机电一体化数控技术在机械制造中应用
机电一体化数控技术在机械制造中应用时间：2023-04-0421:08:08
摘要：机械设备应用于企业生产中，改变了以往单一的人工工作模式，为企业的发展增加了动力。机械制造行业引进机电一体化数控技术，可以促进机械制造行业的快速发展，提高企业生产效率。基于此，笔者在介绍机电一体化数控技术的基础上，就机械制造行业对机电一体化数控技术提出的精确性要求、速度性要求、衔接性要求进行了论述。同时，对数控技术的应用优势进行了分析，探讨了机电一体化技术具体应用措施，仅供参考。
关键词：机电一体化数控技术；机械制造；应用策略
机电一体化数控技术是常用的新型技术之一，有效促进了机械制造行业的发展，为了能够提高技术应用效果，需要制定合理的应用策略。机械制造行业在发展过程中为了提升自身的发展速度，实现自动化机械制造，十分重视机电一体化数控技术的有效应用，以满足机械制造行业的发展需求，促进我国机械制造行业的发展。
1机电一体化数控技术概述
机电一体化数控技术由计算机技术、自动化技术和传感技术组成，可以在软件和硬件的共同作用下对加工制造实施控制，从而完成高难度的加工任务和生产任务。随着机械制造行业的不断发展，传统的机械制造技术已经无法满足当前企业发展要求，而机电一体化数控技术的出现和应用给传统机械制造技术带来了巨大的改变，使其单一化的模式得到了改进和优化。利用机电一体化数控技术可以不断扩大编程范围，在可编辑软件的辅助作用下能够对数据进行良好运算，在数控技术的具体应用过程中可以通过数控装置来实现优化机械制造的目的，从而提升设备的运行效率。在机械制造中应用机电一体化数控技术有助于提升机械制造的灵敏性，而且在对机械制造的运行状态进行判定的过程中可以通过一体化管理平台来实现，在机电一体化数控技术的支撑作用下，可以大幅度提高制造质量[1]。除此之外，机电一体化技术还能与无线通信技术以及传感监测技术等实现良好融合，而且这些技术的相互融合能够打破传统数控方式的局限性，尤其是在具体应用过程中还能将此种融合性作为制造品的物质载体，通过编程软件对加工程序和加工制造过程进行控制，并不断促使机械制造的制造质量和制造精度得到进一步提升，可以推动机械制造行业持续良性发展。
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
任何设备和零件在生产和加工过程中，都需要其在精准度方面得到保证，这是生产加工过程中最基本的要求，只有在精确度上得到了满足才能为后续工作的正常开展奠定良好的基础。在应用数控技术的过程中，可以通过确定相关参数的方式来保证生产的零件具有更高的精准度，从而满足数据要求标准，使其符合生产需求。另外，从系统的整体运行过程方面可以看出在应用数控技术时，通过输入和处理相关余量的方式可提升零件加工的合理性和科学性；如果从最终结果方面进行分析，则可以体现出零件加工的实际精准度，即比传统的人工加工方式更加精准，这样就能大幅度提升整个系统的运行稳定性以及运行安全性，为提升机械制造效率和质量都提供了保证。
2.2速度性要求
机械加工行业在进行零件加工和生产过程中，要想在规定的时间内精准地安排好各个加工环节和生产环节的任务量以及具体的工作内容，就需要在速度和效率方面提出更高的要求。在实际开展工作时，要求在制定生产方案、分析相关项目、研究生产内容的过程中，都可以在规定的时间内完成。与此同时，还要将一些需要进行检测的项目也涵盖在规划及生产所需的时间段内，在规定的时间段内把各项生产任务都保质保量完成。
2.3衔接性要求
机械制造行业在生产过程中，无论是在旧的管理理念下，还是在新的管理体系中，都必须要确保各类零件加工工艺流程具有有效的衔接性，同时还要保证各类零件的装配过程也必须要具备衔接性，具体表现在第一时间获取相关构件的时候就要完成整个生产和加工过程，利用此种方式可以保证系统在最短的时间内完成相应的生产加工任务[2]。此外，还应该保证各个工作体系和工作部门在时间上具有高度的衔接，这样才能确保各项加工项目能够严格按照相应的规定来进行落实，保证最终制造出的产品质量满足相关的标准要求。
