問題，不斷完善以及優(yōu)化機(jī)械制造系統(tǒng)，保證機(jī)械制造行業(yè)水平能夠穩(wěn)步提升。

4機(jī)電一體化數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造中應(yīng)用

4.1數(shù)控技術(shù)在機(jī)床中的應(yīng)用

在機(jī)械加工過程中使用數(shù)控技術(shù)，主要是使機(jī)床的生產(chǎn)運作由計算機(jī)管控系統(tǒng)來完成，借助計算機(jī)技術(shù)的優(yōu)勢嚴(yán)格管控各個零部件制造加工過程的質(zhì)量與工作流程（如圖1所示）。數(shù)控機(jī)床作為一種新型生產(chǎn)設(shè)備，其工作模式是通過計算機(jī)數(shù)字代碼程度在各個生產(chǎn)加工環(huán)節(jié)中展現(xiàn)作用的管控模式，可以將生產(chǎn)流程中的各項數(shù)據(jù)輸入到計算機(jī)數(shù)字程序當(dāng)中，由計算機(jī)系統(tǒng)對各項數(shù)據(jù)信息進(jìn)行整理、分析和記載，使機(jī)床生產(chǎn)過程中的各個環(huán)節(jié)信息得到有效掌控。在計算機(jī)程序下達(dá)制定可以實現(xiàn)機(jī)床中執(zhí)行設(shè)施與系統(tǒng)的高效控制，進(jìn)而確保機(jī)床加工工作設(shè)計的零部件可以滿足相應(yīng)的制造標(biāo)準(zhǔn)[2]。

4.2機(jī)電一體化數(shù)控技術(shù)在航空領(lǐng)域的應(yīng)用

數(shù)控機(jī)床在航空領(lǐng)域的應(yīng)用航空制造業(yè)對于各類零部件的精度具有較高的要求，并且需要確保零部件的質(zhì)量具有。在當(dāng)前階段，飛機(jī)零部件的發(fā)展正在向著多樣化和整體化的方向發(fā)展，因此飛機(jī)機(jī)械制造生產(chǎn)加工工作擁有了更高的要求。飛機(jī)的機(jī)體由多個部件組成，主要包括梁、蒙皮、接頭、滑軌等等，這些飛機(jī)部件會使飛機(jī)的機(jī)翼、起落架、發(fā)動機(jī)等進(jìn)行關(guān)聯(lián)起來。由于飛機(jī)整體架構(gòu)較為復(fù)雜，零部件樣式較為繁雜，因此對于零部件的生產(chǎn)制造要求也會存在一定的差別。梁上零部件的形狀通常為扁平或者細(xì)長的，很多梁上零件的長度超出了13m。而飛機(jī)的框架零部件重要比較大，例如一些大型飛機(jī)的框架部件會占據(jù)整體種類的50%左右。蒙皮材料通常為鋁合金材料，但是鋁合金材料在加工制造過程中通常會因高溫條件出現(xiàn)變形。除此之外，飛機(jī)接頭、滑軌等處的架構(gòu)較為復(fù)雜，一般會采取整體性毛坯來加工，這樣的加工過程容易出現(xiàn)毛刺，不能夠滿足飛機(jī)零部件嚴(yán)格的加工要求。將數(shù)控技術(shù)應(yīng)用于飛機(jī)零部件制造工作中可以有效保證整個加工制造的精度與標(biāo)準(zhǔn)。在加工制造過程中，利用數(shù)控技術(shù)對各個部件整體結(jié)構(gòu)、尺寸、精密度等信息進(jìn)行整體分析，確保各個部件設(shè)計的科學(xué)合理，并且運用數(shù)控技術(shù)進(jìn)行飛機(jī)零部件的加工制造可以提升零部件加工的切削效果，借助技術(shù)優(yōu)勢形成規(guī)范科學(xué)的飛機(jī)零部件加工技藝流程，確保零部件加工過程保持較高的精密度，提升零部件加工的生產(chǎn)效果與質(zhì)量。

