机电一体化数控技术在机械制造中的实践研究

李宏

（山东省轻工工程学校，山东 青岛 266000）

机电一体化数控技术作为一种广泛使用的新兴技术，对机械工业的发展起到了积极的推动作用，因此必须制订出一套合理的应用战略，以提高其应用效果。在机械制造业发展的进程中，为加快发展，实现机械化生产，必须注重机电一体化技术的有效运用，以适应机械制造业的发展，进而推动机械制造业的发展。

1 机电一体化数控技术概述

机电一体化CNC技术是由计算机、自动化、传感器等技术构成，通过软硬件协同，实现对加工过程的控制，实现高难度的加工和生产任务。随着我国机械工业的迅速发展，传统的机械加工工艺已不能适应现代企业的发展，而机电一体化数控技术的出现与运用，极大地改变了传统的机械加工工艺，并使其单一的生产模式得以改善和优化。采用机电一体化CNC技术，可以使程序的范围不断扩展，在可编辑软件的帮助下，对数据进行很好的计算，达到最优加工目标，提高生产效率。将机电一体化CNC技术用于机械加工，不仅可以提高加工的敏感度，还可以利用集成的管理平台，对机床加工的状态进行判断，从而大大改善加工质量。

2 机械制造行业对机电一体化数控技术的要求

2.1 精确性要求

在制造和加工过程中，必须确保产品的精度，这是机械制造最基本的要求，只有达到一定精度，才能为以后的工作打下坚实的基础。在采用CNC技术时，可以根据工艺参数的选择，提高产品的精度，达到数据要求和产品的生产要求。此外，从总体操作流程来看，在数控技术的应用中，通过对相关裕量的输入与处理，还可以提高产品的加工精度，提高产品的生产效率和生产质量。

2.2 速度性要求

在机械制造工业中，要在一定的时间内，准确地分配每个工序和每个工序的工作内容，这就要求提高工作的速度和效率。在具体工作中，生产方案的制定、项目分析、生产内容的研究是在一定时限内实现的。同时，也要在计划和生产周期中，确保所有的生产任务都能按时完成。

2.3 衔接性要求

机械制造业在传统的管理观念和新的管理体制下，需要保证各种零部件的加工流程之间的相互联系。同时，各种部件的组装也要有一定的连续性，从一开始就需要完成所有的制造和加工，这样才能确保系统在最短的时间内完成相应的生产和加工工作。同时，也要保证各工作系统、各工作环节之间的时间上的高度一致性，以确保所有的加工项目都能严格执行，从而达到相关的标准。

3 机械制造中机电一体化数控技术的应用优势

3.1 提升机械制造精准度

在机械加工中，合理地运用机电一体化CNC技术，能够迅速地获取加工过程中的各种数据、参数，并对其进行分析，从而确保加工过程中所得到的数据和参数的准确性。此外，高效地运用CNC技术，还有利于提高机械制造业的管理水平，推动机械制造业的各种生产和加工工作的有序进行。在机械加工中，经常会受到干扰信号等因素的影响，造成加工工艺参数的偏差，但是通过CNC技术，可以有效地屏蔽和排除这些干扰，提高加工精度。此外，利用CNC技术的优势，还可以存储加工过程中产生的数据，为以后的生产工作提供参考，技术人员可以根据生产的实际情况进行相应的调整，从而提高生产效率。

3.2 提升机械制造加工效率

将机电一体化CNC技术应用于机械制造业，不仅可以提高加工精度，可以对工艺参数进行合理的控制，而且还可以确保整个生产过程的连续性。通过采用CNC技术，实现了机床与加工系统的密切关系，从而提高了机床的加工效率。机械工业在制造零部件时，一方面可以提高产品的加工质量，另一方面也可以降低由于手工操作造成的产品加工误差，从而保证产品的质量。

3.3 完善工业化系统

在机械加工中，若能合理地运用CNC技术，将会使机械加工控制系统得到更好的发展，从而提高我国的生产水平。另外，将CNC技术应用于机械制造业，可以让技术人员进行深入的分析与研究，加深对机械制造的认识，及时发现机械制造发展中的问题，并在CNC技术的辅助下，有效地解决机械制造中的问题，使机械制造系统不断地优化和改进，提高整个机械制造业的生产水平。