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
在机械制造中，合理应用机电一体化数控技术可以快速采集制造过程中产生的所有数据和参数，并对这些数据参数进行分析，以此来保证机械制造中产生的数据和参数具有更高的精准度。机械制造应用机电一体化数控技术就是借助其优势对数据参数进行精准分析，然后在分析过程中发现潜在的问题，并在第一时间对其进行改进，从而保证最终的生产质量。数控技术的有效应用有助于提升机械制造的管理水平，可以促进机械制造有序开展各项生产加工工作。在开展机械制造的过程中，常常会遇到干扰信号等因素的影响，导致机械制造数据和参数出现偏差，而在数控技术的应用之下可以对这些干扰信息进行有效的屏蔽和消除，从而提升机械制造的精准度。另外，借助数控技术的优势作用还可以将机械制造过程中生成的数据参数储存起来，为技术人员在开展后续工作的时候提供数据参考依据，技术人员通过比较这些数据和参数能够根据实际的制造情况作出合适的调整，这对于提升机械制造产品质量具有很大的帮助。
3.2提升机械制造加工效率
机械制造行业中应用机电一体化数控技术，除了可以提升机械制造的精准度，合理控制机械制造数据参数之外，还能够保证机械制造生产加工流程的完整性。在整个机械制造过程中，利用数控技术可以促进加工系统和制造系统之间形成紧密的联系，以此促进机械制造加工效率得到进一步提升[3]。机械行业在进行零件加工生产的时候，不仅提升了零件加工质量，还减少了因为人工操作而出现零件加工误差的不良情况，为提升零件质量提供了保障。机械制造过程中合理应用数控技术，在很大程度上提升了机械制造加工效率，缩短了产品生产时间，可以提高机械制造企业经济效益。
3.3完善工业化系统
在先进科学技术的带动之下，我国的机械制造行业虽然得到了快速的发展，而且机械制造水平也有显著的提升，但是从机械制造的系统层面来看，还有一些缺陷和不足之处需要不断进行改进和完善，尤其是在机械加工方面存在的缺陷和不足较为明显。如果将数控技术合理应用到机械制造过程中，可以实现对机械制造控制系统的进一步完善，这对于提升我国的机械制造水平具有很大的帮助。除此之外，在机械制造过程中引入数控技术，还能够帮助技术人员开展分析和研究工作，对机械制造进行深度认知和了解，及时发现机械制造发展过程中潜在的问题以及发展过程中可能遇到的阻碍，同时还能在数控技术的帮助和支持作用下对机械制造中存在的问题进行有效的解决，促进机械制造系统不断得到优化和完善，从而全面提升机械制造行业的制造水平。
4机电一体化数控技术的具体应用
4.1在机床中的应用
将数控技术有效应用到机械制造过程中，主要是通过计算机管理系统来对机床生产运作进行控制，使其顺利完成生产任务。机械制造中利用计算机技术的功能对不同零件的工作流程和零件制造过程中的质量进行严格控制。数控机床可以称之为机械制造行业中应用的一种新型设备，此设备的工作模式主要是利用计算机数字代码技术对整个生产加工流程进行控制的一种模式，并能够在计算机数字程序中记录整个生产流程中产生的数据和参数，然后在计算机系统的作用下对这些数据和参数进行整合、分析，并对其进行储存，以此方式来有效掌握机床在生产加工过程中的所有信息。通过计算机系统下达相应的指令可以保证对机床执行设施和系统进行有效控制，从而保证机床加工的零部件都具有很高的精准度，能够满足各项制造标准要求[4]。
4.2在自动化数控系统中的应用
机电一体化数控技术之所以具有应用优势，主要是因为数控系统发挥了很大的作用，如果将数控系统应用到工业生产中，有助于提升产品的精准性，可以实现标准化生产。如在拼接环节、焊接环节以及装配环节中应用等等。除此之外，自动化数控技术可以在各种环境中应用，即便工作环境十分恶劣，也可以顺利完成工作任务和加工任务，如工业机器人在自动化数控系统的操作可以灵活运用手臂来完成相应的零件加工等，这样可以不受环境因素的影响[5]。在实际应用自动化数控系统的时候需要先建立控制单元，在此基础上设置检测执行动作，借助终端设备来控制单元操作，例如将计算机系统融合到控制单位中，借助计算机系统的优势来建立“中枢神经”，通过向机器人相关指令的方式来使其顺利完成规范化操作。如果机器人在开展实际工作的过程中突然出现了故障问题，则传感器就会对故障进行自动检测，同时也会及时发出警报，并将检测信息及时反馈到终端设备上，也就是控制单位中，最后在工作人员的操作下解决出现的故障问题[6]。
