謝芳

摘要：當前在各行各業(yè)中均開始使用各種機械設(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、有效。機電一體化數(shù)控技術(shù)是常用的新型技術(shù)之一，有效促進了機械制造行業(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。本文分析了機電一體化數(shù)控技術(shù)在機械制造中的應(yīng)用，以期可以為機械制造發(fā)展提供參考。

Abstract： At present， all kinds of mechanical equipment are used in all walks of life， which changes the traditional single manual working mode， improves the work efficiency and work quality， and makes part of the precision operation more accurate and effective. Mechatronics engineering technology is one of the new technology in common use， which has promoted the development of machinery manufacturing industry effectively. In order to improve the effect of technology application， a reasonable application strategy needs to be made. In this paper， the application of mechatronics engineering technology in mechanical manufacturing is analyzed in order to provide reference for the development of mechanical manufacturing.

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

Key words： mechatronics engineering;machine building;applied research

中圖分類號：TH122? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）24-0088-03

1? 機電一體化數(shù)控技術(shù)概述

機電一體化數(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床在工作過程中無法解決的問題，打破普通機床在應(yīng)用過程中存在的局限性。機電一體化數(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準工具具有模塊化的優(yōu)勢，能夠提升工具應(yīng)用效率，機電一體化數(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)以及遠程控制技術(shù)等，能夠通過控制程序?qū)庸ぴO(shè)備實施遠程監(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)控機床在精密度和曲面質(zhì)量方面都難以滿足預(yù)期標準，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)量進行準確的掌握，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，可以在添加的機床回轉(zhuǎn)軸進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，進而確保工件曲面的平滑度，滿足復(fù)雜零部件的加工標準。

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到相應(yīng)的要求。以往傳統(tǒng)的機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)來進行機械加工，可以運用先進技術(shù)將加工過程中的各項數(shù)據(jù)進行精準把控，對模具性能進行多方位的分析，進而確保模具性能能夠滿足相應(yīng)的標準。

2.3 推動模具自動化生產(chǎn)

機電一體化數(shù)控技術(shù)目前在機械制造領(lǐng)域中發(fā)展速度較快，成功帶領(lǐng)機械制造行業(yè)進入了新的發(fā)展階段[1]。在計算機集成制造過程中，眾多行業(yè)都開始利用機電一體化數(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)進行機械制造加工，能夠借助計算機系統(tǒng)對各個制造加工流程進行準確把控。將各個工作的工藝要求、制造流程、制造標準輸入到操作程序當中，使其在生產(chǎn)過程中按照相應(yīng)要求進行自動化加工制造，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，為機械制造行業(yè)的發(fā)展帶來推進動力。

3? 機電一體化數(shù)控技術(shù)在機械制造中應(yīng)用優(yōu)勢

3.1 保證機械制造精度

機電一體化數(shù)控技術(shù)在機械制造中應(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)進行采集和分析，確保機械制造過程中數(shù)據(jù)以及參數(shù)的準確性。機電一體化數(shù)控技術(shù)，通過對機械制造中的數(shù)據(jù)進行分析，能夠及時發(fā)現(xiàn)機械制造數(shù)據(jù)存在的問題，保證機械制造質(zhì)量。數(shù)控技術(shù)能夠?qū)C械制造過程進行管理，保證機械制造工作能夠正常開展。機械制造生產(chǎn)過程中，會出現(xiàn)信號干擾等情況，導(dǎo)致機械制造參數(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，保證機械造精度。數(shù)控技術(shù)還能夠儲蓄機械制造過程中產(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，對機械制造數(shù)據(jù)參數(shù)進行調(diào)節(jié)，保證機械制造生產(chǎn)質(zhì)量。

3.2 提高加工效率

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

3.3 完善工業(yè)化系統(tǒng)

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

4? 機電一體化數(shù)控技術(shù)在機械制造中應(yīng)用

4.1 數(shù)控技術(shù)在機床中的應(yīng)用

在機械加工過程中使用數(shù)控技術(shù)，主要是使機床的生產(chǎn)運作由計算機管控系統(tǒng)來完成，借助計算機技術(shù)的優(yōu)勢嚴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)控機床作為一種新型生產(chǎn)設(shè)備，其工作模式是通過計算機數(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)輸入到計算機數(shù)字程序當中，由計算機系統(tǒng)對各項數(shù)據(jù)信息進行整理、分析和記載，使機床生產(chǎn)過程中的各個環(huán)節(jié)信息得到有效掌控。在計算機程序下達制定可以實現(xiàn)機床中執(zhí)行設(shè)施與系統(tǒng)的高效控制，進而確保機床加工工作設(shè)計的零部件可以滿足相應(yīng)的制造標準[2]。

