传统机械加工机床机电一体化改造分析

传统机械加工机床机电一体化改造分析

邸英浩 温向阳 李保军 郝明明

北方工程设计研究院有限公司  河北石家庄 050011

摘要：随着我国机械工业的不断发展，传统的机械设备的加工技术已经出现了一些缺陷，这就要求对传统的机械设备进行机电一体化的改造，以确保其可持续发展。通过对其进行改进，既可以提高生产效率和质量，又可以减少能源消耗，提高企业的经济效益。针对这一现状，本文对传统机床的机电一体化改造进行了论述，希望能对今后的工作有所借鉴。

关键词：传统机械设备；机电一体化；改造机床

引言：机床是机械加工的基本设备，其工作性能和工作模式直接影响着机床的生产效率，也直接影响着机床的生产质量。由于传统的机械加工方法相对落后，设备的自动化、智能化程度不高，很难对机器进行精确的控制，产品的质量也不高。在新的发展阶段，机械制造企业要实现可持续发展，必须坚持“科技是第一生产力”的原则，将先进的自动化、智能化技术运用于机械加工机床，从而达到更高的经济效益。

1.机电一体化的概念

在现代机械加工中，机电一体化技术已得到广泛的应用。机械设备的现代化，是机械工业发展的一个重要标志。在传统的机床上引进了机电一体化的概念，能使机械制造的巨大优势得到明显的体现。机电一体化是当今世界上最先进的技术之一，将机械和电子设备有机地结合起来，可以降低成本，提高效率。传统的机床是以机械和电子为基础，单独设计和生产。用这种方法制造的传统机床，其机械零件和电子零件的耦合能力不强，整体质量不高。没有从分散式的传统机床设计中汲取经验，就无法模拟现实生活中发生的剧烈变化，以及更高效的机器。因此，为了获得更好的设计效果，传统的机械设备通常都会使用机电一体化技术。

2.传统机床机电一体化改革简介

2.1机床机电一体化改造的重要性

随着科学技术的进步，目前的机械制造已基本实现了自动化，而传统的加工设备却没有数字化的控制系统，这就限制了自动控制的使用，从而使其加工的精度和效率受到了极大的限制。数控机床是将传统的机床添加到数字控制系统中，以加工任务为中心，实现对加工过程的自动调整，使加工工艺得到更精确的控制。虽然相对于传统的机床来说，它的优越性要大得多，但是它并不能取代传统的机床，因为大多数的数控机床公司都是小规模的，而且它们的升级费用很高，没有足够的流动资金来承担设备的升级，而小型的数控机床的更换对优化控制的效果并不大，对机械的加工质量不能实现真正改善。而且，由于数控机床的结构比较复杂，必须根据企业的实际情况来进行设计，所以采购设备的时间往往比较长，从而延缓了企业改造加工的进程，对于企业正常运行也造成了一定的影响。此外，目前大多数的传统加工设备都没有受到损伤，工作条件也很好，如果直接替换，会造成资源的浪费。在实际生产中，并不需要将数控机床运用到所有的机械上，普通的机床还能够完成一些工作，但如果将这些机床的功能都进行了数字化，那就太浪费了。针对目前国内加工企业的现状，采用数控机床代替传统机床已不太现实，必须采取更加合理的方法——对传统机床进行改造。

2.2系统化的设计思想

随着机械化的发展，对传统的机械设备的需求量不断增加，各种机械设备的制造也逐步被人工替代。但是，在一些特定的岗位上，人力的作用也是不可忽略的。这很大程度上是因为机械化生产不够系统化。其实，机械系统的改造其实很容易，只要把系统的工作状态考虑进去，把它系统化地设计出来，就可以把它变成一种系统化的机械。这就是系统设计的技术方法。目前的系统设计技术对改善传统机床的工作效率和提高设备的使用效果具有重要意义。另外，这一系统技术通常可以满足不同的企业需要，对于一些高精度的工作，其整体性能至关重要。如果不能确保整个体系的完整性，那么在各子系统之间的交流中，就会出现太多的损失，对效率的提升是不利的。所以，应该把重点放在开发系统的技术上。