4.3在机械制造中的应用
机电一体化数控技术在机械制造中实现有效应用需要依靠智能化数字机床来实现，因此，需要在实际应用中先选择合适的刀具，并且在刀具选择过程中利用调控主轴变速的方式来控制制造的运行和停止，促进机床可以对零件进行自动加工[7]。机电一体化数控技术的应用体现在以下几方面：1）可以即时切换产品，同时还有助于提升机械制造的精确性。2）可以一次性加工多个零件，也可以一次性完成多个工序，这样可以提升加工速度，同时还能提升产品质量。3）此技术的应用还有助于提升加工过程的稳定性。4）应用机电一体化技术时能够通过构建标准化机械制造模块的方式来缩短安装刀具的时间，并根据不同的机械制造选择合适的制造模式[8-10]。
4.4在监控技术中的应用
在机械制造过程中，难免会遇到一些突发情况，在面对这些突发状况的时候应该采用何种方式进行有效解决，从而降低经济损失，这才是将机电一体化数控技术应用到机械制造中的目的。而在机械制造中建立监控系统，可以帮助相关的工作人员及时找到发生突发情况的原因，并确定发生问题的具体环节，从而采取有效的措施予以解决，防止出现设备停止运行的情况，造成不必要的资源浪费和经济损失[2]。为了能够快速解决突发问题，将机电一体化数控技术应用到机械制造的监控系统中可以发挥较大的作用。在监控方面应用机电一体化数控技术，可以对机械设备的运行状况进行实时监测，能够及时发现问题并对存在的设备故障进行有效解决，有助于降低故障发生率[11-12]。机电一体化数控技术的应用不仅提升了设备运行效率，还降低了设备出现故障的概率，能保证设备的正常运行，为设备运行提供了安全性和稳定性，使机械制造有了安全保障[4]。
5结束语
综上所述，机电一体化数控技术是当前工业中常用的一种技术方式，将其应用到机械制造中不仅可以提升产品的加工质量和效率，同时还能克服恶劣环境给工作人员带来的困扰，为工作人员的安全提供保障，并能使机械制造更加智能化。从当前数控技术的应用现状来看，其在机械制造方面具有很好的发展前景，因此，要加强对数控技术的应用，使其可以发挥最大化的优势作用，促进工业化发展水平不断得到提升。
作者:米合拉衣·米吉提单位:新疆工程学院
机械制造加工工艺的运用论文
机械制造加工工艺的运用论文
随着经济的发展和科学技术的进步，机械制造技术在现代工业中的地位越来超重要。机械制造工艺及工装是机械制造技术的重要内容。机械制造的过程是将原材料经过工艺系统的各种加工变成机械产品的过程。机械制造工艺及工装课程就是以制造过程为主线，包括零件机械加工工艺、机床夹具设计及装配工艺等，为国民经济各部门提供冶金机械、矿山及工程机械、石油化工机械、各类运输机械、机床工具及仪器仪表、纺织及包装轻工机械、农牧业加工机械等，为人民提供的耐用消费品，如洗衣机、电冰箱、空调、缝纫机、轿车等。从其应用的广泛性可见，不论传统还是新兴产业都离不开各种各样的机械装备。经过半个多世纪的努力，尤其是改革开放以来，通过引进吸收与自主开发，我国的机械工业已经基本形成门类齐全、具有相当规模及技术开发能力的支柱产业。产业的结构正向着台理化方向发展，先进的制造技术不断在生产中应用推广，机电及相关高效技术产品生产基地正在逐步形成。大型成套设备的装备能力提高了，如我国已能自行设计制造60万kw火力发电机组、70万kw水力发电机组、500万t的大型钢铁成套设备等。通过引进技术的消化吸收，一批先进的高精密制造技术也在我国生产中应用和普及。
一、当前我国机械制造加工发展情况
