曹磊

[摘? ? 要]在我國經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的時代背景下，機(jī)械加工是我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的重要組成部分。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，機(jī)械加工行業(yè)也在不斷融入先進(jìn)技術(shù)，以此來適應(yīng)時代發(fā)展的需求。機(jī)床機(jī)電的一體化綜合了多種技術(shù)形式，能夠?qū)崿F(xiàn)各種功能的合理配置，在這種前提下，將組織的目標(biāo)實(shí)現(xiàn)了優(yōu)化，并且促進(jìn)了系統(tǒng)工程的快速發(fā)展。因此，如何對之前的機(jī)床機(jī)電的一體化形式進(jìn)行合理的創(chuàng)新以及完善成為相關(guān)技術(shù)人員關(guān)注的重要問題。

[關(guān)鍵詞]傳統(tǒng)機(jī)械加工;機(jī)床機(jī)電一體化;改造分析

[中圖分類號]TM921.5 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號]2095–6487（2020）10–00–03

Analysis of Mechatronics Transformation of Traditional Machine Tools

Cao Lei

[Abstract]Under the background of the continuous development of China's economy， machining is an important part of China's economic development. With the continuous development of science and technology， mechanical processing industry is also constantly integrating advanced technology， in order to meet the needs of the development of the times. The mechanical and electrical integration of machine tool integrates a variety of technical forms， which can realize the reasonable configuration of various functions. Under this premise， the organization goal is optimized and the rapid development of system engineering is promoted. Therefore， how to innovate and improve the mechanical and electrical integration of machine tools has become an important issue concerned by relevant technical personnel. It is necessary to take the transformation as the main goal， reasonably analyze the existing problems of electromechanical integration in the past， and formulate relatively perfect measures， so as to improve the overall development efficiency of mechatronics.

[Keywords]traditional machining; machine tool mechatronics; transformation analysis

我國的科學(xué)技術(shù)處在不斷發(fā)展的時期，以往的機(jī)械加工技術(shù)不能更好的滿足現(xiàn)在時代的發(fā)展需要，對機(jī)械加工技術(shù)進(jìn)行相應(yīng)的改造已經(jīng)成為了的一件勢在必行的事情，機(jī)床機(jī)電的一體化是一種系統(tǒng)技術(shù)，綜合了多種技術(shù)形式，其中包含了軟件編程以及信息變換等多種技術(shù)，并且實(shí)現(xiàn)了各種功能的合理使用[1]。機(jī)床機(jī)電的一體化有其自身的優(yōu)點(diǎn)，主要是能耗比較低，可靠性很高以及功能比較多的特點(diǎn)，在這個基礎(chǔ)之上，實(shí)現(xiàn)了各項(xiàng)功能的實(shí)際價值[2]?；谝陨系倪@些優(yōu)點(diǎn)，在機(jī)械的加工過程中，需要對之前的機(jī)械加工機(jī)床使用先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行相應(yīng)的改造，以此來提升機(jī)械地整體效率以及質(zhì)量。

1 機(jī)電一體化的改造必要性分析

隨著時代的不斷發(fā)展，我國的機(jī)電一體化技術(shù)實(shí)現(xiàn)了不斷提升，還有一部分的技術(shù)水平已經(jīng)達(dá)到了國家的標(biāo)準(zhǔn)，對于一些復(fù)雜且細(xì)小的零件加工情況進(jìn)行了更好的解決，提升了生產(chǎn)的整體效率以及質(zhì)量。但是，機(jī)電一體化的發(fā)展還受到了一些因素的限制[3]：①市場上的數(shù)控機(jī)床價格普遍比較高，需要投入大量的資金，對于市場中的一些小型企業(yè)來說，缺乏購買先進(jìn)數(shù)控機(jī)床的資金，進(jìn)而限制了自身的發(fā)展。②很多的企業(yè)都選擇了購買一些普通的機(jī)床，要想使用數(shù)控機(jī)床將之前的普通機(jī)床進(jìn)行全部的替換，這一項(xiàng)工程不容易實(shí)現(xiàn)并且實(shí)施起來有很大的難度，而且，如果使用數(shù)控機(jī)床將全部的普通機(jī)床進(jìn)行替換，在機(jī)床限制的過程中，就會產(chǎn)生極大的浪費(fèi)，所以這種方式是不能被采用的。③目前，在我國要想重新購買更多的數(shù)控機(jī)床，從購買到實(shí)際的交貨需要經(jīng)歷很長的事件，不能更好地滿足企業(yè)的生產(chǎn)需求。④數(shù)控機(jī)床中的功能有很多，對于一些不需要使用大量功能的企業(yè)來說，投入過多的資金在數(shù)控機(jī)床上面會造成很多功能的閑置以及浪費(fèi)[4]。以上的這些問題都直接決定了機(jī)電改造完善的必要性以及關(guān)鍵性。

