机电一体化数控技术在机械加工中的应用

引言：机电一体化数控技术是常用的新型技术之一，有效促进了机械制造行业的发展，为了能够提高技术应用效果，需要制定合理的应用策略。机械制造行业在发展过程中为了提升自身的发展速度，实现自动化机械制造，十分重视机电一体化数控技术的有效应用，以满足机械制造行业的发展需求，促进我国机械制造行业的发展。

1 数控在机械加工中的应用优势

1.1 技术精细要求

在人工进行设备操作的过程中由于受到灵敏度等的要求在尺寸的把握上不能达到较为精细的要求，特别是在机械加工生产零件逐步向精细化发展的影响之下，人工操作的方式正在被淘汰。数控设备能够根据提前录入好的尺寸数据实现反复处理，不会产生操作失误和疲劳的问题而引发误差，且在精细度的控制上能够不断进行细化，特别是对于一些薄质结构的加工上能够实现更加精准的把握。目前在数控技术的应用和机床设计中发现，越是精细控制程度高的产品在生产成本上就越能够进行有效把控，这也是促进数控技术不断发展的主要驱动力之一。

1.2 工作效率要求

在数控技术的应用过程中能够对机械加工的尺寸要求等形成更加精确的控制，并参照其平整度、形位公差等来确定具体的削切尺寸和加工方式。利用数控技术来规划产品的加工路线时能够更好地考虑效率和成本等多方面的影响因素，确定最合理的生产路线，在把握精度和平整度的基础之上尽量减少程序段，使刀具能够更好地发挥削切效用，减少走刀和返回过程中的空程时间。机械加工时使用的设备的运用参数都可以通过数控管理的方式进行优化，特别是对于铣床的切削能够实现更好地加工需求。

2 机电一体化数控技术在机械加工中的应用

2.1 自动化数控系统的应用

机电一体化的数控系统十分重要，将其应用在工业机器人中可以实现标准化生产，如装配、焊接、拼接等。同时，自动化数控技术可以应用在恶劣环境下，如人工难以完成作业的环境都可以通过自动化数控系统来完成，借助工业机器人的手臂完成零件的运输、抓取等动作，减少因恶劣环境对操作人员造成的影响。在实际操作中，自动化数控系统需要构建出控制单元，以控制单元同步检测执行动作，控制单元的操作需要借助终端设备，如将计算机与控制单元结合，并利用计算机系统构建“中枢神经”，指挥机器人按照特定的指令完成规范化操作，如机器人在工作中发生了故障，传感器会自动检测并发出警报，随后反馈到控制单元，即终端设备计算机，由人工操作解决现存问题。

2.2 敏捷制造的应用

敏捷性是指企业在不断变化、不可预测的经营环境中善于应变、生存发展和技术革新的能力，主要反映的是一个企业的综合实力。敏捷制造主要指的是通过现代技术手段对企业中的各种资源进行科学、合理的快速配置，增强产品制造的敏捷性，满足客户的需求。敏捷制造需要应用各项技术以及方法，敏捷虚拟企业是其最具代表的开发手段之一，敏捷虚拟企业要求针对快速变化环境作出快速反应，因此符合现代机械制造市场竞争形式。随着国民经济的迅速发展，现代机械制造行业的产品越来越复杂，对于一些高新技术产品，无法由一个企业承担全部的技术开发与生产制造，这就需要联合一个企业的多个部门或者不同企业，根据生产任务来配置资源、人员以及技术，通过临时组成虚拟企业完成生产任务。这种方式可以降低企业承担的风险、降低生产成本、提高企业的工作效率，满足客户的需求。

2.3 煤矿行业的运用

我国是属于资源大国，特别是煤矿资源较为丰富，因此在开发过程当中占据了重要的地位。那该如何提升煤矿资源的开发效率，降低成本，这成为了现代煤矿开采过程中重点考虑的问题。为了有效促进煤机企业的和谐发展，在现代化的竞争环境下，提升自己的工业化水平，首先就要跟现代化技术融合。在煤矿开采过程当中，大型设备收集是非常不利的，这对原本开发过程中，比如说机床起工作效率较低，投入资本较大。在煤机企业开采过程当中融入机电一体化数控技术能将计算机技术和原本的设备相融合，从而改进设备的性能，使得技术能在大幅度提升，提高开采的工艺性。通过融入数机电一体化数控技术的方式，能节省新设备的成本，使得投入资金降到最低，同时提高工作质量和效率，保证煤矿企业开发效率持续提升。

2.4 机械模具的数控编程

机电一体化数控技术在机械加工中的第四个应用是机械模具的数控编程。数控加工技术的实现离不开科学的编程。机械模具制造的灵活性使得数据处理技术中的编程工作量增加，程序的合理性对数控加工技术的应用效果有重要影响。传统的 G 代码不能适应某些机械模具制造中复杂的刀具运动轨迹。因此，以 cam 为代表的数控编程软件在相关工作中得到了应用和开发。CAM 软件可以实现复杂的人机交互，改善了人工提取模具几何形状对制造效率的不利影响。该软件以模具的几何特征为关键参数，利用信息计算技术快速、准确地生成编码。系统通过将模具的几何参数和材料特性输入到软件中，自动生成列表。根据列表中的特点，程序员可以根据工艺设计逐一确定机床、刀具等设备。然后利用简化特征生成加工过程，设计刀具轨迹和切削参数。工艺设计规划师审核后，可直接在软件中生成工艺对应的程序代码，导入数控设备，减少手工编码出错的可能性。

3. 机电一体化数控技术发展方向概述

3.1 机电一体化数控技术运用向更高效及精度方向发展

产品质量评价指标是精度、效率及速度，很多像 C PU 控制系统及芯片等的大量应用提高了制造效率及精度，伴随控制技术及计算机等技术的发展也大大促进了机电一体化数控技术的高速度发展。

3.2 机电一体化数控技术向更加柔软的方向发展

其技术柔软的特性具体表现为：数控技术本身是具有柔软的特性以及群体整体是具有柔软的特性。对数控技术来说，其功能非常丰富，系统的设计具有模块化且很高的可塑特性，这些特性可以满足很多客户的不同需求。此外，在实际操作过程中，群体的控制系统可动态对信息流进行调整，以实现对不同生产的条件予以适应。

3.3 机电一体化数控技术向实时的智能化方向发展

一些刚出现的实时性系统普遍适合的是比较理想的环境，所以只能解决掉一些比较简单的问题。人工智能技术的出现，研究人员着手研究智能化的产品相对应的运动过程，这些研究普遍建立在研究计算的模型上。研究人员尝试将人工智能和实时系统进行巧妙结合，可以使这两项技术之间互相促进，人工智能促进实时系统顺应时代的革新，而实时系统则促进人工智能更加高效率的向前发展。

结束语：随着我国科学技术水平的进一步提升，大数据技术、计算机通信技术也逐步深入发展，为我国机械制造加工奠定了坚实的科技基础。但当前我国的数控人才还较为稀缺，且专业的数控技术专业平台尚未建立，对未来机械制造普遍实现自动化提出新挑战。

参考文献：

[1] 陈风明，赵光霞 . 机电一体化数控技术在机械加工中的应用研究 [J].现代制造技术与装备，2021，57（03）：196-197.

[2] 何峰 . 机电一体化数控技术在机械制造中的应用探讨 [J]. 内燃机与配件，2020（23）：79-80.

[3] 刘志伟. 机电一体化数控技术在煤矿机械中的应用[J]. 当代化工研究，2020（19）：70-71.