机电一体化在数控机床中的应用

2020-01-17张立伟中信戴卡股份有限公司

环球首映 2020年9期

张立伟中信戴卡股份有限公司

我国数控机床的生产水平有待进一步提升，机电一体化也不例外。机电一体化在我国的发展时间比较晚，为了使其在数控机床中发挥出更加重要的作用，就要加大研究与开发力度，提高数控机床加工水平。

一、机电一体化发展现状

早期的机电一体化主要是应用微电子技术发挥出机械的各项功能，将机械装置和电子装置以及常用软件相结合而构成的系统。新时代的机电一体化的内容不断更新和完善，包含多种技术，如信息技术、电工电子技术、自动化控制技术等。在工业生产中，机电一体化技术的应用范围十分广泛。机电一体化可促进工业生产迈向现代化方向，还能降低企业的成本。

我国机电一体化技术的起步较晚，与发达国家相比还存在不小的距离，与机电一体化有关的专业人才比较稀缺，对机电一体化进行研究和改造时，会存在较大的困难。比如，传统的机床与电工电子技术和计算机等先进技术之间不能实现顺利融合。随着我国综合国力的不断提升，机电一体化技术在我国将会有更加广泛的发展前景。

二、数控机床发展现状

数控机床在美国和德国等发达国家的发展速度飞快，早已成为加工制造业中的重要技术。我国数控机床的发展始于20世纪80年代。数控机床主要是利用控制编码或相关指令规定的程序，将经过转化后的译码采用数字进行表示。在专门的数控装置中输入这些数字，就可以对每一个加工机床发布相应指令，提高零件的加工精度。目前，数控机床在我国发展的过程中还存在一些问题。

（一）数控水平有待提升

许多国内企业的数控机床主要依赖国外，比如，通过合作或合资的方式实现对数控机床的生产和加工，或者负责经营数控机床。数控机床核心技术并不在我国，我国企业只负责对部件进行组装。由于国内的数控机床发展受到很大限制，加之数控机床在我国起步较晚，因此，与之相关的专业技术人才比较匮乏。尽管我国技术人员始终着力于研究数控机床的核心技术，发达国家也在进一步完善与之相关的技术，但我国数控机床的技术水平依然无法与发达国家相提并论。许多核心部件依然需要通过进口，国内数控机床核心技术研发能力不足，这样就会对我国数控机床产业化发展造成不利影响。

（二）产品性能有待完善

数控机床的性能将直接影响到零件的加工效率与质量。大部分国内数控机床的性能不能与国外发达国家的产品相比，而且数控机床的产品加工精准度难以达到客户的要求。比如，零件的重复定位精度难以符合欧洲制定的相关标准。

三、机电一体化在数控机床中的应用

（一）机械设计技术

将机械设计技术与数控机床相结合，可转变传统数控机床中存在的问题，完善其性能，提高其使用价值。机械设计技术离不开计算机技术的支持，该技术主要结合用户的需求，对机械装置进行优化，提高装置的精度与稳定性。采用计算机技术对数控机床的生产过程进行综合分析，就能及时调节机械与坐标轴之间的关系，实现对数控机床的改造。比如，进行零件加工时，会采用全封闭防护措施，这样就能对操作人员形成保护，而且工作效率较高。通过倾斜式排屑，就能提高工作效率。不仅如此，数控机床还能减轻工作人员的工作量，通过机械设计技术对机床主轴和工件装夹进行改造，就能确保工作更加安全，为操作人员分担工作。此外，在机械设计技术的支持下，数控机床经过换刀设计后，就能对多个零部件进行加工，机床重量大大减轻。

（二）自动化控制技术

在数控机床中应用自动化控制技术，就能发挥出该技术的自动化特征，提高加工精度与效率。在自动化控制技术中主要包括信息技术、计算机技术、可编程逻辑器。将硬件和软件彼此配合，就能较好地发挥出自动化控制的作用。计算机与通讯技术负责接收加工信息，还要对数据进行转换、保存等处理。采用可编程逻辑器对指令进行读取，就能对机床的开关和切割功能进行控制。进行零部件加工时，计算机会直接发出指令，然后就能实现自动化加工与生产，提高工作效率。

（三）执行与驱动技术

在数控机床中，执行与驱动技术可对设备的电压和功率进行调节，提高设备的驱动力，使设备具有更高的工作效率。在数控机床工作的过程中，通过设置执行驱动单元与驱动设备，将电子电气接口作为执行驱动单元与计算机数控设备的连接点，确保驱动控制命令能够直接下达。为了实现机械驱动与执行机构的连接，确保自动化控制命令能够直接下达到设备之上，就要发挥出机械加工接口的功能。通过这种方式，就能确保数控机床严格按照相应的指令进行操作。在执行与驱动技术的支持下，产品的质量会更有保证，数控机床的生产精度更高。

（四）检测与传感技术

由于数控机床结构具有一定的复杂性，很容易受到环境或其他外部因素的影响，导致机床存在较为严重的隐患，一旦机床出现故障，就会对零件加工的质量和效率造成不利影响。为了实现我国数控机床可持续发展，就要发挥出检测与传感技术的作用。在数控机床中，主要是通过应用检测设备、监测电路和反馈电路，对机床进行全面的检测，了解零件的各项技术参数。通过转换电路就能及时将零件的相关信息传输到计算机之中，由计算机对数据进行合理的处理与分析，就能了解数控机床是否存在安全隐患。一旦发现有异常情况，就会及时分析原因，采取有效的解决对策，确保数控机床正常运行。