機(jī)電一體化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用研究

程克翔 王玉

摘要：現(xiàn)階段，我國經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，機(jī)械制造業(yè)也逐漸趨于智能化、一體化。與此同時(shí)，數(shù)控技術(shù)已經(jīng)在不同行業(yè)領(lǐng)域中普遍應(yīng)用，這也為機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展，創(chuàng)造了新的平臺，國內(nèi)當(dāng)前機(jī)電數(shù)控技術(shù)發(fā)展較快，這一技術(shù)不但可以使得機(jī)械制造，逐漸向數(shù)控化方向發(fā)展，與此同時(shí)，還可以進(jìn)一步推動(dòng)為一行業(yè)的深入發(fā)展，因此應(yīng)進(jìn)一步重視這一技術(shù)的發(fā)展。本研究主要探索了機(jī)械制造領(lǐng)域中，數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用情況，同時(shí)，分析了這一技術(shù)在當(dāng)前行業(yè)中的總體標(biāo)準(zhǔn)，并給予了有效的應(yīng)用措施。

關(guān)鍵詞：機(jī)械制造;智能化;數(shù)控;應(yīng)用措施

引言

我國當(dāng)前經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，科技力量也在不斷壯大。這樣的發(fā)展背景，不但迎合了機(jī)械自動(dòng)化需求，與此同時(shí)，也促進(jìn)了機(jī)械制造能力的不斷提升。對于機(jī)械制造產(chǎn)品而言，其與數(shù)控技術(shù)關(guān)系較為密切，為了實(shí)現(xiàn)機(jī)械行業(yè)的長效發(fā)展，應(yīng)對相關(guān)制造技術(shù)進(jìn)行不斷拓展。同時(shí)還應(yīng)運(yùn)用數(shù)控技術(shù)，進(jìn)一步達(dá)到一體化發(fā)展效果，進(jìn)而與機(jī)械行業(yè)發(fā)展要求更加接近。應(yīng)與我國當(dāng)前機(jī)械行業(yè)發(fā)展?fàn)顩r相結(jié)合，明確其適用范圍，以現(xiàn)代化發(fā)展力量，促進(jìn)國內(nèi)機(jī)械行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

1 機(jī)電一體化數(shù)控技術(shù)的概況

對于機(jī)電一體化技術(shù)而言，涵蓋內(nèi)容較多，例自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)、傳感技術(shù)等，這些技術(shù)可以運(yùn)用硬、軟件的方式，對制造行業(yè)進(jìn)行控制，一般而言均離不開終端的支持。傳統(tǒng)意義上的機(jī)械制造行業(yè)技術(shù)，其形式較為單一，與現(xiàn)代化的行業(yè)要求格格不入。當(dāng)前的機(jī)電一體化技術(shù)可以進(jìn)一步拓展編程的應(yīng)用范圍，使得傳統(tǒng)模式，不斷改善、升級，運(yùn)用一些可編輯軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算。當(dāng)前在一些實(shí)踐中，利用數(shù)控可以對機(jī)械制造技術(shù)進(jìn)行改善、優(yōu)化，進(jìn)而使得設(shè)備的應(yīng)用率進(jìn)一步提升。與此同時(shí)，此類技術(shù)還可以使得機(jī)械制造的靈活性，有所提升。與此同時(shí)，在一體化管理平臺的輔助作用下，可以進(jìn)一步了解機(jī)械的實(shí)際制造狀況，進(jìn)一步提升制造水平，在此類技術(shù)中還可以融入傳感技術(shù)等其他現(xiàn)代化技術(shù)，這突破了傳統(tǒng)意義上的數(shù)控模式，在現(xiàn)實(shí)工作中可以將制造品作為載體，運(yùn)用一些軟件進(jìn)一步優(yōu)化加工程序，進(jìn)而使得產(chǎn)品的質(zhì)量、進(jìn)度有所提升，使得制造品更加符合當(dāng)前市場發(fā)展要求。