4.3數(shù)控技術(shù)在汽車行業(yè)的應(yīng)用

將數(shù)控技術(shù)應(yīng)用與汽車制造生產(chǎn)過程中，可以有效保證制造過程的安全性和穩(wěn)定性，確保復(fù)雜部件的制造精密度。在當(dāng)前階段，數(shù)據(jù)技術(shù)在汽車生產(chǎn)制造的運用主要在焊接、涂裝、裝配等流程當(dāng)中，不僅能夠保障汽車制造產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)精密度，還可以有效促進(jìn)工作效率和工作質(zhì)量的提升。通過相關(guān)數(shù)據(jù)可以知道，在汽車生產(chǎn)制造的焊接流程當(dāng)中，每輛汽車都有4000余個焊接點。如果采取人工焊接的方法不僅難以保證焊接效果，還會對工作人員的身體健康造成負(fù)面影響。如果運用數(shù)據(jù)技術(shù)操控焊接機(jī)器人，可以有效彌補人工焊接工作的缺陷。焊接機(jī)器人可以通過激光傳感基礎(chǔ)與視覺傳感基礎(chǔ)對整個焊接過程進(jìn)行追蹤監(jiān)控，正確掌握焊接工作的各個焊接縫和焊眼，并且自動調(diào)整焊接機(jī)器人的工作行為，使其能夠順利完成焊接工作，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的焊接效果。汽車縱梁數(shù)控沖孔設(shè)施如圖2所示。

4.4數(shù)控技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用

現(xiàn)階段，我國工業(yè)經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展的同時，也給工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)帶來較大的市場競爭壓力，工業(yè)企業(yè)想要在市場競爭中占有一席之地，需要加強企業(yè)生產(chǎn)效率，提高企業(yè)的核心競爭力。數(shù)控技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用，有利提高企業(yè)生產(chǎn)效率，為工業(yè)企業(yè)奠定市場競爭基礎(chǔ)。數(shù)控技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用，能夠通過計算機(jī)技術(shù)對工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行控制，通過信息數(shù)據(jù)向工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備傳達(dá)指令，工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備子在接收到指令之后，自動進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)，促進(jìn)工業(yè)機(jī)械設(shè)備同時進(jìn)行生產(chǎn)工作，有效提升工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)工作效率。數(shù)控技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用，能夠?qū)I(yè)生產(chǎn)流程中出現(xiàn)的故障以及問題進(jìn)行預(yù)警，保證工作人員能夠及時發(fā)現(xiàn)問題，采取相關(guān)手段對工業(yè)設(shè)備進(jìn)行維修，確保工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備能夠穩(wěn)定運行，為工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利益提供保障。工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用數(shù)控技術(shù)，不僅能夠提高工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)效率，還能夠為工業(yè)企業(yè)降低人工成本，數(shù)控技術(shù)通過計算機(jī)對生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行控制，改變了工業(yè)傳統(tǒng)人工生產(chǎn)的方式，實現(xiàn)工業(yè)自動生產(chǎn)，減少了工業(yè)企業(yè)在人力資源方面的投入，有效保證了工業(yè)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。數(shù)控技術(shù)不僅使工業(yè)生產(chǎn)操作更加簡單，還能夠保證工作人員的人身安全，避免由于設(shè)備故障給工作人員造成較大的傷害，數(shù)控技術(shù)加強了生產(chǎn)設(shè)備之間的聯(lián)系，轉(zhuǎn)變了傳統(tǒng)工業(yè)設(shè)備的生產(chǎn)模式，為加強工業(yè)企業(yè)市場競爭力做出了重要貢獻(xiàn)。

4.5數(shù)控技術(shù)在煤礦機(jī)械領(lǐng)域的應(yīng)用

隨著我國社會經(jīng)濟(jì)水平的不斷提升，人民的生活質(zhì)量不斷提升，對于煤礦需求越來越大，煤礦行業(yè)的發(fā)展也越來越迅速。煤礦企業(yè)在進(jìn)行煤礦采集時，需要采集人員根據(jù)不同煤礦環(huán)境，選擇合適的采集設(shè)備。先進(jìn)的采集機(jī)械設(shè)備能夠加快煤礦企業(yè)的采集速度，提高煤礦機(jī)械設(shè)備采集效率。數(shù)控技術(shù)在煤礦采集機(jī)械設(shè)備中應(yīng)用，能夠優(yōu)化以及完善煤礦采集機(jī)械設(shè)備，進(jìn)一步加強煤礦采集機(jī)械設(shè)備應(yīng)用效果。數(shù)控技術(shù)能夠有效提升采集設(shè)備的切割速度，從而促進(jìn)煤礦采集速度的提升。數(shù)控技術(shù)在煤礦機(jī)械領(lǐng)域中應(yīng)用，與傳統(tǒng)的煤礦采集技術(shù)相比，能夠有效提升煤礦采集機(jī)械設(shè)備的采集效率，還能使采集工作操作方式更加便捷，緩解采集人員的工作壓力，不僅如此，數(shù)控技術(shù)在煤礦機(jī)械領(lǐng)域應(yīng)用，還能夠完成煤礦采集過程中的其他工作，使煤礦采集工作更加規(guī)范。

