張立偉 中信戴卡股份有限公司

我國數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)水平有待進(jìn)一步提升，機(jī)電一體化也不例外。機(jī)電一體化在我國的發(fā)展時(shí)間比較晚，為了使其在數(shù)控機(jī)床中發(fā)揮出更加重要的作用，就要加大研究與開發(fā)力度，提高數(shù)控機(jī)床加工水平。

一、機(jī)電一體化發(fā)展現(xiàn)狀

早期的機(jī)電一體化主要是應(yīng)用微電子技術(shù)發(fā)揮出機(jī)械的各項(xiàng)功能，將機(jī)械裝置和電子裝置以及常用軟件相結(jié)合而構(gòu)成的系統(tǒng)。新時(shí)代的機(jī)電一體化的內(nèi)容不斷更新和完善，包含多種技術(shù)，如信息技術(shù)、電工電子技術(shù)、自動(dòng)化控制技術(shù)等。在工業(yè)生產(chǎn)中，機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用范圍十分廣泛。機(jī)電一體化可促進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)邁向現(xiàn)代化方向，還能降低企業(yè)的成本。

我國機(jī)電一體化技術(shù)的起步較晚，與發(fā)達(dá)國家相比還存在不小的距離，與機(jī)電一體化有關(guān)的專業(yè)人才比較稀缺，對(duì)機(jī)電一體化進(jìn)行研究和改造時(shí)，會(huì)存在較大的困難。比如，傳統(tǒng)的機(jī)床與電工電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)等先進(jìn)技術(shù)之間不能實(shí)現(xiàn)順利融合。隨著我國綜合國力的不斷提升，機(jī)電一體化技術(shù)在我國將會(huì)有更加廣泛的發(fā)展前景。

二、數(shù)控機(jī)床發(fā)展現(xiàn)狀

數(shù)控機(jī)床在美國和德國等發(fā)達(dá)國家的發(fā)展速度飛快，早已成為加工制造業(yè)中的重要技術(shù)。我國數(shù)控機(jī)床的發(fā)展始于20世紀(jì)80年代。數(shù)控機(jī)床主要是利用控制編碼或相關(guān)指令規(guī)定的程序，將經(jīng)過轉(zhuǎn)化后的譯碼采用數(shù)字進(jìn)行表示。在專門的數(shù)控裝置中輸入這些數(shù)字，就可以對(duì)每一個(gè)加工機(jī)床發(fā)布相應(yīng)指令，提高零件的加工精度。目前，數(shù)控機(jī)床在我國發(fā)展的過程中還存在一些問題。

（一）數(shù)控水平有待提升

許多國內(nèi)企業(yè)的數(shù)控機(jī)床主要依賴國外，比如，通過合作或合資的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)和加工，或者負(fù)責(zé)經(jīng)營數(shù)控機(jī)床。數(shù)控機(jī)床核心技術(shù)并不在我國，我國企業(yè)只負(fù)責(zé)對(duì)部件進(jìn)行組裝。由于國內(nèi)的數(shù)控機(jī)床發(fā)展受到很大限制，加之?dāng)?shù)控機(jī)床在我國起步較晚，因此，與之相關(guān)的專業(yè)技術(shù)人才比較匱乏。盡管我國技術(shù)人員始終著力于研究數(shù)控機(jī)床的核心技術(shù)，發(fā)達(dá)國家也在進(jìn)一步完善與之相關(guān)的技術(shù)，但我國數(shù)控機(jī)床的技術(shù)水平依然無法與發(fā)達(dá)國家相提并論。許多核心部件依然需要通過進(jìn)口，國內(nèi)數(shù)控機(jī)床核心技術(shù)研發(fā)能力不足，這樣就會(huì)對(duì)我國數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)化發(fā)展造成不利影響。

（二）產(chǎn)品性能有待完善

數(shù)控機(jī)床的性能將直接影響到零件的加工效率與質(zhì)量。大部分國內(nèi)數(shù)控機(jī)床的性能不能與國外發(fā)達(dá)國家的產(chǎn)品相比，而且數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)品加工精準(zhǔn)度難以達(dá)到客戶的要求。比如，零件的重復(fù)定位精度難以符合歐洲制定的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

三、機(jī)電一體化在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用

（一）機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)