2.3动态设计概念

能适应机械产品动态需求的动态设计技术。现在，人们对机器的需求量越来越大了。动态设计技术的产生，是因为机器的功能越来越专业化，而传统的机床环境也在发生着变化。在动力技术中，要充分考虑到一些动态因素的改变，这是一个非常重要的问题。这种思路的引入，极大地促进了传统机床的发展。以往，在传统的机械设备中，静态设计存在着很多问题，这些问题难以得到有效地解决。比如，一款机床要面临各种不可预知的状况，如果我们在完成了一套机床的设计之后，由于建筑环境的变化，这款机床很难起到应有的效果。因此，在传统的机械加工和制造工艺中，必须重视动态设计的理念，使其得到更广泛的应用。这样，机器的制造效率会更高。同时，利用现代的动力学技术，可以通过对目标变量进行建模，并利用计算机进行优化求解。这样，无论情况怎样改变，我们都可以找到最佳的方法。

3.传统机械加工机床机电一体化改造途径

3.1智能化

随着计算机技术和智能化技术的不断发展，对机床的智能化要求越来越高，传统的数控机床不但要能够精确地执行生产控制系统的命令，而且还需要结合自己的加工状态完成生产过程的自动调节。目前，在机床机电一体化改造中，技术人员将逻辑函数引入到了数字化控制模块中，并且在最近几年，通过引入BP神经网络等技术，提高了数控系统的模糊运算能力，使其能够更好地处理各种复杂的加工作业。因此，在机床机电一体化改造的基础上，对原有机床的生产监控系统进行了更新，提高了对原有机床的监测能力，保证了机床的实时掌握和调整。此外，为提高机床的控制性能，必须加强与生产控制系统的连接，增强二者之间的信息交流和反馈，使生产控制系统能够更好地结合实际生产工艺进行优化。

3.2性能提升

目前，传统的机床不仅具有较低的自动化水平，而且在加工效率和精度方面与数控机床相比还有较大的差距，所以在进行机电一体化改造时，必须提高机床的综合性能。首先，经过了机电一体化的改造，可以让机器的精度得到进一步的提高，降低了误差，也让机器的潜力得到了最大程度的发挥。然而，机电一体化技术虽能提高传统机床的加工控制精度，但仍无法满足某些精密加工的需要，所以将纳米技术应用于机电一体化改造，使机床的精确性得到了极大的提高。在机电一体化改造中，为提高生产效率和提高产品质量，可根据工艺要求对原有机床进行相应的改进，以达到自动控制的要求。在进行机电一体化改造时，还必须根据实际情况调整其工作任务，避免其从事高精度的加工。此外，在机电一体化的过程中，还必须考虑到各机床的性能，以保证每台机床的性能都能得到最大程度地提升。

3.3环保性

除了要提高加工效率与精确度外，还要考虑到环保问题，以使机器的加工工艺与可持续发展相适应。在机电一体化改造中，既要保证加工效率，又要兼顾污染，又要对传统的机床进行优化，以减少有害物质的排放，减少对环境的影响。同时，在进行机电一体化改造时，还要考虑到工艺过程中的资源浪费问题，并对其进行优化。此外，为了解决目前资源短缺的问题，必须提高机床的适应性。在环保意识越来越强的今天，机电设备的改造也必然要进行相应的调整。

结束语

随着社会和工业的发展，传统的机械设备加工技术已经越来越适应了，用数控机床来代替传统的机床，有很多局限性，但如果能通过机电一体化改造，既能满足生产发展的需要，又能缩短改造时间，降低改造成本，改造后的生产效率和质量都得到了极大的提高。随着机电一体化的不断发展，今后将会朝着智能化、高效率、环保的方向发展，从而使机械工业得到更好的发展。

参考文献

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