机电一体化数控技术在机械加工中的应用

董金进

【摘 要】新时代，传统机械加工控制技术已无法满足实际工作的需求，因此机电一体化数控技术在机械加工领域中的应用也逐渐得到了业内人士的关注和重视。简单来说，机电一体化数控技术是采用“数字控制”的方法对某一加工过程进行控制的技术，是现阶段国内机械加工制造领域最为先进的技术。当前，国内机械加工制造行业正处在更新换代的时期，因此需要不断加强其控制技术方面的更新换代，帮助企业提高生产效益。文章对机电一体化数控技术及其应用进行了分析与探究，希望对进一步推进相关工作的优化与落实有所启示。

【关键词】机电一体化;数控技术;机械加工;应用

【中图分类号】TG659;TH-39【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2019）12-0116-02

数字化控制技术在机械加工制造领域中的应用已经成为行业转型改革发展的必由之路，该类技术在相关领域中的应用可以进一步提高机械器具的加工精度，进而提升产品质量，而且开放式的计算机数控系统是采用模块化的软件体系结构，同样可以保证平台的优良性能。因为数字化控制技术具有风格统一、操作标准且规范的用户交互界面，所以无形中降低了设备的操作、维护难度。总体来说，行业的改革将为国内机械加工制造行业的发展指明方向，对此需摆正认识。

1 机电一体化数控技术应用于机械加工制造领域的概念分析

1.1 概念与重要性

机电一体化数控技术是一项随着计算机技术逐步发展起来的新兴技术，它主要依靠预先编写的电脑程序完成对加工设备的优化控制。数控技术在机械加工制造领域中的应用在原有基础上提高了信息的储存能力和加工精度，同样它的加工效率也实现了前所未有的提升。总之，与传统加工控制技术相比，数控技术所独有的特点能够完成传统人工加工控制所无法完成的工作。开工之前，工作人员只需要将预先设定的工艺参数输入设备即可，机械加工设备的控制与操作完全由计算机系统负责完成[1]。

機电一体化数控技术应用于机械加工生产领域，为传统行业的转型与发展打下了坚实的基础。得益于此，国内的传统机械加工行业正在向着现代化、自动化加工业的方向发展。基于打造高技术机械加工制造产业的目标分析，以机电一体化为主的数控技术的应用为机械加工行业的转型与发展提供了强有力的技术支撑。以军备或高精密机械仪器的加工制造为例，这类设备加工均有着较高的要求，所以再继续沿用传统的加工制造控制模式只会起到相反的效果。

1.2 应用现状

国内企业、科研单位对数控技术的研究起步较晚，因此我们在该领域中的实践已远远落后于西方国家。过去，各类精密的设备、控制元件只能依靠进口，所以在很大程度上抬高了相关行业领域内企业的运营成本，更造成了中国数控技术长期受制于人的局面。当前，国内各大高校、职业院校还没有针对数控人才构建起完善的培养体系，所以很多设备操作人员的素质已无法满足实际工作的需要，更落后于行业发展的整体趋势。由此而造成的设备故障问题如果得不到有效解决，将会影响到国内机械加工行业高精度及科学化的发展进程[2]。而且数控编程、应用及设计等方面存在的专业人才短缺问题也会使我们久久无法掌握这项技术的核心。未来需提高对这类问题的关注及重视程度。

2 机电一体化数控技术在国内机械加工领域中的应用

2.1 数控技术在机床设备中的应用

机床设备是机械加工作业中必不可少的设备，而数控技术在机床设备中的应用能够在现有基础上提高控制精度，进而使加工出的产品更好地满足现代机械加工行业的发展需要。完善的控制系统也是现代机械加工制造设备生产过程中实现自动化控制和智能化控制的关键，着手加强管理既可以提高产品的生产质量，也可以在原有基础上提高机床设备的生产效率。实际生产过程中，在数控技术的辅助下，机床设备可以借助于数字化的代码表示零件的工艺与几何信息，其重点在于通过计算机编程的形式将机床上的道具和未成型元件间的相对位移及进给速度等信息输入到计算机控制系统内部。在此基础上，只要计算机系统的控制中枢可以发出正确的指令，机床就可以按照机械零件的生产需要运行并控制好生产加工精度。该情境下，工人再也不需要对机床的生产技术参数进行优化调整，只要定时更新控制程序就可以生产出不一样的机械零件，这在很大程度上降低了工人的作业难度。与传统的生产控制方式与机床设备相比，这便是数控机床最值得关注的特点[3]。