2 機(jī)械加工中機(jī)床與機(jī)電一體化的具體創(chuàng)新策略

結(jié)合目前機(jī)電一體化的技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，對機(jī)電一體化實(shí)行創(chuàng)新是必要發(fā)展的趨勢，對普通的機(jī)床進(jìn)行以此內(nèi)高程度的創(chuàng)新，使用數(shù)控系統(tǒng)對普通機(jī)床實(shí)現(xiàn)改造，這樣既可以提升機(jī)床的工作效率，同時還能提升產(chǎn)品的整體質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)舊設(shè)備的充分利用，進(jìn)而促進(jìn)機(jī)電一體化的全方面發(fā)展。

2.1 對以往的機(jī)械進(jìn)行創(chuàng)新的具體特點(diǎn)以及優(yōu)點(diǎn)

改造數(shù)控機(jī)床很多時候就是對以往的加工件中的某個部分進(jìn)行相應(yīng)的改造，常見的是使用微機(jī)控制體系，改造的目的主要是為了讓之前的加工機(jī)械具有數(shù)控加工方面的能力[5]。在以往的機(jī)械加工中，數(shù)控改造技術(shù)的大范圍使用還有一定原因的，主要是這種技術(shù)有很多的優(yōu)點(diǎn)。以往的機(jī)電機(jī)床一體化創(chuàng)新特點(diǎn)以及優(yōu)勢分為了以下幾個方面：①交貨時間比較短而且不需要過多的投資，對舊的機(jī)床進(jìn)行數(shù)控方面的改造更加節(jié)約成本，一般可以節(jié)約60%～80%的成本，且在改造時不需要花費(fèi)過多的成本。②改造后的機(jī)械性能比較可靠，通過數(shù)控改造過之后的機(jī)械床身使用的基礎(chǔ)零件不是以往的焊接零件，是一種比較堅(jiān)固而且很精密的糟踐，經(jīng)過改造的機(jī)床有很多的優(yōu)點(diǎn)，主要是質(zhì)量比較高，以及性能方面比較好，而且不再需要買新的設(shè)備，改造過的設(shè)備能夠當(dāng)新設(shè)備一樣使用。③對于設(shè)備的具體構(gòu)造更加清楚，一旦出現(xiàn)問題維修起來比較方便簡單，如果買了新的設(shè)備可能會對一些新的設(shè)備具體使用以及維修方式不了解，維修起來需要花費(fèi)比較多的而時間。這樣比較起來，改造可以實(shí)現(xiàn)加工的精準(zhǔn)計(jì)算。除此之外，因?yàn)橹暗脑O(shè)備已經(jīng)使用了很多年了，相關(guān)的技術(shù)人員對于機(jī)械的具體特點(diǎn)以及使用方式已經(jīng)很熟悉了，因此，相關(guān)技術(shù)人員進(jìn)行維修以及培訓(xùn)的過程中就會很短，并且可以有大的成效，一旦機(jī)械改裝完場就能很快的上手操作。④可以在機(jī)床中使用最先進(jìn)的控制技術(shù)，結(jié)合時代技術(shù)發(fā)展的特點(diǎn)以及速度實(shí)施相應(yīng)的改造，及時提升生產(chǎn)設(shè)施的自動化效率以及水平，可以逐漸提高設(shè)備的整體質(zhì)量，把之前的機(jī)床改造成符合現(xiàn)代需求的機(jī)床。⑤對現(xiàn)在已有的條件實(shí)現(xiàn)充分使用，比方說對現(xiàn)在已有的地基能夠?qū)崿F(xiàn)充分的使用，這種情況和對以往機(jī)床進(jìn)行相應(yīng)改造就不再需要買一些新的設(shè)備是同樣的效果，不再需要對之前的地基進(jìn)行重新地構(gòu)建，這樣不但可以最大程度地減少使用費(fèi)用，同時可以節(jié)約資本，并且還能減少需要準(zhǔn)備的事件。⑥改造能夠提升產(chǎn)品的生產(chǎn)效率以及質(zhì)量，自動化水平比較高，而且就有精密度高且專業(yè)強(qiáng)的特點(diǎn)。⑦降低了工作人員的整體工作強(qiáng)度，不再需要更加專業(yè)的水平，沒有過高的技術(shù)要求。

