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传统机械加工机床机电一体化改造分析任晓军

发表时间：2021/4/28 来源：《电力设备》2020年第33期作者：任晓军张建周贾延磊马姣芬王海洋马建蕾

[导读] 摘要：本文首先分析了机电一体化及其发展现状，接着分析了机电一体化在数控机床中的应用。

        （平高集团有限公司河南省平顶山市 467000）
        摘要：本文首先分析了机电一体化及其发展现状，接着分析了机电一体化在数控机床中的应用。希望能够为相关人员提供有益的参考和借鉴。
        关键词：传统机械加工；机床；机电一体化；改造分析
        引言：
        在计算机技术、信息技术、电子技术等先进技术不断发展的背景下国内机电一体化也在不断推陈出新，使之具有实用性、有效性、科学性等特点。基于此，应用机电一体化运用到数控机床之中，比如实施机械设计技术、自动控制技术、执行与驱动技术、检测与传感技术等技术的合理且有效应用，将在极大程度上弥补数控机床不足，提高数控机床整体性能，加工出高质量的零件，满足工业生产需求，促使工业生产进入新阶段、新时代。
        1机电一体化及其发展现状
        1.1机电一体化的介绍
        诞生于20世纪70年代日本的机电一体化研究和应用越来越深入。早期对机电一体化的定义是在机械主功能、动力功能、信息功能和控制功能上引进微电子技术，并将机械装置与电子装置用相关软件有机结合而构成的系统的总称。而现阶段它已经发展成为一门有着自身体系的新兴科学，并且因科学技术的发展，使得它的内容不断更新、丰富，已经能够综合运用诸多技术，比如信息技术、电工电子技术、自动控制技术、计算机技术、机械技术、软件编程技术等等，使之具有质量好、功能多、可靠性高等特点。机电一体化技术是时代和科技发展的产物，它主要是以传统的机械技术为基础。机电一体化技术是结合现代的各种先进技术并且在经济发展的推动下形成的一种新型的工业生产技术。机电一体化技术已经被运用到了社会各大生产领域当中，并且在智能化制造中有着重要的作用。机电一体化技术具有自动化、信息化、科技化等特点。它是为了顺应时代科技发展将传统工业技术转变为集约化生产模式。所以说机电一体化技术是时代和科技发展的产物，它不仅满足了现代工业发展的需求，同时还提高了企业利润降低了企业人力资源的损耗提高了生产速度，促进我国工业生产的发展。
        1.2国内机电一体化的发展现状
        总体来说国内也在大力推动机电一体化的研究与应用。但相对于国外发达国家来说，国内机电一体化技术起步较晚，加之这方面人才稀少、工业系统比较落后，与发达国家之间的差距较大。因国内机电一体化技术起步较晚，在技术发展初期技术支持和经济支持不足，相应的机电一体化研究与改造难度较大，难以满足实际需求。具体表现为传统、普通的机床、工业炉窑风机电泵等设备与电工电子技术、信息技术、计算机技术等先进技术融合难度较大，改造任务十分繁重。但伴随着国内科学技术不断发展、经济水平的不断提升、专业人才培养的不断加强，相信未来机电一体化技术的发展将越来越好。就以数控机床来说，现阶段国内大力发展机电一体化在数控机床中的应用，意在提高国内工业系统的现代化程度。
        2机电一体化在数控机床中的应用
        2.1机械设计技术在数控机床中的应用
        机械设计技术是比较基础的机电一体化设计技术，但将其应用于数控机床中也会发挥非常大的作用，弥补传统数控机床的不足，真正提高数控机床的性能，使之应用价值得以提升。之所以这样说，是因为机械设计技术的应用是以计算机为基础，根据实际需求来优化设计机械装置，提高机械装置的精确度、静态和动态稳定性。