进入21世纪，我国己基本建立社会主义市场经济体制。全球性的产业结构重新组合和国际分工不断深化，科学技术在突飞猛进地发展，各国都把提高产业竞争能力及发展高新技术，抢占未来经济的制高点，作为科技工作的主攻方向。在机械制造技术方面我国与世界各国的联系日益紧密，中国市场与国际市场进一步接轨，面对国内外市场的激烈竞争，我国企业对技术的需求更加迫切和强烈。新产品的开发水平提高了大批重点骨干企业在关键工序增加了先进、精密、高效的关键设备，从而进入到高技术开发企业行业研制出如超重型数控龙门铣、高精度五轴数控镗铣床、sx―T大规模集成电路光栅数显仪、大吨位超重水压机等;制造技术水平不断提高，船泊制造精度可达5微米，高精度外圆磨达o．25微米、粗糙度达0．08微米，精密及超精密加工精度已达到亚微米级和亚纳米级，已形成完整的先进数控机床、新型刀具开发的制造体系。
二、现代机械的先进加工工艺与制造技术的应用
进入21世纪来，机械制造业迎来的是一个更为激烈的竞争和生存环境。新知识、新概念的不断涌现和新产品、新工艺的迅速更新加速了市场的变化，企业面临着更加严峻的挑战。特别是在市场不断高速变化的21世纪，企业不仅需要有对市场变化的快速反应能力，而且还需要通过技术创新和产品更新来不断开拓市场、引导市场的能力。现代制造技术就是为了适应这种竞争环境而产生的。它是在传统制造技术的基础上，不断吸收和发展机械、电子、能源、材料、信息及现代管理等技术成果，并将其综合应用于产品设计、制造、检验、管理、服务等生产周期的全过程，以实现“优质、高效、低耗、灵活、清洁”的生产技术模式，取得理想技术经济效果的制造技术的总称。
(一)现代机械的先进加工工艺特点
随着计算机技术、微电子技术、传感技术、自动控制技术和机电一体化技术的迅速发展及其在机械制造方面的应用，由系统论、信息论和控制论所组成的系统科学和方法论与机械制造科学的密切结合，组成了机械制造系统，并形成了现代制造工程学。制造系统就是人、机器以及物料流和信息流的一个组合体。现代制造技术特别强调入的主体作用，强调入、技术和管理三者的有机结合，因此，现代制造技术具有以下特征:
1．现代机械制造技术己成为一门综合性学科。现代制造技术是由机械、电子、计算机、材料、自动控制、检测和信息等学科的有机结合而发展起来的一门跨学科的综合性学科。现代制造技术的各学科、各专业间不断交叉融合，并不断发展和提高。
2．产品设计与机械制造工艺一体化。传统的机械制造技术通常是指制造过程的工艺方法，而现代制造技术则贯穿了从产品设计、加工制造到产品的销售、服务、使用维护等全过程，成为“市场调查十产品设计十产品制造十销售服务”的大系统。如并行工程就是为了保证从产品设计、加工制造到销售服务一次成功而产生的，已成为面向制造业设计的一个新的重要方法和途径。
3．现代机械制造技术是一个系统工程。现代制造技术不是一个具体的技术，而是利用系统工程技术、信息科学、生命科学和社会科学等各种科学技术集成的一个有机整体，已成为一个能驾驭生产过程的物科流、能量流和信息流的系统工程。
4．现代机械制造技术更加重视工程技术与经营管理的有机结合。现代制造技术比传统制造技术更加重视制造过程的组织和管理体制的简化和合理化，由此产生了一系列技术与管理相结合的新生产方式。如制造资源计划(MRP)、准时生产(HT)、并行工程(CE)、敏捷制造(AM)和全面质量管理(TQC)等。
5．现代机械制造技术追求的是最佳经济效果。现代制造技术追求的目标是以产品生命周期服务为中心，以新产品开发速度快、成本低、质量好、服务佳、灵活性强取胜，并获得最佳的经济效果。
6．现代机械制造技术特别强调环境保护。现代制造技术必须充分考虑生态平衡、环境保护和有限资源的有效利用，做到人与自然的和谐、协调发展，建立可持续发展战略。未来的制造业将是“绿色”制造业。
(二)现代机械的先进加工工艺应用分类
现代制造技术的分类及发展大体上可从5个方面来论述。
1．制造系统的自动化、集成化、智能化
机械制造自动化的发展经历了单机自动化、刚性自动线、数控机床和加工中心、柔性制造系统(FMS)和计算机集成制造等几个阶段，并向柔性化、集成化、智能化进一步发展。
2．精密工程和特种加工方法
