机电一体化数控技术在机械制造中的应用分析

机电一体化数控技术在机械制造中的应用分析费建锋

（无锡立信高等职业技术学校，无锡214000）

目前，机械制造加工行业在现代化发展潮流体系中，已经逐渐开始注重机电一体化数控技术的运用，而且一部分加工企业已经开始全方位应用数控加工机床来取代传统形式的生产机床，但就控制层面的整体性而言，依然存在诸多问题急待解决，导致系统未能发挥自身的最大作用。所以，有关人员需要对此予以高度重视，在机械制造领域对机电一体化数控技术在应用层面进行深层次分析与研究，推动技术体系实现更高层次的发展，促使我国机械制造行业实现可持续发展。

1机电一体化数控技术的发展概述

1.1实时智能化

一般情况下，传统形式的实时系统只是对于相对简单的理想化环境，主要作用是合理调度任务，保证任务在规定的时间内完成。然而，人工智能是应用计算机模型来实现和模仿人类的各种智能化行为。随着现代化科学技术的高速发展，人工智能和实时系统二者之间的有机结合，推动着人工智能朝着更加现实、实时响应的方向不断发展，也促使实时系统不断朝着更加智能、复杂的应用领域发展，衍生出了实时智能控制这一崭新领域。在机电一体化数控技术领域中，实时智能控制的应用与研究目前主要朝着前馈控制、学习控制、专家控制、神经网络控制、模糊控制以及自适应控制等方向发展。比如，在数控系统中，自动化配备相应的刀具、自动化管理以及补偿、自动化设置参数、故障诊断的专家系统、编程专家系统等，均为具有自适应性的调节系统。在高速加工环节的综合化运动管控中，应用动态前馈功能、预算功能、提前预测功能，在速度、位置、压力、温度等控制层面采取模糊控制方式，极大地提升了数控系统在控制层面的性能，最终实现了控制目标。

1.2工艺环节的多轴化和复合性

目前，以辅助时间降低工序为主要目标的复合性加工方式，正朝着多系列、多种化的方向不断发展。数控机床在工艺层面的复合化，主要指的是在一台机床上对工件完成一次性装夹后，通过自动化的转台、旋转主轴等诸多方式，完成多个表面、工艺的复合性加工步骤。

1.3柔性化

柔性化主要包含两个层面：一是数控系统自身的柔性数控系统，在设计层面应用的是模块化方式，能够更好地满足不同用户提出的不同需求，同时可裁剪性相对较强，功能覆盖面积比较大；二是群控系统自身的柔性，相同群控系统可以按照生产环节的不同程序需求，对信息流、物料流实现动态化、自动化调控，最终有效发挥群控系统的功能、效率。

1.4高效化、高精度、高速度

效率、精度、速度对于机械制造技术而言是主要的性能指标。因为应用到了多中央处理器（CentralProcessingUnit，CPU）的控制系统、精简指令集计算机（ReducedInstructionSetComputer，RISC）芯片、高速CPU芯片、高分辨率的绝对式检测元件，所以组成了交流数字化伺服系统，同时有效优化和完善了机床在静态化、动态化层面的性能，大大提升了机床在高效、高精度、高速层面的性能[1]。

2机械制造环节对机电一体化数控技术在应用层面的需求

2.1加工速度的需求

机械制造领域对加工速度有硬性要求，需要从生产规划的具体编制着手，针对所有内容进行精确化安排，要求全部生产工作可以在指定时间内完成，所以对于加工环节的速度和效率提出了更高需求。在实际加工生产环节，针对在检测环节有落实要求的各种项目，要求在生产内容研发和有关项目分析层面，必须在指定时间内完成全部。应用机电一体化数控技术，采取智能化方式，有效规划和完善控制系统，可在加工环节在指定的时间内完成所有的生产任务。

2.2衔接性的需求

衔接性在机械生产制造环节的应用至关重要。应用机电一体化数控技术，能够更好地衔接加工工艺的各个环节，使设备在生产和加工中实现有效管控。应用此项技术后，可以在较短时间内高速生产产品，且可以实现不同零部件在具体装配环节的更好衔接。此种方式能够使系统第一时间接收有关零部件的所有信息。另外，机械加工制造环节有关部门必须提升衔接性，保证工作体系内部完成高效合理的衔接，并以此为基础贯彻落实有关标准，提升产品质量。

2.3精准性的需求

在生产加工环节，精准性是确保产品质量的基础条件。只有满足精准性要求，才能够保证后续的生产加工可以正常开展。在机械制造环节，合理应用机电一体化数控技术，能够更好地确定有关参数，从而满足精准性层面的各项需求。在具体应用环节，可以从系统在运行层面的整体性着手，应用机电一体化数控技术输入、处理有关余量，从而保证整个系统的运行安全，避免由于人工操作失误而出现不必要的误差[2]。