4 机电一体化数控技术在机械制造中的应用方法

4.1 整体框架构建分析

采用机电一体化NC技术，可以实现主、分布式两个子系统的功能。对于主要的控制系统，应该赋予其最高的管理权力，监督各部门的运行状况，并对各部门的生产进行全面的控制。对于分支系统，要把所有的数据都向数据控制系统反馈，只有在主、分两个系统的协同作用下，才能有效地提高控制系统的智能化程度。该系统运行后，员工能有效地研究加工产品及零部件的工艺，解决目前系统中的问题，完善加工方案，并将零件的结构图录入到系统中。在此基础上，员工利用主控制系统对各工艺参数进行深入的分析，向各地区的各控制系统下达合理的控制指令，实现了对生产模式的调节，并参与了整个工艺参数的控制。在各个子系统的工作中，要对主要系统的信号进行分析和改进，针对系统存在的问题，给出相应的处理方案，并通过比较采集到的数据来进行控制，从而提高处理的准确性。

4.2 数据获取系统构建

在获得资料时，要将各种参与到零件加工中的各种装备相结合，对其进行系统的改进和优化。现在很多公司已经完全取代了传统的加工设备，全部使用了CNC。由于整个系统采集的数据都是依靠员工的输入，因此，要充分展现数据分析结果，确保数据的准确性，必须充分利用子系统的功能，将控制数据输入到主控制系统中，以便更全面地反映出生产的情况，并能帮助员工在实际操作中发现问题，并从中找出影响生产效率的因素，以提高产品的生产效率。

4.3 数据分析系统构建

在生产过程中，数据分析是一个非常关键的环节，它需要确保数据分析系统能进行设计和分析，并及时发现问题。首先，要注意建立数据比较系统，通过比较分析，找出各参数间的差异，以掌握操作状态。其次，通过控制系统向受控对象发出控制指令，使其按照所收到的信号来调节装置的工作状况。最后，重点是建立中央处理系统，利用相关的数据模型，对采集到的信号进行分析，比较目前的工艺过程和工艺参数的差异。随着智能技术的不断发展，现有的一些设备已可以达到智能化的需求。在工作人员的输入下，可以实现对数控机床的控制和工艺参数的自动生成，实现对整个工件的自动控制。

5 机电一体化数控技术的具体应用

5.1 在机床中的应用

数控技术在机床中的应用，主要是利用电脑管理系统来实现对加工操作的控制，从而保证加工作业的顺利进行。在机械加工中，运用计算机技术的作用，对各个部件的加工工艺进行了严密的控制。数控机床可以说是一种新的应用于机械制造业的设备，它的工作模式是通过计算机进行数字化的控制，它可以将生产过程中产生的各种参数和数据通过电脑软件进行记录，并通过计算机进行分析、存储，从而有效地获取机床在生产过程中的全部信息。利用计算机进行适当的指令，使机床的执行机构和系统得到有效的控制，使加工的零件精度达到各种生产标准的要求。

5.2 在自动化数控系统中的应用

机电一体化CNC在实际应用中的重要意义在于其在实际中的应用，若能将其运用于工业生产，将有助于提高其精度，使其达到标准化。如拼接环节、焊接环节、组装环节等。另外，数控技术还可以在任何环境下使用，即使是在极端的工作环境下，也能轻松地完成工作和加工，比如工业机器人在CNC系统中，可以通过机械臂来进行相应的加工，而不会受到环境的影响。在实际使用CNC系统时，首先要建立一个控制单元，然后根据该单元设定一个探测执行动作，然后利用该终端装置对该单元进行控制，比如将该计算机与该控制单元合并，利用该系统的优点，构建一个中枢神经，并对其进行相应的指令，从而实现该系统的标准化。当机器人在执行任务的时候，一旦发生故障，它就会被自动的探测到，并且会在第一时间将探测到的信息传递给终端设备，也就是控制单元，然后由工作人员来处理。