將機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)與數(shù)控機(jī)床相結(jié)合，可轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)數(shù)控機(jī)床中存在的問題，完善其性能，提高其使用價(jià)值。機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)離不開計(jì)算機(jī)技術(shù)的支持，該技術(shù)主要結(jié)合用戶的需求，對(duì)機(jī)械裝置進(jìn)行優(yōu)化，提高裝置的精度與穩(wěn)定性。采用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)過程進(jìn)行綜合分析，就能及時(shí)調(diào)節(jié)機(jī)械與坐標(biāo)軸之間的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)控機(jī)床的改造。比如，進(jìn)行零件加工時(shí)，會(huì)采用全封閉防護(hù)措施，這樣就能對(duì)操作人員形成保護(hù)，而且工作效率較高。通過傾斜式排屑，就能提高工作效率。不僅如此，數(shù)控機(jī)床還能減輕工作人員的工作量，通過機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)對(duì)機(jī)床主軸和工件裝夾進(jìn)行改造，就能確保工作更加安全，為操作人員分擔(dān)工作。此外，在機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)的支持下，數(shù)控機(jī)床經(jīng)過換刀設(shè)計(jì)后，就能對(duì)多個(gè)零部件進(jìn)行加工，機(jī)床重量大大減輕。

（二）自動(dòng)化控制技術(shù)

在數(shù)控機(jī)床中應(yīng)用自動(dòng)化控制技術(shù)，就能發(fā)揮出該技術(shù)的自動(dòng)化特征，提高加工精度與效率。在自動(dòng)化控制技術(shù)中主要包括信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、可編程邏輯器。將硬件和軟件彼此配合，就能較好地發(fā)揮出自動(dòng)化控制的作用。計(jì)算機(jī)與通訊技術(shù)負(fù)責(zé)接收加工信息，還要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換、保存等處理。采用可編程邏輯器對(duì)指令進(jìn)行讀取，就能對(duì)機(jī)床的開關(guān)和切割功能進(jìn)行控制。進(jìn)行零部件加工時(shí)，計(jì)算機(jī)會(huì)直接發(fā)出指令，然后就能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化加工與生產(chǎn)，提高工作效率。

（三）執(zhí)行與驅(qū)動(dòng)技術(shù)

在數(shù)控機(jī)床中，執(zhí)行與驅(qū)動(dòng)技術(shù)可對(duì)設(shè)備的電壓和功率進(jìn)行調(diào)節(jié)，提高設(shè)備的驅(qū)動(dòng)力，使設(shè)備具有更高的工作效率。在數(shù)控機(jī)床工作的過程中，通過設(shè)置執(zhí)行驅(qū)動(dòng)單元與驅(qū)動(dòng)設(shè)備，將電子電氣接口作為執(zhí)行驅(qū)動(dòng)單元與計(jì)算機(jī)數(shù)控設(shè)備的連接點(diǎn)，確保驅(qū)動(dòng)控制命令能夠直接下達(dá)。為了實(shí)現(xiàn)機(jī)械驅(qū)動(dòng)與執(zhí)行機(jī)構(gòu)的連接，確保自動(dòng)化控制命令能夠直接下達(dá)到設(shè)備之上，就要發(fā)揮出機(jī)械加工接口的功能。通過這種方式，就能確保數(shù)控機(jī)床嚴(yán)格按照相應(yīng)的指令進(jìn)行操作。在執(zhí)行與驅(qū)動(dòng)技術(shù)的支持下，產(chǎn)品的質(zhì)量會(huì)更有保證，數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)精度更高。

（四）檢測(cè)與傳感技術(shù)

由于數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)具有一定的復(fù)雜性，很容易受到環(huán)境或其他外部因素的影響，導(dǎo)致機(jī)床存在較為嚴(yán)重的隱患，一旦機(jī)床出現(xiàn)故障，就會(huì)對(duì)零件加工的質(zhì)量和效率造成不利影響。為了實(shí)現(xiàn)我國數(shù)控機(jī)床可持續(xù)發(fā)展，就要發(fā)揮出檢測(cè)與傳感技術(shù)的作用。在數(shù)控機(jī)床中，主要是通過應(yīng)用檢測(cè)設(shè)備、監(jiān)測(cè)電路和反饋電路，對(duì)機(jī)床進(jìn)行全面的檢測(cè)，了解零件的各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)。通過轉(zhuǎn)換電路就能及時(shí)將零件的相關(guān)信息傳輸?shù)接?jì)算機(jī)之中，由計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行合理的處理與分析，就能了解數(shù)控機(jī)床是否存在安全隱患。一旦發(fā)現(xiàn)有異常情況，就會(huì)及時(shí)分析原因，采取有效的解決對(duì)策，確保數(shù)控機(jī)床正常運(yùn)行。

四、結(jié)束語

總之，隨著機(jī)電一體化技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)控機(jī)床的功能和性能日益完善。在機(jī)電一體化中包含多種技術(shù)，將其與數(shù)控機(jī)床有機(jī)結(jié)合，就能提高機(jī)床的性能，確保零件的質(zhì)量和精度符合要求。