机电一体化技术在数控镗铣床改造中的应用

机电一体化技术在数控镗铣床改造中的应用

张政

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摘要：机电一体化又称机械电子工程，是机械技术与电子信息技术的有机结合，主要包括机械技术、电工电子技术、微电子技术、信息技术、传感器技术、接口技术、信号变换技术等，在目前机械生产、医疗保健、航空航天、军事领域等方面得到了广泛应用，还用于柔性制造系统、计算机集成制造系统、工厂自动化、办公自动化、家庭自动化等方面。机电一体化技术在机械工程领域应用广泛，如数控镗铣床、加工中心、工业机器人等。机电一体化技术在机械工程领域的应用可以简化机械生产流程，减少驱动部件，减少机械磨损与生产误差，提高工作精度；另一方面，机电一体化技术在实际生产应用中具有实时监控、自动报警、诊断分析及安全联锁等功能。极大地提高了机械生产的安全性与可靠性，提高机械工程生产领域的生产效率与工作质量。基于此，本篇文章对机电一体化技术在数控镗铣床改造中的应用进行研究，以供参考。

关键词：机电一体化技术；数控镗铣床改造；应用分析

引言

目前，机电一体化技术在我国的工业生产制造中得到了十分广泛的应用，极大地提高了我国工业制造企业的生产效率。现代先进数控镗铣床区别于传统数控机械，具有科技含量高的特点，其对我国工业机械规模化发展起到了重要的推动作用。这是中国实施制造强国战略的第一个十年行动纲领，也标志着我国的工业发展迎来了新一轮的改革和发展浪潮，机电一体化技术的发展也迎来了新的机遇与挑战。

1机电一体化技术的特点

在对机电一体化技术进行分析前，首先需要对自动化控制技术进行充分探讨。目前，许多机械生产设备都安装了自动化控制系统，该类工业机械生产设备具有可编程逻辑控制器，相关生产人员可以采用控制器，从而向机械设备发出具体指令，使机械设备有效实现标准化、批量化以及自动化运行。传统的工业化生产技术，可以采取此控制系统来有效实现自动化生产，但此控制技术无法使现代工业机械生产需求得到满足。在现代工业机械运行过程中，当人工干预相对较多时，生产效率也会有所降低，进而升高了生产成本，并可能会有人工生产差异性问题产生。在现代工业机械生产过程中，需要采用控制系统使机械设备实现标准化、批量化以及自动化的生产，从而使人工干预得到减少。为了使此目标得到实现，需要有效结合计算机和机械设备，在计算机当中加强工业机械生产控制。计算机可以通过可控制系统操控各台机械，使可控制系统有效下达相关生产指令。通过将计算机与机械自动化技术有效结合，可以得到相应的机电一体化技术，使生产期间的人工干预得到减少，使机械设备生产能够实现远程和全程操控。

2数控技术

机械制造业是我国第二产业生产中的重要组成部分，于现代化产业结构调整过程中，需要持续性优化自身生产过程中所依托的各类技术方法，于整体国家现代化建设中突出表现为强烈的行业前瞻性与发展预见性。数控技术的应用原理在于，借助数字信号的发送与传达，于远程范围内辅助设备控制操作人员，使其精准控制并掌握目标设备内的机械运用信息与工作状态。为了充分发挥出该项技术的生产控制力，在实际应用过程中该技术内部还囊括了诸如计算机运算技术、远程控制技术、机械运动技术以及跨区域通信技术在内的众多现代化制造生产技术方案。借助上述高精尖控制技术，目标制造业在整体生产过程中的速度、精度数值将大幅提升，同时此类技术方案的推广期间还将有助于目标行业实现柔性自动化生产转型。可以说，机电自动化技术中所包含的数控技术是一项支持我国制造业的智造生产转型发展有序推进的关键技术应用。同其他类型机电自动化技术方案相比较，数控技术于我国机械制造业的应用历史更为悠久，因此在实际工业生产中积累了大量的技术经验，同时也是辅助我国制造业行业获得现代化发展成绩的基础技术支撑。作为机电一体化技术的一项细节应用分支，数控技术具体实施过程中更侧重于数字化技术的实际应用，以此做到对工业生产精准化质量水平的相应提升，同时显著优化生产加工工作的全局效率表现。当下，数控技术同智能技术的联合发展于现实生产实践中的应用多采取ＣＰＵ＋总线的技术模式，用以打造智能制造语境下的立体虚拟仿真环境，帮助数字化控制技术的精准性、实时性得以更好地进行发挥，于制造业生产现场内突出显现机电一体化的技术应用优点，为夯实数控机械制造业生产发展持续提供基础支撑。

3机电一体化技术在数控镗铣床改造中的应用分析

3.1主传动系统

一般来说,主传动系统运行时的转矩速度范围应控制在1:100-1:1000单元,当恒定功率调节范围达到1:10时,功率范围为2.2-250kW。一般情况下,数控镗铣床主驱动系统的设计应满足以下要求:第一,主驱动器一般采用直流和交流电机,实现无级调速;其次,在驱动数控车床时,电机和转子功率必须与设计一致;第三,数控镗铣床的设计应明确定义零件标准和模块化结构的设计要求;第四,数控车床应满足灵活复杂的设计要求。

3.2主轴系统改造中的应用

首先,必须做好零件的计算,通过对每个计算点的合理控制,保证主轴系统的整体计算质量。在计算CNC镗铣床主轴系统时,最重要的方面是三角带传动设计中的计算。在选择三角带时,必须科学地确定最大传动功率,并且通过这种设计方法,CNC镗铣床的主轴系统可以具有很长的使用寿命。在计算三角链时,首先需要完整、明确模型、数量等基本信息,然后计算功率Pd:Pd=KAP(1)形式,Pd是数控镗铣床的最大三角链功率,千瓦;KA 是数控车床三角形的工作条件系数;P是数控车床中电机的额定功率,kW。在具体的设计和改造中,合理选择三角带模型也非常重要,有必要使Pd的组合合理选择三角带模型。在确定小型车轮直径时,需要在D1≥Dmin处进行系统集成,以防止过度弯曲应力影响系统的整体使用寿命。D1 是小轮的直径,Dmin 是小轮的直径。另外,在具体的变换中还需要计算带速度,一般来说,带速度应小于25m/s。这样,可以合理设计和改造CNC镗铣床,使应用效果和使用寿命得到很好的保证。

3.3在数控镗铣镗铣床特征优化改造中的应用

在使用机电一体化技术改造数控镗铣床之前，工程师和设计师必须首先评估数控镗铣床的改造价值，并合理确定数控镗铣床改造是否有价值。在一些非常老旧的数控铣床和钻床中，当镗铣床和刀架严重磨损时，在改造过程中需要更换大量的硬件结构，这需要花费大量的经济成本，使镗铣床的改造得不偿失。其次，在改造过程中，对控制模块、连接块、转向拉杆等进行了机电一体化技术改造。可以进行有意义的修改，以实现自动化和智能化的控制效果。例如，减振底座上方操作平台的调整、固定框架左侧调节杆的调整以及导向块上减振弹簧的调整。这些加工方法可以大大提高数控镗铣床的整体应用效率和质量。

结束语

目前，工业生产及现代化机械设备都离不开机电一体化技术的支撑。随着机电一体化技术在机械工程中的逐渐应用与发展，促进了机械产品的更新换代，促进机械产品的设计更加人性化、功能增强、应用广泛，极大地提高了机械生产的安全性与可靠性。机电一体化技术在机械工程领域的应用现状及未来的方向发展是非常有必要的。

参考文献

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