3机械制造环节应用机电一体化数控技术的价值

3.1提升生产加工环节的工作效率

在机械制造环节应用机电一体化数控技术，能够有效提升有关参数在控制层面的精准度，实现有效对接，最终提升加工生产的效率。在实际应用环节，机电一体化数控技术可以通过提升零部件在加工层面的精准度来减少返工情况的出现，在指定的时间范围内更好地生产加工各种零部件以及产品，提升生产加工环节的工作效率。

3.2合理管控加工环节的精准度

机电一体化数控技术可以合理应用传感器，收集和调控各类参数，通过数据分析系统分析系统当前存在的问题，从而优化和完善管理层面的理念、体系，最终推动行业实现健康良好发展。就控制层面而言，可以应用反馈系统过滤干扰信息，然后在应用环节与各类参数进行比对，针对系统进行科学合理设计，最后清除无应用价值的信息。

3.3优化和完善工业系统

在机械制造环节应用机电一体化技术，可以优化和完善各项工作，从而推动我国工业化体系实现高速发展，及时查找发展环节存在的各种问题进行有针对性的解决，促使机械加工系统得到全方位、整体性的良好发展[3]。

4机械制造环节机电一体化数控技术的具体应用

4.1在航空工业领域中的应用

目前，我国航空工业属于重点发展的产业，自身具备特殊性质，在技术层面有较高要求。目前，航空工业材料自身拥有密度低、柔性好的特征，所以能够很好地满足航空工业领域加工生产环节的各项需求。常用的材料主要包含铝、铝合金等。应用机电一体化数控技术科学处理这些材料，能够更好地满足高精准度、良好柔韧性的需求。机电一体化数控技术相较于传统制造技术而言，在材料切割层面速度更快，能够提升切割工艺环节的精细度，也能极大程度地节省对资源和能源的消耗。

4.2在汽车工业领域中的应用

目前，伴随公众物质生活水平的日益提升，交通出行便捷程度不断提高。现阶段，汽车已经成为公众出行的主要工具，需求量逐年递增，推动了汽车行业的高速发展。汽车制造厂家为了在数量层面可以更好地满足公众日益增长的需求，高度重视汽车在生产环节的质量。但是，汽车生产环节提升需求和性能的同时，也使得汽车零部件的复杂程度逐步递增。将机电一体化数控技术应用于汽车领域，可以有效满足复杂零部件在具体生产环节的各项需求，同时可以实现生产线在柔性、高速、多品种层面上的规模化发展。当前，在汽车领域应用机电一体化数控技术，不仅可以提升汽车在生产环节的数量，也能更好地推动产品更新换代。此外，集成制造、虚拟制造、柔性控制等诸多机电一体化数控技术，都可以应用于汽车领域，在汽车生产环节以经济、高效为基础制造各种零部件，推动汽车行业实现可持续发展[4]。

4.3在工业生产环节中的应用

目前，在工业生产领域可将机电一体化数控技术应用于食品加工、造纸印刷等生产线，亦或应用于金属冶炼、农药加工等环境。工业生产线应用机电一体化数控技术能够有效减少工作人员的工作强度，提升生产线的工作效率。工业生产环节周围环境危险性相对较高，而机电一体化数控技术可以替代工作人员进行一部分危险操作，从而保证工作人员的人身安全。在具体操作环节，机电一体化数控技术主要通过人为操作方式，在有关程序中通过计算机输入产品生产的相关指令，然后通过自动控制方式开展各项生产操作。需注意，自动化操作并不代表生产人员可以完全不用操作。工作人员的主要工作职责是监督管理，向驱动单元发送相应的控制指令，实时监测运行状况，一旦发现问题立刻采取相应措施，以便科学开展维修与养护。

4.4在煤矿机械领域中的应用

我国煤矿资源相对丰富，在能源开发环节具有重要地位。但是，在煤矿资源开发环节，如何有效提升效率并减少经济成本，是煤矿开发需要研究的主要问题。要想推动煤矿企业实现健康长远发展，在日益激烈的现代化竞争环境中，企业需要提升自身的工业水平，实现自身与现代化先进科学技术的有机结合。在煤矿开发环节，大设备的数据收集相对困难。针对原有的开发设备如机床，工作环节的效率不高，需要在资金投入环节全方位进行思考。目前，煤矿企业在开展环节可以应用机电一体化数控技术，将原有设计与现代化计算机技术有机结合，改善设备的原有性能，提升设备的技术性能，