2 現(xiàn)代制造業(yè)對機(jī)電一體化數(shù)控技術(shù)的要求

2.1 精準(zhǔn)性方面

對機(jī)械類的零件、設(shè)備進(jìn)行加工時(shí)，精準(zhǔn)性是必不可少的，這也是此類產(chǎn)品生產(chǎn)的必然要求，只有在精確性達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，后續(xù)環(huán)節(jié)開才可以正常實(shí)施。通過將機(jī)械一體化融入數(shù)控技術(shù)，可以對制造參數(shù)進(jìn)行預(yù)判，進(jìn)而對設(shè)備、零件的生產(chǎn)，進(jìn)行全方位掌握，以此來達(dá)到精度要求。在實(shí)踐生產(chǎn)過程中，應(yīng)以制造系統(tǒng)為切入點(diǎn)，運(yùn)用數(shù)控技術(shù)對各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)進(jìn)行處理，使得制造系統(tǒng)在安全統(tǒng)一的基礎(chǔ)上運(yùn)行，進(jìn)而避免出現(xiàn)人為差錯(cuò)。

2.2 銜接性方面

在設(shè)備等的機(jī)械制造過程中，銜接性也是非常重要的，這也是對此類技術(shù)工藝的考驗(yàn)，在產(chǎn)品生產(chǎn)過程中應(yīng)加以注重，所以機(jī)電一體化中融入數(shù)控技術(shù)，可以使得一些工作，在有限的時(shí)間內(nèi)完成，例如對不同的零件進(jìn)行組裝，并且實(shí)現(xiàn)有效銜接。這一方法可以及時(shí)獲得產(chǎn)品生產(chǎn)的實(shí)際狀況，所以在產(chǎn)品加工過程中應(yīng)保證不同工藝的銜接性，使得整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)具有高度的銜接性，以此為前提，來提升產(chǎn)品的質(zhì)量水平。

2.3 加工速率方面

在機(jī)械制造行業(yè)中，為了進(jìn)一步保障加工速度，首先應(yīng)在實(shí)施方案中，對工期加以明確，對工作內(nèi)容進(jìn)行細(xì)化、落實(shí)，特別是不同環(huán)節(jié)的工作時(shí)間，更更加明確，進(jìn)而使得產(chǎn)品的加工速度有所提升。與此同時(shí)，在產(chǎn)品加工過程中，相關(guān)檢測應(yīng)跟進(jìn)，也就是說，生產(chǎn)內(nèi)容及標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)符合一定要求。檢測工作應(yīng)遵循一定的生產(chǎn)制造時(shí)間，運(yùn)用數(shù)控技術(shù)對加工環(huán)節(jié)進(jìn)行智能規(guī)劃，使得整個(gè)產(chǎn)品的加工時(shí)間，滿足方案要求，進(jìn)一步提升整體的加工速度。

3 機(jī)電一體化數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用現(xiàn)狀

在現(xiàn)實(shí)實(shí)踐中，機(jī)電數(shù)控技術(shù)其綜合程度較高，可以運(yùn)用計(jì)算機(jī)體系，對制造過程中的各類設(shè)備、環(huán)節(jié)進(jìn)行監(jiān)測，進(jìn)而使得機(jī)械行業(yè)可以實(shí)現(xiàn)長效發(fā)展。

3.1 機(jī)電一體化數(shù)控技術(shù)的特征

這一技術(shù)的重點(diǎn)內(nèi)容是自控性、智能化，正是在這些特點(diǎn)的作用下，可以使得機(jī)械制造的質(zhì)量，進(jìn)一步提升，其特征為：一是復(fù)雜性，這一技術(shù)覆蓋范圍較廣，與此同時(shí)，在許多的行業(yè)中，已經(jīng)得到普遍應(yīng)用。二是發(fā)展性，機(jī)械制造行業(yè)在長期發(fā)展過程中，已經(jīng)逐步進(jìn)入了智能化軌道，其制造標(biāo)準(zhǔn)與用戶的要求，也在逐漸趨于一致化水平。三是高效化，這一技術(shù)可以進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)、配置，可以與自控技術(shù)進(jìn)行充分結(jié)合，進(jìn)而達(dá)到自動(dòng)化規(guī)模。然而，這一技術(shù)在某種程度上，也可以進(jìn)一步減少生產(chǎn)成本，極大限度地提升工作效果，使得人工錯(cuò)誤率也有所下降。