超精密加工和纳米加工三个档次。精密加工和超精密加工特种加工方法又称非传统加工方法，它是指一些物理的、化学的加工方法。如电火花加工、电解加工、超声波加工、激光加工、电子束加工、离于束加工等。特种加工方法的主要对象是难加工的材料，如金刚石、陶瓷等超硬材料的加工，其加工精度可达分子级加工单位或原于级单位，所以它又常常是精密加工和超精密加工的重要手段*。
3．快速成形(零件)制造
零件是一个三维空间实体，它可由在某个坐标方向上的若干个“面”叠加而成。因此，利用离散/堆积成形概念，可将一个王维空间实体分解为若干个二维实体制造出来，再经堆积而构成三维实体，这就是快速成形(零件)制造的基本原理，其具体制造方法很多，较成熟的商品化方法有叠层实体制造法和立体光刻等。如叠层实体制造，根据各叠层几何信息，用数控激光机在铺上一层箔材上切出本层轮廓，去除非零件部分，再铺上一层箔材，用加热辊辗压，以固化粘接剂，使新铺上的―层箔材牢固地粘接在己成形体上，再切割该层的轮廓，如此反复多次直至加工完毕。
4．零件的`分类编码系统
零件分类编码是对零件相似性进行识别的一个重要手段，也是GT的基本方法。是用数字来描述零件的几何形状、尺寸和工艺特征，即零件特征的数字化。零件分类是根据零件特征的相似性来进行的，这些特征主要分为以下三个方面;1)结构特征。零件的几何形状、尺寸大小、结构功能、毛坯类型等。2)工艺特征。零件的毛坯形状及材料、加工精度、表面粗糙度、机械加工方法、定位夹紧方式、选用机床类型等。3)生产组织与计划特征。加工批量，制造资源状况，工艺过程跨车间、工段、厂际协作等情况。零件的特征用相应的标志表示，这些标志由分类系统中的相应环节来描述。零件各种特征的标识按一定规则排成若干个“列”，每“列”就称为码位，也叫纵向分类环节;在每个列(码位)内又安排若干“行”，每一“行”称为“项”，也叫横向分类环节。零件分类编码系统是实施成组技术的基础和重要手段*对零件进行分类成组，可以便零件设计标准化、系列化和通用化，辅助人工或计算机编制工艺过程和进行成组加工车间的平面设计，改进数控加工的程序编制，使工艺设计合理化:促进工装和工艺路线标准化，为计算机辅助制造打下基础，进一步以成组的方式组织生产。
零件的分类编码反映了零件固有的名称、功能、结构、形状和工艺特征等信息。类码对于每种零件而言不是唯一的，即不同的零件可以拥有相同的或接近的分类码，由此能划分出结构相似或工艺相似的零件组来加工。它的特点是从毛坯到产品多数可在同一种类型的设备上完成，也可仅完成其中某几道工序的加工。如在转塔车床、自动车床加工的中小零件，多半属于这种类型。这种组织形式是最初级的形式，最易实现，但对较复杂的零件，需用多台机床完成时，其效果就不显著。值得一提的是，自从出现加工中心以来，成组单机加工又重新得到重视。
5．柔性制造系统
柔性制造系统一般是指用一台主机将各台数控机床连接起来，配以物料流与信息流的自动控制生产系统。它一方面进行自动化生产，而另一方面又允许相似零件组中不同零件，经过少量调整实现不同工序的加工。这一组织生产的方式，代表着现代制造技术的发展方向。值得一提的是，成组技术是计算机辅助工艺设计(CAPP)的基础之一，在成组技术基础上发展起来的派生cAPP设计方法，已成为工艺现代化的一种主要方法。另外，成组技术作为一种生产哲理，对柔性制造技术和集成制造技术的发展产生了深刻的影响。
三、结语
总之，现代机械的先进加工工艺与制造技术的应用以新兴微电子、光电技术为基础，着力发展重型成套设备装备能力，提高轿车大批量制造技术的水平，提高生产优质高效的精密仪器及工艺装备的能力，为新产品的投产及形成规模提供新工艺、新装备，形成合理比例的常规制造技术、先进制造技术及高新技术并存的多层次结构，这将成为我国机械加工技术近期发展的战略任务。机械工业科技发展正面临着挑战与机遇并存的新形势，我们应当抓住机遇，迎接挑战，坚决贯彻“以科技为先导，以质量为主体”的方针，进一步推动我国机械工业的发展。
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