2.2 經(jīng)濟(jì)型的數(shù)控機(jī)床具體特點(diǎn)分析

創(chuàng)建經(jīng)濟(jì)型的數(shù)控機(jī)床主要就是為了適應(yīng)我國的國情以及現(xiàn)有的實(shí)際生產(chǎn)目標(biāo)，在充分滿足了基礎(chǔ)功能的前提下，盡可能地降低機(jī)械投入的成本，當(dāng)前，這種類型的數(shù)控機(jī)床已經(jīng)得到了廣泛地使用，對于我國的數(shù)控事業(yè)發(fā)展實(shí)現(xiàn)了有效地推動。這種類型的機(jī)床具有幾個顯著的特點(diǎn)：①性價比比較高。和進(jìn)口的數(shù)控機(jī)床比較，經(jīng)濟(jì)型的機(jī)床需要投入的成本更低，一般幾萬塊錢起步，進(jìn)口的數(shù)控機(jī)床至少需要幾十萬，有的甚至需要幾百萬。②經(jīng)濟(jì)型的數(shù)控機(jī)床更加適用于小批量地以及多種類的產(chǎn)品的自動生產(chǎn)，且有適用性很強(qiáng)的特點(diǎn)。以往的機(jī)床中能夠生產(chǎn)的各種商品，這種類型的機(jī)床也都可以進(jìn)行生產(chǎn)以及加工，粗腰進(jìn)行改變的是加工的具體程序。這樣就能更好也更快地符合生產(chǎn)的需求。③提升了整體的產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量，有效降低了損耗率。這種類型的數(shù)控機(jī)床具有加工比較精密的特點(diǎn)，并且生產(chǎn)出來了地產(chǎn)品有比較高的合格率。④可以把之前繁瑣的零件實(shí)現(xiàn)簡單化，能夠更加簡單地進(jìn)行相應(yīng)操作和控制。⑤有效減少生產(chǎn)過程中的成本，并且能夠節(jié)省工裝的實(shí)際費(fèi)用，以往的手工操作需要使用很多的道具以及靠模，這種類型的機(jī)床就不需要使用工裝這種形式，這樣既能很好的節(jié)約費(fèi)用，還能更好地減少了具體工作人員的工作壓力。⑥提升了縣公共工作人員的整體素質(zhì)，并且促進(jìn)了我國技術(shù)的發(fā)展。使用經(jīng)濟(jì)型的數(shù)控機(jī)床，既能合理地開拓了操作人員的視野，還能讓工作人員有學(xué)習(xí)新技術(shù)的熱情，有效地減少了人工操作的環(huán)節(jié)，一步一步走向了智能化的發(fā)展方向，為員工創(chuàng)造了更加有利的條件，進(jìn)一步促進(jìn)了企業(yè)的快速發(fā)展。⑦減少了員工的體力勞動量，這種機(jī)床的使用，不再需要大量的勞動，有效地降低了工作強(qiáng)度。⑧提升了使用數(shù)控機(jī)床企業(yè)在市場中的整體競爭力，當(dāng)前，我國社會中各個行業(yè)的競爭越來越激烈，在這種情況下，擁有先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備就相當(dāng)于掌握了競爭的優(yōu)勢。企業(yè)在使用這種類型的數(shù)控設(shè)備就進(jìn)行生產(chǎn)之后，技能提升生產(chǎn)效率與質(zhì)量，還能有效地提高生產(chǎn)的靈活性，同時增加了生產(chǎn)設(shè)備本身的實(shí)際應(yīng)變能力。