5數(shù)控技術(shù)工作原理和數(shù)控在機(jī)械加工中的應(yīng)用優(yōu)勢

5.1數(shù)控技術(shù)工作原理

數(shù)控系統(tǒng)的運行主要依賴中控平臺即CNC進(jìn)行各類機(jī)械設(shè)備的操作，能夠從不同的方面對機(jī)械的運行裝備進(jìn)行控制和調(diào)控，包括信號、運轉(zhuǎn)數(shù)量、檢測定位等。數(shù)控系統(tǒng)編制軟件操控程序，使各類硬件設(shè)備的運行能夠根據(jù)軟件設(shè)置的操控流程逐步推進(jìn)，進(jìn)而完成各項操作任務(wù)。CNC會將輸入的信號進(jìn)行整體分析，將分析結(jié)果進(jìn)行反饋形成操作指令，數(shù)控機(jī)床的機(jī)械設(shè)備會根據(jù)操作指令完成操作。對于一些精密度較強較高的設(shè)備需要引入插補算法，促進(jìn)控制效果的提升，并且結(jié)合CPU響應(yīng)數(shù)量調(diào)控參數(shù)，保證機(jī)械系統(tǒng)運行的高效與穩(wěn)定。

5.2數(shù)控在機(jī)械加工中的應(yīng)用優(yōu)勢

5.2.1技術(shù)精細(xì)要求如今，各個領(lǐng)域?qū)τ诹悴考囊笾饾u提供，為了確保零部件加工的精細(xì)度，人工操作的生產(chǎn)制造方式已經(jīng)不能迎合當(dāng)前的實際需求，已經(jīng)被機(jī)械制造領(lǐng)域所淘汰。數(shù)控設(shè)備可以將各類部件的生產(chǎn)制造信息、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)錄入到控制系統(tǒng)當(dāng)中，由數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理，這樣可以有效降低操作失誤情況的發(fā)生，并且能夠有效保證加工制造的精細(xì)度。在當(dāng)前階段，數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用和機(jī)床設(shè)計中能夠在精細(xì)控制方面達(dá)到較為理想的效果，使數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造領(lǐng)域發(fā)揮的作用越來越大。數(shù)控技術(shù)在生產(chǎn)應(yīng)用過程中還能與電子繪圖技術(shù)進(jìn)行融合，優(yōu)化編程流程，加工繁瑣的三維結(jié)構(gòu)生產(chǎn)分解為更加直觀詳細(xì)的機(jī)械加工方案。5.2.2工作效率要求在機(jī)械制造過程中應(yīng)用數(shù)控技術(shù)可以對機(jī)械加工尺寸等方面進(jìn)行精準(zhǔn)控制，依據(jù)平整度、形位公差等要求確定切削尺寸和加工措施[3]。運用數(shù)控技術(shù)對加工路線進(jìn)行全面的固化，在保證質(zhì)量和精細(xì)的同時減少程序度，令刀具能在切削工序中發(fā)揮良好的作用，降低走到和返回過程的空程時間。運用數(shù)控管理掌握各類設(shè)備的運行參數(shù)，尤其是在銑床切削工作中能夠滿足加工需求。在實際生產(chǎn)和應(yīng)用時促進(jìn)產(chǎn)品的批量化生產(chǎn)，為生產(chǎn)企業(yè)帶來更加可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

6結(jié)束語

機(jī)電一體化數(shù)控技術(shù)目前是機(jī)械制造過程中經(jīng)常使用的技術(shù)類型之一，改變了傳統(tǒng)機(jī)械制造的方式，有效提高了制造效率和制造精度，能夠為各個行業(yè)的發(fā)展提供有效基礎(chǔ)。當(dāng)前我國機(jī)電一體化數(shù)控技術(shù)發(fā)展時間較短，在發(fā)展過程中仍然存在著角度不完善的問題，需要在之后的發(fā)展進(jìn)程中融入新型理念和技術(shù)。當(dāng)前機(jī)電一體化數(shù)控技術(shù)在煤礦機(jī)械制造領(lǐng)域、機(jī)床設(shè)備制造領(lǐng)域、汽車、航天制造領(lǐng)域的應(yīng)用、工業(yè)生產(chǎn)制造領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用，推動了這些行業(yè)和領(lǐng)域的快速發(fā)展，保證機(jī)械制造的質(zhì)量。在未來的發(fā)展過程中，機(jī)電一體化數(shù)控技術(shù)會向著高精度、高效率、柔性化、復(fù)合型、多軸化控制、智能化方向發(fā)展。

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作者：謝芳 單位：珠海格力電器股份有限公司