3.2 機(jī)電一體化數(shù)控技術(shù)的發(fā)展限制

機(jī)電一體化技術(shù)在國內(nèi)的發(fā)展起步較晚，其技術(shù)水平與西方一些發(fā)達(dá)國家相比，還有一定距離。技術(shù)還處于不成熟狀態(tài)，與此同時(shí)，這一技術(shù)盡管反應(yīng)速度比人腦更加快速，然而卻不可以像人腦一樣，對現(xiàn)實(shí)發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行更正，只會依照已經(jīng)設(shè)定完成的程序進(jìn)行，以現(xiàn)階段的發(fā)展情況而言，這一技術(shù)應(yīng)進(jìn)一步融入人力工作，來加以控制。

機(jī)電一體化技術(shù)，其特點(diǎn)是具有較強(qiáng)的專業(yè)性，同時(shí)還需要一定的專業(yè)理論知識，因此相關(guān)工作者應(yīng)具有較高的工作能力及水平，理論系統(tǒng)知識也應(yīng)全面掌握，同時(shí)，相關(guān)人才也應(yīng)經(jīng)過一定的培訓(xùn)教育，在這樣的條件下工作者才可以上崗。當(dāng)前是智能化發(fā)展時(shí)代，這也為機(jī)械制造行業(yè)提供了一定的發(fā)展機(jī)會，國內(nèi)這一技術(shù)還處于發(fā)展階段，發(fā)展水平更深有待提高。

4 機(jī)電一體化數(shù)控技術(shù)的發(fā)展優(yōu)勢

4.1 優(yōu)化工業(yè)體系

國內(nèi)在機(jī)械制造過程中，經(jīng)過多年積累經(jīng)驗(yàn)，不斷與國外一些發(fā)達(dá)國家水平接近。將這一技術(shù)融入到機(jī)械制造行業(yè)中，可以使得工業(yè)體系發(fā)展，更加完善，進(jìn)而使得我國工業(yè)化進(jìn)程速度進(jìn)一步提升，機(jī)械化加工行業(yè)得到有效發(fā)展。

4.2 控制加工的精準(zhǔn)度

機(jī)電一體化技術(shù)可以運(yùn)用傳感器，對不同參數(shù)并進(jìn)行調(diào)整，通過分析、對比，進(jìn)而得出當(dāng)前存在的問題，以此來對體系進(jìn)一步優(yōu)化、改善，可以實(shí)現(xiàn)該行業(yè)的長效發(fā)展。在對精度進(jìn)行控制時(shí)，可以運(yùn)用反饋機(jī)制，把無用信息進(jìn)行篩選。與此同時(shí)，對不同類型參數(shù)實(shí)施對比、分析，之后對體系進(jìn)行科學(xué)設(shè)置，進(jìn)而使得無用信息可以被徹底消除。

4.3 提升工作效率

這一體系可以實(shí)現(xiàn)對參數(shù)精度的控制，進(jìn)而對不同環(huán)節(jié)的工作進(jìn)行對接，以此來提升工作效率。此外，在實(shí)際應(yīng)用中，數(shù)控技術(shù)也可以進(jìn)一步提升，特別不同零件的加工精度，這樣便可以避免出現(xiàn)返工現(xiàn)象，在一定時(shí)間段內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)不同產(chǎn)品、零件的制造工作，使得工作效率進(jìn)一步提升。

5 機(jī)電一體化數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用措施

5.1 自動(dòng)化數(shù)控體系

機(jī)電、數(shù)控一體化機(jī)制，在實(shí)際應(yīng)用過程中，具有非常重要的作用。特別是在工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用中，可以達(dá)到批量生產(chǎn)，例焊接、拼接等相關(guān)技術(shù)。與此同時(shí)，這一技術(shù)在即使環(huán)境非常惡劣的情況下，也可以克服一些人工無法完成的環(huán)境困境，運(yùn)用自動(dòng)化體系，來完成相關(guān)工作，可以借助機(jī)器人手臂，對零件等實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸，在某種程度上保護(hù)了工作人員的生命安全。在現(xiàn)實(shí)的工作中，自動(dòng)化數(shù)控機(jī)制可以進(jìn)一步建立控制單元，以此來對其執(zhí)行的工作，進(jìn)行檢測，這一工作環(huán)節(jié)離不開終端設(shè)備的支持，需要和計(jì)算機(jī)進(jìn)行結(jié)合，來對機(jī)器人進(jìn)行指揮。在工作環(huán)節(jié)中，如果機(jī)器人發(fā)現(xiàn)故障，那么傳感器便會檢測場相關(guān)問題，與此同時(shí)，會發(fā)出報(bào)警，并將其問題反饋到設(shè)備終端，最終通過人工的方式，對這些問題進(jìn)行處理。

