數控機床機電一體化概念分析

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摘要:隨著我國經濟的不斷發展和科技水平的提升，電子技術已經發展得非常成熟且在各個領域有著廣泛的應用。機電一體化是機械技術與電子技術的有機結合體，將機電一體化的概念應用到數控機床中，可以充分發揮數控機床的多用途性?；诖耍饕獙?a href="http://www.trq119.com/lunwen/jixielunwen/jdythlw/201905/697109.html" target="_blank">機電一體化的概念及其在數控機床中的應用進行分析探究。

關鍵詞:機電一體化；概念；數控機床；機械技術

現階段，機電一體化已經成為適應科學發展的必然結果。隨著大規模集成電路的廣泛應用，電子技術與機械技術作為機電一體化的基礎，通過研發和不斷創新，使機電一體化系統不斷得到改善創新和廣泛應用。我國作為世界最大的機床消費國與生產國，機電一體化產品中比較典型的就是數控機床，在目前的制造業中扮演著關鍵的角色。

1我國機電一體化的發展現狀

與發達國家相比，我國機電一體化發展相對落后?，F階段，十分缺乏機電一體化的相關人才，導致原有的工業系統發展速度較慢，與發達國家相比仍存在著明顯的差距。其主要原因是我國接觸機電一體化的時間較短，起步較晚，不具備較高的技術水平與經濟條件；并且需要面對較大的改造任務量，嚴重阻礙了機電一體化的發展?，F階段，我國已經完成的任務量仍無法滿足需求，并且我國有較多的傳統設備，最為常見的就是工業爐窯風機電泵以及普通機床，這類設備想要與電子信息技術相結合并進行改造十分困難。

2我國數控機床技術發展過程中存在的不足

2．1功能部件開發速度較慢，無法適應和滿足市場需求。與日本、美國等發達國家相比，我國數控機床功能部件的生產水平相對落后，研發能力不強，這一定程度上影響了成品的開發速度。與此同時，功能部件產品在開發時需要與國際企業進行合作，但在合作過程中，產品開發都是由國外企業完成的，我國企業只能對產品進行部件組裝?？傊诂F階段，我國在開發功能部件時雖然與前幾年相比有了很大的進步，但仍缺乏相關的新型功能部件開發技術，并且無法獨立完成。從相關部門的調查結果中可以了解到，我國有70家固定資產超過千萬以上的功能部件生產企業，占全部生產企業數量的10％左右［1］。2．2核心零部件依然來源于進口，國內企業無法進行突破與發展。我國是世界數控機床的消費與生產大國，但目前存在的最大問題在于仍然從國外進口數控機床的核心部件，產品的核心競爭力得不到提升。根據相關部門調查的調查數據，我國機床數控化率為34％左右，產值數控化率為8．3％左右，與發達國家有著明顯的差距。例如，德國與美國這些西方發達國家的機床數控化率在76％左右，產值數控化率高達88％左右。比例的差距直接影響著核心零部件的加工效率以及精準率，并嚴重阻礙了我國數控機床行業的市場發展，使我國數控行業在較長時間內產品檔次和美譽度都無法得到質的提升［2］。