3 以往機(jī)械加工中機(jī)電機(jī)床一體化的具體發(fā)展形勢

3.1 智能化

這里說的智能化，主要說的是讓機(jī)電一體化設(shè)備能夠越來越貼近人的操作，比方說進(jìn)行自主拒測、對生產(chǎn)流程自動掌控等等，這樣能夠讓設(shè)備實(shí)現(xiàn)更好的控制。要想實(shí)現(xiàn)以上所說的具體功能，就需要和多個領(lǐng)域的技術(shù)融合起來應(yīng)用，其中包括信息技術(shù)、先進(jìn)軟件以及一些相關(guān)技術(shù)。智能化是大年一體化的主要發(fā)展形勢，當(dāng)前出現(xiàn)的數(shù)控機(jī)床就能對這一點(diǎn)實(shí)現(xiàn)很好的證明。

3.2 個性化

目前，我國的信息化水平實(shí)現(xiàn)了不斷提升的趨勢，不斷創(chuàng)新，在相同事物里面找到不同的內(nèi)容，個性化的發(fā)展成了當(dāng)代的發(fā)展需求。在這個基礎(chǔ)至善，柔性化為各種產(chǎn)品的個性化帶來了更好的發(fā)展空間。因此，在目前的信息化時代里，機(jī)電的一體化創(chuàng)新需要向著個性化進(jìn)行發(fā)展，這樣就會讓這一類的生產(chǎn)思想以及方式都發(fā)生一定程度的改變。在未來的發(fā)展過程中，虛擬以及智能的各種圣翰設(shè)備都會相繼出現(xiàn)。

3.3 微型化

微型化主要說的就是改變之前機(jī)電一體化設(shè)備的大型特點(diǎn)，將設(shè)備盡可能地縮小。微機(jī)系統(tǒng)說的是幾何大小小于一厘米地機(jī)電一體化設(shè)備。這種類型的設(shè)備具有很多的優(yōu)點(diǎn)，最主要的就是靈活且消耗能源比較小。這種設(shè)備在軍事領(lǐng)域以及醫(yī)療領(lǐng)域使用的頻率比較高。最初的微型化設(shè)備是源于美國，目前我國的微電子設(shè)備也取得了很大程度的發(fā)展以及進(jìn)步。因此，在我國的機(jī)電一體化設(shè)備中實(shí)現(xiàn)微型化的發(fā)展是一種必然的趨勢。

3.4 快速化

目前，數(shù)控化的機(jī)床實(shí)現(xiàn)了快速化的發(fā)展。當(dāng)前，機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速是10000 r/min，加工環(huán)節(jié)的主軸轉(zhuǎn)速也大于40000 r/min。與此同時，設(shè)備移動的速度以及產(chǎn)品技工的速度也實(shí)現(xiàn)了大幅度的增長。當(dāng)前設(shè)備的移動速度可以達(dá)到120m/min，在運(yùn)動部分的部件加速度和原來相比也增加了很多。在機(jī)床進(jìn)度化快速發(fā)展的情況下，納米機(jī)床這種形式也出現(xiàn)了，這種機(jī)床形式進(jìn)度更小。目前，納米形式的機(jī)床沒有被使用，但是，相信在不遠(yuǎn)的就將來能夠?qū)崿F(xiàn)比較廣泛地使用，以此來滿足日漸精密的加工要求。

3.5 環(huán)保型

當(dāng)前社會提倡可持續(xù)發(fā)展，人們的綠色環(huán)保意識也在不斷加強(qiáng)，各個領(lǐng)域都在向著環(huán)保的方向發(fā)展?；谶@種形式，機(jī)電一體化的未來發(fā)展發(fā)現(xiàn)也必然會加入環(huán)保的概念，在不斷提升生產(chǎn)效率以及質(zhì)量的基礎(chǔ)之上，還需要添加綠色環(huán)保方面的概念，以此來更好的保護(hù)環(huán)境。實(shí)現(xiàn)資源的最大利用，由此可見，綠色概念的一體化設(shè)備也是未來的發(fā)展方向。

4 結(jié)束語

在我國科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的時代背景中，以往的機(jī)械形式已經(jīng)不能更好的滿足時代需求，為了跟上時代的發(fā)展步伐，對傳統(tǒng)機(jī)械進(jìn)行相應(yīng)的改造以及創(chuàng)新是必然發(fā)展趨勢。通過以往分析得知，改造比購買新設(shè)備更加實(shí)用，企業(yè)需要結(jié)合自身發(fā)展特點(diǎn)進(jìn)行相應(yīng)的選擇，以此來提升自身在市場中的競爭力。

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