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将机械设计技术应用于数控机床中，则是利用计算机技术综合分析和调整加工机械各个坐标轴之间的关系，之后以此为依据来改造数控机床，使之比传统的机床更具应用价值，比如具有人性化特点，即：零件加工的过程中实现全封闭的防护切屑，保护工作人员的人身安全；具有效率高的特点，即：零件加工的过程中实现倾斜式的排屑，提高排屑效率；具有减轻工作人员工作量的特点，即：提高数控机床的主轴工作速度和工件装夹安全，在一定程度上减少了工作人员的工作量；具有减轻机床体积的特点，即：对数控机床进行了换刀设计，使得数控机床可以同步进行多个零件加工，既减少机床的体积，又提高工作效率。
        2.2自动控制技术在数控机床中的应用
        自动控制技术有效应用于数控机床中，还能够使其具有自动化、高效化、高精确度等特点，极大程度上提高了数控机床的应用效果。自动控制技术是由计算机技术、通讯信息技术等软件载体和可编程逻辑器件这一硬件载体组成的，两者相互配合，势必能够发挥自动化控制的作用。自动控制技术具体应用于数控机床中，主要是利用计算机技术、通讯信息技术等软件载体对加工信息予以接收、计算、转换、保存及输出等方面的处理，与此同时利用PLC、CPLD等可编程逻辑器读取计算机发出的控制指令，对机床的开关、切割等部分予以有效的控制，那么在数控机床具体进行零部件加工的过程中，将直接利用计算机发出所要生产零部件指令，之后自动化控制零部件加工的各个环节，以此来实现自动化控制零件生产，这不仅能够提高数控加工质量和效率，还能极大程度上降低工作人员的工作量。
        2.3执行与驱动技术在数控机床中的应用
        机电一体化在数控机床中的应用的又一表现是执行与驱动技术，它是由执行驱动单元和驱动设备组成的，能够有效的调节设备的工作电压和功率，从而增强设备驱动力，促使设备更加高效化的生产。那么，执行与驱动技术在数控机床中如何有效应用呢？这需要相关技术人员了解数控机床的实际情况，合理的设置执行驱动单元和驱动设备，其中执行驱动单元的设置应以电子电气接口为连接点，将其与计算机数控设备相连接，以便驱动控制命令能够直接下达到计算机自动化控制设备；再以机械加工接口为接入点，将其与机械驱动和执行机构相连接，以便自动控制系统命令将直接下达到机械加工设备上，那么后续数控机床加工的过程中，执行与驱动技术将充分发挥作用，驱动零件加工更高效、精密地作业，提高所加工零件的质量。
        2.4检测与传感技术在数控机床中的应用
        数控机床结构比较复杂，其在长时间运行的过程中容易受到某些因素的影响，导致其存在质量隐患，容易诱发故障问题，降低零件加工质量和效率。所以，为了促进我国数控机床更好发展，缩短与发达国家的距离，还需要有效应用检测与传感技术。检测与传感技术在数控机床中的应用表现是检测设备、监测电路及反馈电路，对数控机床运行全过程进行详细的、深入的、全面的检测，获取零件加工相关转速、位移、加速度、力矩及温度等方面的信息，与此同时转换电路，将以上信息传输到计算机中，综合处理和分析数据，说明数控机床是否安全问题，如若存在，将针对性的方法加以处理，及时消除质量隐患，保证数控机床运行状态良好，能够满足零件加工需求。
        结束语：
        与国外发达国家相比，无论是机电一体化技术还是数控技术都比较落后。但伴随着我国大力提倡科教兴国战略的实施，国内一直致力于基于机电一体化的数控机床的应用与发展，意在改变应用现状，促使我国数控技术和机电一体化技术均能突破技术困难，提高其应用价值，促进国内工业更好更快发展。总之，深入研究和分析机械设计技术、自动控制技术、执行与驱动技术、检测与传感技术等机电一体化技术在数控机床中的应用是非常有意义的。
        参考文献：
        [1]传统机械加工机床机电一体化改造分析[J].尹丽丽.时代农机.2019(09)
        [2]传统机械加工机床机电一体化改造分析[J].李杰.山东工业技术.2017(05)
        [3]关于传统机械加工机床机电一体化改造的探析[J].任敬卫.时代教育.2016(19)