3機電一體化的概念及其在數控機床中的應用

3．1機械設計技術在數控機床中的應用。機械技術是機電一體化的基礎技術，在電子與機械的結合中，機械設計技術需要充分滿足機電一體化的要求，比如精度準確、結構完善、質量輕、體積小等要求。數控機床的主要作用的是加工零件，但在應用機電一體化后，數控機床不再是傳統意義的機床，計算機可以協調控制數控機床坐標軸之間的關系。與傳統的數控機床相比，目前的數控機床有了明顯的改進，主要體現在以下幾個方面：第一，數控機床在改進中選擇了半封閉或完全封閉的防護裝置，可以減少操作過行程中出現的意外傷害，使切屑或切削液的飛出得到制止。第二，可以應用自動排屑裝置。通常情況下，斜床身結構在數控機床的布局上是比較常見的，便于自動排屑，比較便利［3］。第三，現階段的數控機床主軸箱工件裝夾比較安全，主軸轉速較快。數控機床主軸箱是由傳統的主軸箱與變頻電動機組合而成，可以有效滿足主軸箱的轉速要求，改進后以運用液壓卡盤，加強了其便捷性與可靠性，也可以在一定程度上降低操作過程中的人力投入。第四，可自動換刀數控機床在加工過程中都采用了自動回轉刀架，可以自動進行換刀，連續完成多道工序的加工任務。第五，應用獨立的伺服電機，使機床傳動鏈更加牢固、可靠。進給傳動與主傳動分離，可以使電動機獨立運轉，實現多軸聯動。3．2自動控制技術在數控機床中的應用。自動控制技術、速度控制技術以及高精度定位控制技術在數控機床中的應用，可以有效保障數控機床的正常運行?？刂萍夹g中，信息的輸入、輸出、存儲等都需要依靠計算機進行，因此與計算機技術有著緊密的聯系［4］。與普通機床相比，數控機床的特點在于“數控”。機電一體化作為數控機床的核心，其技術包括軟件編程技術與計算機技術等，是通過輸入裝置接收操作人員的加工信息，經數控邏輯電路整合、處理，并將其發送到伺服系統，以此驅動機床。將機電一體化技術應用到數控機床的編程控制器中，其主要作用是對數控裝置所的指令進行接收，并對的指令進行譯碼，將其轉換為控制信號。信息處理裝置作為產品運行的指揮者，對信息內容的處理直接影響著產品的質量與效率［5］。3．3驅動技術在數控機床中的應用。執行驅動裝置與執行元件是伺服驅動技術的基礎。電氣接口是數控裝置與執行元件的連接位置，是執行驅動裝置的控制指令，主要工作是接收數控裝置，也可以與執行機構相連接，使驅動技術所規定的動作得到實現。進給驅動單元、主軸驅動單元都屬于數控機床伺服系統的重要組成部分，該系統在接收指令信息后，按規定的路徑運動、執行，使加工零件可以滿足核心零部件的要求，從而提升數控機床的穩定性與精準性［6］。3．4檢測與傳感技術在數控機床中的應用檢測與傳感技術主要是對數控機床的參量，如速度、溫度以及位置等進行檢測。在數控機床中，傳感技術與檢測是不可忽略的重要部分，可以實時監控數控機床，按照相關要求進行合理操作，盡可能地保障數控機床的正常運行［7］。

4結語

綜上所述，雖然我國數控機床技術在發展過程中存在著一些明顯的問題，如功能部件開發速度較慢，核心零部件依然來源于進口，無法適應市場要求和滿足用戶多樣化需求等，但機電一體化的應用是必然的趨勢，其能保障數控機床的正常運行。因此，必須大力研發和創新，將機電一體化技術應用于數控機床的生產中，以推動產業的發展。

參考文獻

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［2］寧蒙川，劉曉．基于PLC機電一體化技術在數控機床中的應用［J］．電子技術與軟件工程，2017（15）：134．

［3］王俊杰，戴春祥，秦榮康，等．基于NXMCD的機電概念設計與虛擬驗證協同的研究［J］．制造業自動化，2018（1）：106．

［4］許曉東，雷福祥，王偉，等．基于PLC的數控機床電氣控制系統研究［J］．農業科技與裝備，2016（10）：26－28．

［5］許建，劉明陽，張明良．西門子840DsL數控系統在260普通大型鏜床技術改造中的應用［J］．制造技術與機床，2016（7）：134－139．

［6］梁玉．維改持續創新再制造前景看好———中機維協六屆三次理事（擴大）會暨機床再制造與工業服務產業高峰論壇［J］．制造技術與機床，2018（1）：11．

［7］張鳳香．智能再制造，前景廣闊，大有可為———中機維協六屆三次理事（擴大）會暨機床再制造與工業服務產業高峰論壇［J］．設備管理與維修，2018（1）：5．

作者:張海云 單位:臨汾職業技術學院