5.2 自動(dòng)調(diào)整機(jī)械控制模塊

機(jī)械控制模塊主要負(fù)責(zé)角度實(shí)時(shí)調(diào)整的執(zhí)行，而切材與圓盤切刀的相對角度精度直接受到模塊的控制精度影響。角度實(shí)時(shí)調(diào)整機(jī)械控制模塊由角度調(diào)整模塊、聯(lián)軸器、伺服電機(jī)組成，為減少調(diào)整過程中軸肩與圓盤切刀的沖擊，采用橡膠作為柔性調(diào)整原件材料，由此圓盤切刀實(shí)時(shí)角度調(diào)整系統(tǒng)即可更好保證材料處理后的高端面質(zhì)量。

5.3 機(jī)電一體化技術(shù)與機(jī)械制造的結(jié)合

機(jī)電一體化技術(shù)在應(yīng)用中需要借助智能化數(shù)字機(jī)床，根據(jù)實(shí)際情況合理選擇刀具，在此過程中可以通過調(diào)控主軸變速起停制造，使機(jī)床能夠自動(dòng)加工出所需零件，如以下幾點(diǎn)：①實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的即時(shí)切換，且機(jī)械制造的參數(shù)更加精確。②實(shí)現(xiàn)一次多工件多工序的加工，以此解決常規(guī)單件加工速度慢的問題，且可以在加工后對成品進(jìn)行比較，使質(zhì)量進(jìn)一步提高。③引入機(jī)電一體化技術(shù)則可以使加工過程更加穩(wěn)定。④機(jī)電一體化技術(shù)可以通過建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)械制造制造模塊減少刀具的安裝時(shí)間，根據(jù)機(jī)械制造的不同區(qū)分標(biāo)準(zhǔn)化制造模式。

5.4 優(yōu)化機(jī)械設(shè)計(jì)制造集成化應(yīng)用

將集成應(yīng)用到機(jī)械制造中，可以掌握企業(yè)目前的整體生產(chǎn)狀況，且在實(shí)際應(yīng)用中可對技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，就目前發(fā)展現(xiàn)狀來看，其在電梯機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域中取得了良好的效果。優(yōu)化機(jī)械設(shè)計(jì)制造集成化應(yīng)用，可以將設(shè)計(jì)制造中的每一項(xiàng)管理活動(dòng)提升，優(yōu)化調(diào)整企業(yè)內(nèi)部的各種資源和材料集中度，保證生產(chǎn)運(yùn)行的有效性，突出設(shè)計(jì)制造時(shí)的功能性。自動(dòng)化數(shù)控技術(shù)的虛擬化包括信息技術(shù)、多媒體技術(shù)、計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)和其他技術(shù)，且在技術(shù)集成的過程中需要借助CPU 及可編程集成電路板，需要選擇高度集成的CPU，可以選擇帶有RISC 芯片的電路板，促進(jìn)系統(tǒng)集成、軟硬件運(yùn)行速度和集成電路集成，完成技術(shù)的集成化應(yīng)用，提高系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性。該技術(shù)是當(dāng)前機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域中常用的基礎(chǔ)之一，將其有效應(yīng)用不僅可以降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，如在實(shí)際應(yīng)用中結(jié)合各類現(xiàn)代化設(shè)備，則可以提高制造業(yè)的生產(chǎn)效率。該技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用的過程中可以根基現(xiàn)存問題提出具體的優(yōu)化和解決方案，以此縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，確保輔助模擬的自動(dòng)參數(shù)設(shè)置，使整體數(shù)據(jù)更加可視化。

6 結(jié)束語

機(jī)械制造行業(yè)應(yīng)用機(jī)電一體數(shù)控化技術(shù)可以不斷提高制造與加工水平，且可以免除人工在高危環(huán)境下作業(yè)，使得切割故障控制更加智能化。就目前情況來看，數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造領(lǐng)域中應(yīng)用效果非常好，因此要對該技術(shù)加強(qiáng)關(guān)注力度，并以此作為行業(yè)未來的發(fā)展方向。

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