5.3 在机械制造中的应用

机电一体化CNC技术要想在机械生产中得到有效的应用，必须依赖于智能的数字化机床，在实际生产中首先要选用合适的刀具，然后通过调节主轴的速度调节来控制生产的运转和停止，从而使机床能够自动地完成工件的加工。机电一体化CNC技术在生产中的应用主要表现为：（1）实现了对产品的实时转换，提高了加工精度。（2）该技术的应用也帮助提高了处理工艺的稳定性。（3）当采用机电一体化数控技术时，可以通过构造标准化的机械加工模块，从而缩短加工时间，并根据不同的加工工艺，选择适合的加工方式。

5.4 煤矿机械中的应用

我国地域广大，矿产资源非常丰富。尽管我国经济已步入高质量发展的时期，但其发展依然依赖于能源，尤其是煤矿。煤炭是我国最常用的一种天然矿产，但它的储量是有限的，因此要提高它的利用效率是十分必要的。将机电一体化CNC技术应用于矿井机械，使其与先进的智能技术相结合，使其性能得到不断优化，从而使矿井的生产效率得到有效的提升。同时，将计算机技术应用到矿井机械生产中，通过对数据的分析，可以更好地满足今后的工作需求，避免机械改造所造成的不必要的投资，从而降低开发费用，提高整体工作的效率。此外，在矿井生产中，由于矿井作业繁重，采用高质量的自动化机械，可以减少工人在矿井作业中的安全隐患。在矿井中采用了CNC技术，工人们可以通过遥控操作来指挥工作，从而降低工人在突发事件中受到的生命危险，从而促进矿井的机械化发展，提高矿井的生产水平。

5.5 工业生产中的应用

将机电一体化CNC技术与机械设备制造相结合，既能促进工业机器人的发展，又能减少人力的劳动强度。在工业领域，数控技术的应用主要集中在造纸、印刷、金属冶炼、食品加工等方面，这类行业的工人劳动强度大，对人体的健康状况有很高的要求。CNC技术可以有效降低作业对员工的危害，保证作业的安全。此外，生产工艺的持续优化也会对员工的质量产生负面影响，促使员工积极主动地掌握自动化技术，并将其应用于生产中，既解放了自己的双手，又可以有效地监控CNC的操作，并利用CNC指令对生产进行有效的监控，从而发现生产中的问题，进而达到人与技术的同步发展，提高工业生产效率的目的。

5.6 汽车工业中的应用

近几年，随着对汽车需求量的增长，汽车工业在国内的生产中占有越来越大的比重。随着汽车销售市场的不断扩大，市场的多样化，使得汽车零部件的制造变得更加复杂和困难。将CNC技术融入到汽车制造中，可以满足越来越多的汽车零件制造和装配需求，从而促进汽车高速柔性生产线的发展。数控技术在现代汽车工业中的应用，可以有效地解决目前汽车工业的智能化要求，提高零部件的加工和装配精度，从而提高产品的质量。此外，在汽车工业中采用CNC技术，可以简化复杂的操作流程，通过计算机远程控制生产流程，使机器自动进入生产，从而达到优化传统的生产方式，扩大生产规模。在这种情况下，运用CNC技术，也能最大限度地发挥出汽车产品的创新潜能，满足人们越来越多的生活需要。

5.7 航空工业中的应用

航空工业的发展，不仅需要先进的制造技术，还需要对产品的精度进行更高的要求。在对部件进行加工时，对部件的要求也各不相同，同时由于航空材料的特殊性，必须严格按照制造工艺规范来制造出满足实际使用需要的产品。铝合金、铝等柔性适当、密度低的材料通常用于航空工业。利用计算机CNC技术，可以实现对这种材料的高精度加工。此外，CNC技术具有较高的切削速度，可有效地减少物料损耗，节省资源。

6 结语

综上所述，机电一体化CNC技术是当今工业中普遍采用的一种工艺方法，它在机械制造中的应用，不但提高了生产的质量，而且提高了生产效率，解决了工作人员在工作中所遇到的困难，保证了工作人员的人身安全，实现了机械制造的智能化。目前，CNC技术在我国的工业生产中有着广阔的发展空间，应该加大对CNC技术的研究力度，以实现其最大的优势，从而推动我国的工业化进程。