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

數(shù)控機床在航空領(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。在當前階段，飛機零部件的發(fā)展正在向著多樣化和整體化的方向發(fā)展，因此飛機機械制造生產(chǎn)加工工作擁有了更高的要求。飛機的機體由多個部件組成，主要包括梁、蒙皮、接頭、滑軌等等，這些飛機部件會使飛機的機翼、起落架、發(fā)動機等進行關(guān)聯(lián)起來。由于飛機整體架構(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長的，很多梁上零件的長度超出了13m。而飛機的框架零部件重要比較大，例如一些大型飛機的框架部件會占據(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，不能夠滿足飛機零部件嚴格的加工要求。將數(shù)控技術(shù)應(yīng)用于飛機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準。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)進行飛機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面影響。如果運用數(shù)據(jù)技術(shù)操控焊接機器人，可以有效彌補人工焊接工作的缺陷。焊接機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)整焊接機器人的工作行為，使其能夠順利完成焊接工作，達到標準的焊接效果。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，能夠通過計算機技術(shù)對工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備進行控制，通過信息數(shù)據(jù)向工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備傳達指令，工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備子在接收到指令之后，自動進行工業(yè)生產(chǎn)，促進工業(yè)機械設(shè)備同時進行生產(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)通過計算機對生產(chǎn)設(shè)備進行控制，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。

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

隨著我國社會經(jīng)濟水平的不斷提升，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。先進的采集機械設(shè)備能夠加快煤礦企業(yè)的采集速度，提高煤礦機械設(shè)備采集效率。數(shù)控技術(shù)在煤礦采集機械設(shè)備中應(yīng)用，能夠優(yōu)化以及完善煤礦采集機械設(shè)備，進一步加強煤礦采集機械設(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，從而促進煤礦采集速度的提升。數(shù)控技術(shù)在煤礦機械領(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進行各類機械設(shè)備的操作，能夠從不同的方面對機械的運行裝備進行控制和調(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，進而完成各項操作任務(wù)。CNC會將輸入的信號進行整體分析，將分析結(jié)果進行反饋形成操作指令，數(shù)控機床的機械設(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)，保證機械系統(tǒng)運行的高效與穩(wěn)定。

5.2 數(shù)控在機械加工中的應(yīng)用優(yōu)勢

5.2.1 技術(shù)精細要求

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度，人工操作的生產(chǎn)制造方式已經(jīng)不能迎合當前的實際需求，已經(jīng)被機械制造領(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)量標準錄入到控制系統(tǒng)當中，由數(shù)控系統(tǒng)進行數(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度。在當前階段，數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用和機床設(shè)計中能夠在精細控制方面達到較為理想的效果，使數(shù)控技術(shù)在機械制造領(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的機械加工方案。

5.2.2 工作效率要求

在機械制造過程中應(yīng)用數(shù)控技術(shù)可以對機械加工尺寸等方面進行精準控制，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)對加工路線進行全面的固化，在保證質(zhì)量和精細的同時減少程序度，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)濟效益。

6? 結(jié)束語

機電一體化數(shù)控技術(shù)目前是機械制造過程中經(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)。當前我國機電一體化數(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)展進程中融入新型理念和技術(shù)。當前機電一體化數(shù)控技術(shù)在煤礦機械制造領(lǐng)域、機床設(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，保證機械制造的質(zhì)量。在未來的發(fā)展過程中，機電一體化數(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。

參考文獻：

[1]薛小晶.智能控制的價值分析及其在機電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].中小企業(yè)管理與科技（中旬刊），2021（10）：191-193.

[2]程尤亞，王明月.機電一體化技術(shù)在機械設(shè)計制造中的應(yīng)用研究[J].南方農(nóng)機，2020，51（20）：141-142.

[3]李倩云.智能制造中機電一體化技術(shù)的應(yīng)用[J].中小企業(yè)管理與科技（下旬刊），2019（07）：132，134.