2.2 数控技术在工业生产中的应用

如今，在某些生产线上的特殊位置，工业机器人已经得到了广泛的应用。无论是工业机器人还是传统的数控系统均是由控制单元、驱动单元及执行机构等部分组成的，例如装配、焊接及喷漆等工序，利用工业机器人完成更能保证产品的加工与生产质量。此外，在某些条件相对复杂的生产作业环境下，利用数控系统或工业机器人进行辅助生产可以高水准地完成靠人工操作难以顺利完成的工作。这方面的改革既降低了工人的劳动强度，更提高了生产的安全性。

以汽车的批量装配、喷漆等作业工序为例，工业机器人在其中发挥了非常重要的作用。其中的控制单元是由计算机系统组成的，它就像是人体的“中枢神经系统”，负责依靠预先编写并写入的内核程序向驱动单元发出指令，之后便可以指挥机器人完成各种操作。在机器人完成操作的基础上，传感及检测系统也会同时运行，如果此时系统发生错误或故障，在传感系统和检测系统的共同作用下，故障会反馈到控制单元，之后将会发出相应的报警信号并通过预先设定的保护动作避免其对设备或生产控制系统带来更大的影响。执行结构主要是由伺服系统和机械构件组成的，通过动力部分能够将动力传输给执行结构，之后在驱动元件的作用下，执行结构可以完成规定的操作。

2.3 数控技术在煤矿机械中的应用

参照国内各大煤矿的实际生产现状，若通过扩大投资来置办全新的数控机床生产设备几乎是一个不能完成的任务。因此，必须以利用好现有的机床设备为起点开展这方面的改革，在此基础上选择合适的方法将普通机床和数控机床整合，实现提高产品加工精度的目标。与传统机床设备相比，数控机床的优点主要体现在重复性能好、加工精度高等方面。实际生产中，对精度要求低的设备完全可以在普通机床上进行施工，之后再集中力量利用高精度的数控机床完成精度要求较高的设备的加工制造作业。总体来说，数控技术在煤矿机械领域中的应用实现了对于原材料快速、高质量地切割，在保证作业人员生命安全的前提下提高了生产效率。

目前，国内煤矿企业大都采用的是普通机床设备，因此在充分整合利用现有资源的基础上通过引进数控系统进行数显和数控改造，也就成为必须完成的工作。在机电一体化数控技术的支持下，传统的机床设备可以被改造为全新的数控机床，最终将达到减少资金投入、降低设备操作难度及提高设备操作或生产精度的目的。虽然未来相关设备的运行环境会日渐复杂，但是随着改造工作的不断推进，设备的整体数控化程度也将会前所未有地提升。

3 数控机床的主要增效途径

当前，我国的数控机床无论是在自动化生产设备还是在生产工艺上都存在不同程度的问题，这些问题不仅增加了数控机床的加工难度，也降低了其生产效率，因此需要我们从当前的发展现状出发，寻找数控机床的增效途径。

3.1 优化加工流程

我们要对机械加工生产工作的各个工作流程进行優化与改革，从当前的生产管理方式、配件输送方式及设备管理等内容入手，不断学习国外的先进经验，优化当前的机械加工技术，有效提高数控机床设备的开动率，从而在实践应用中确保数控机床的高效管理和合理应用。

3.2 提高数控机床的自动化作业程度

在数控机床的加工过程中，我们可以借助柔性生产线、柔性制造单元等数控加工技术，提高数控机床的自动化作业程度。这样不仅可以有效减少数控机床加工生产所需的调试时间，还能够提高生产效率。因此，在实际生产中我们要注重数控机床加工零部件的连续化和自动化，这对于提高数控机床的总体效率具有重要意义。

3.3 优化加工工艺和加工设计

确保加工零部件的生产质量、减少机械加工时间是提高数控机床加工效率的关键，也是实现数控机床加工工艺的前提条件。我们可以借助先进的刀具或操作性能较好的数控设备完成相应的加工工作。通过提高数控机床的切削效率及主轴的加工效率，确保数控机床的加工性能。

4 总结

数控技术是影响机械制造自动化的关键因素，其对我国工业发展及国家综合国力都具有重要影响。如今科学技术成为衡量国家综合实力的重要体现，数控技术作为工业发展不可缺少的重要组成部分，它直接决定着我国机械设备的生产水平和应用水平。因此，不管从战略角度还是从发展策略来看，我们都需要加强对数控技术的深入研究，确保其能对我国的综合发展做出突出贡献。本文结合个人实际经验对此类问题进行了总结，希望对相关问题的解决有所帮助。

参 考 文 献

[1]罗云丽.数控技术在机械加工中的应用及发展研究[J].智库时代，2018（24）：249，254.

[2]张祝强.机电一体化数控技术在机械加工中的应用[J].中国设备工程，2017（6）：117-118.

[3]孔晓峰，赵森，赵文飞.数控技术在机械制造中的应用[J].电子制作，2015（10）：234.