探讨机电一体化数控技术的应用

探讨机电一体化数控技术的应用

赵越 张朝秋 张洪民

沈阳远大智能高科机器人有限公司 辽宁 沈阳 110000

摘要：近年来，计算机技术、机械技术和微电子技术不断发展并深度融合，在机电一体化领域中取得了广泛的应用。利用机电一体化数控技术进行机械制造能够得到高精度的产品，而且具有非常高的生产效率。该技术的用途十分广泛，不仅在数控机床中发挥了重要的价值，而且逐渐在汽车、智能设备和各类机器人领域体现出较为广阔的应用前景。本文阐述了机电一体化的技术特点，从三个方面分析了机电一体化数控技术的实际应用。

关键词：机电一体化；数控技术；应用

引言

工业生产的效率和质量在一定程度上决定了社会发展的速度，工业生产也与人们的生活息息相关。我国在建国初期工业基础较为薄弱，经过多年的发展已经取得了长足的发展进步，尤其是机电一体化数控技术的成功应用使机械工程领域呈现出全新的面貌，研究机电一体化数控技术的应用具有重要意义。

1机电一体化数控技术特点

机电一体化是日本学者最先提出的概念，指机械技术和电子技术相互结合而产生的一种全新技术，具体来讲分为五个主要的组成部分。

第一部分是机械本体，机械本体是机电一体化的结构组成，是实现各种功能的基础，机械本体由机身结构、框架结构、支撑结构以及联接结构组成。第二部分是动力驱动，动力驱动根据系统控制过程为机械本体的各个执行结构提供驱动力。第三部分是测试传感部分，该组成部分实时检测机械运行参数和外部环境参数的变化情况，将这些参数以各种信号传输至信息处理模块中，通过特定的分析处理过程输出相应的控制信号。第四部分是控制及信息处理模块，这部分是机电一体化技术的职能组成，负责存储、分析、处理各类传感器所采集到的信息，并按照分析处理结果输出相对应的指令，从而达到控制机械结构按既定控制逻辑运动的目的。第五部分是执行机构，执行机构可由一些电机和马达构成，根据控制及信息处理模块发出的指令同步动作，从而推动各种复杂机械结构的运动。

2应用于数控机床领域

数控机床是数字化控制的自动机床，这种机床可以通过特定的程序控制机床进行自动化加工，随着机电一体化技术不断发展，该技术在传统机床的多个方面实现了应用。机电一体化数控技术改变了机床的机械设计特点，这项技术使数控机床的主轴工作速度大幅度提升，在机床上进行的机械加工过程更加安全，只要投入少量人力成本就可以完成加工任务。除此之外，机电一体化技术还为操作人员提供更加人性化的安全措施，相比于传统机床来讲为工作人员提供了更为安全的工作环境。数控机床还可以在加工时进行自动化换刀，这就可以在同一个机床上生产处多种零件。伺服电机的配置使得机床的各项加工过程更加精细化，有助于机房完成整体工作。借助可编程逻辑控制器，数控机床可以识别特定的程序并根据程序要求进行控制，可编程逻辑控制器的自动化控制功能为数控加工提供了高加工精度和高度自有的编辑功能。数控机床和驱动模块之间的连接功能通过驱动设备来实现，数控机床还配备性能优异的监控系统与传感系统，无需人工就可以对数控机床的运行参数进行监测，获取各项性能参数。数控机床相比于传统机械生产机床而言无疑具有更高的生产效率和加工精度，是现代化工业必不可少的技术。

3应用于机器人领域

现阶段，机器人技术正在高速发展进步，机电一体化数控技术在智能机器人领域也取得了一定的应用进展。第一，机电一体化使机器人的功能增强，并且使机器人的应用变得更加广泛。

第一，机电一体化数控使机器人的功能更加丰富，可以用于更加复杂的场景中。机电一体化数控机器人将多技术性与多功能性集于一身，机器人的功能逐渐变得强大，能够满足各类用户的实际需求。

第二，机电一体化数控技术使机器人的机械结构大幅度精简，多数复杂的传动和控制机械结构件被数控的编程控制器与执行机构取代，减少了传动部件同时减少了机器人部件之间的磨损，提高了机器人的执行精度。各种传感器所采集到的状态信息也为机器人控制提供修正的基本数据，控制器可以通过采集到的数据进行机器人动作修正，以补偿误差。

第三，机电一体化数控技术提高机器人的安全性与可靠性，这项技术在监控报警、故障诊断、故障隔离、安全联锁等方面具有独特优势，借助机电一体化数控技术优势，机器人可以更加安全可靠的进行各项操作。

第四，机电一体化数控技术改善了人工操作方法，该技术为更加人性化的操作提供可能。机电一体化数控技术完全利用计算机的程序和软件进行控制，需要进行的操作和各项数据都可以通过人机界面实现，使工作人员更易于学习并且精简了大部分电门、按钮和手柄，简化了操作程序。

4应用于汽车电子设备

如今，汽车的功能越来越丰富，例如自动泊车系统就因机电一体化数控技术得以实现。在泊车时，机电一体化的全景倒车影像系统结合测距雷达可以使汽车平稳的进入停车位，作为一项辅助功能为广大用户提供了方便。再如基于机电一体化数控技术的汽车防抱死功能，通过采集并分析轮速数据判断出车轮是否抱死，释放刹车压力以防止汽车打滑，这使得汽车在紧急情况下更加安全可靠。

机电一体化还促进了激光测距在汽车上的实际应用，基于激光测距技术的汽车碰撞预警和主动刹车功能深受用户的青睐。机电数控系统架构中的传感系统和数据处理系统搭载到汽车上时，汽车的激光测距模块可以实时扫描汽车前方的障碍情况，并向汽车的ECU反馈行使参数与道路障碍信息。反馈的信息经汽车ECU分析处理以后得到的处理结果会以指令形式向车轮输出适当刹车压力，使汽车进行主动刹车，防止汽车出现安全事故。

机电一体化数控技术也为无人驾驶技术的发展提供了强有力的基础，机电一体化数控技术是无人驾驶技术的基础，无人驾驶也是机电一体化的高层次目标。要实现汽车无人驾驶要搭载大量的传感器以采集汽车行驶所涉及到的数据，这些传感器组成的无人驾驶平台还能够自动判断故障，并且为故障的排除过程提供建议。

综上所述，机电一体化对汽车的发展非常重要，该技术将汽车的机械传动与智能控制有机结合，为汽车用户提供了更为丰富的功能、更加安全的驾驶性能以及更加舒适的驾驶乘坐体验，并且在未来仍然拥有非常广阔的应用前景。

5结语

机电一体化起初是机械技术和电子技术融合后形成的一种全新技术，随着科学技术的不断进步、学科间的深度融合，机电一体化在新时代有了全新的内涵。在机械加工、机器人制造和交通工具技术革新等多个方面，机电一体化发挥着无可替代的作用，已经实现了成功应用并改变社会生产生活的传统模式。相信在科研工作者的不懈努力下，这项技术在未来还会持续创新发展，为我国的机械工程技术进步作出贡献，以期在多个领域实现新的突破。

参考文献

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[2]祁蕾,高民,杨继芳.机电一体化技术的应用与发展趋势[J].南方农机,2021,52(02):169-170.

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