機(jī)械加工機(jī)床機(jī)電一體化改造

　　機(jī)床作為機(jī)械加工的基礎(chǔ)設(shè)備，其運(yùn)行性能及運(yùn)行方式不僅會(huì)影響機(jī)械加工效率，還關(guān)系到產(chǎn)品質(zhì)量的良好性。論文從傳統(tǒng)機(jī)械加工機(jī)床機(jī)電一體化改造的必要性入手，詳細(xì)分析了具體的改造策略，并對(duì)傳統(tǒng)機(jī)械加工機(jī)床機(jī)電一體化改造的未來(lái)發(fā)展進(jìn)行了展望，在推動(dòng)工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)改革方面發(fā)揮了重要作用。

　　《建設(shè)機(jī)械技術(shù)與管理》(月刊)創(chuàng)刊于1988年，由建設(shè)部長(zhǎng)沙建設(shè)機(jī)械研究院主辦。是我國(guó)工程建設(shè)機(jī)械行業(yè)的綜合性技術(shù)刊物和建設(shè)部?jī)?yōu)秀期刊。

　　傳統(tǒng)機(jī)械加工作業(yè)方式比較落后，機(jī)床自動(dòng)化和智能化水平較低，難以實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械加工的精準(zhǔn)化控制，所生產(chǎn)出的機(jī)械零件質(zhì)量較低。在新的發(fā)展時(shí)期，機(jī)械加工企業(yè)要想實(shí)現(xiàn)自身的可持續(xù)發(fā)展，就應(yīng)該明確“科技是第一生產(chǎn)力”的硬道理，將自動(dòng)化、智能化的先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械加工機(jī)床中，是傳統(tǒng)機(jī)械加工機(jī)床具備一定的數(shù)控功能，進(jìn)而才能實(shí)現(xiàn)更加理想的經(jīng)濟(jì)收益。

　　1傳統(tǒng)機(jī)械加工機(jī)床機(jī)電一體化改造的必要性

　　隨著對(duì)數(shù)控機(jī)床研究的不斷深入，現(xiàn)階段我國(guó)已經(jīng)可以采用數(shù)控技術(shù)，完成一些加工要求高、結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的高精準(zhǔn)度機(jī)械零件的批量生產(chǎn)，但是與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)數(shù)控機(jī)床水平仍然處于落后地位，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中受到了眾多因素的限制，阻礙了機(jī)械加工機(jī)床機(jī)電一體化的推進(jìn)步伐。首先，因?yàn)閿?shù)控機(jī)床具有工作效率高、運(yùn)行能力強(qiáng)、作業(yè)水平高等優(yōu)點(diǎn)，所以相對(duì)的價(jià)格也比較昂貴，很多經(jīng)濟(jì)實(shí)力較弱、規(guī)模較小的機(jī)械加工企業(yè)沒(méi)有能力配置數(shù)控機(jī)床。其次，在機(jī)械加工企業(yè)自身沒(méi)有擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模的前提下，現(xiàn)階段投入運(yùn)行的普通機(jī)床基本都是可以滿足機(jī)械加工生產(chǎn)需求的，如果貿(mào)然添置數(shù)控機(jī)床，不僅會(huì)加大機(jī)械加工企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)成本，還會(huì)使得大量普通機(jī)床閑置，造成資源的浪費(fèi)[1]。另外，數(shù)控機(jī)床相比于普通機(jī)床，有著更加豐富多樣的功能，但是在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，經(jīng)常用到的功能只有少數(shù)幾個(gè)，數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)得不到充分體現(xiàn)，也造成了資源浪費(fèi)現(xiàn)象。從當(dāng)前數(shù)控機(jī)床實(shí)際運(yùn)用過(guò)程中存在的諸多問(wèn)題來(lái)看，只有對(duì)傳統(tǒng)機(jī)械加工機(jī)床機(jī)電一體化進(jìn)行適當(dāng)改造，才能滿足實(shí)際應(yīng)用需求，充分體現(xiàn)出數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用價(jià)值和優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)資源利用的最大化，為推動(dòng)機(jī)械加工企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供基礎(chǔ)保障，所以說(shuō)，對(duì)傳統(tǒng)機(jī)械加工機(jī)床進(jìn)行機(jī)電一體化改造是非常重要且必要的。

　　2傳統(tǒng)機(jī)械加工機(jī)床機(jī)電一體化改造策略

　　基于直接利用數(shù)控機(jī)床的眾多限制因素，可以通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)機(jī)械加工機(jī)床進(jìn)行機(jī)電一體化改造，來(lái)達(dá)到與數(shù)控機(jī)床相同的應(yīng)用效果，所以就需要對(duì)有效改造策略進(jìn)行分析。在利用數(shù)控機(jī)床工作原理及相關(guān)技術(shù)，對(duì)傳統(tǒng)機(jī)械加工機(jī)床進(jìn)行機(jī)電一體化改造時(shí)，通常情況下是將微機(jī)控制系統(tǒng)與普通機(jī)床原有控制系統(tǒng)相結(jié)合，對(duì)某一特定部位進(jìn)行改造，賦予機(jī)床數(shù)控功能，進(jìn)而使機(jī)床工作性能及運(yùn)行能力得到提升。經(jīng)過(guò)數(shù)控改造后的機(jī)械加工機(jī)床所具備的特征和優(yōu)勢(shì)包括以下幾點(diǎn):第一，傳統(tǒng)機(jī)械加工機(jī)床改造是在企業(yè)原有的普通機(jī)床上進(jìn)行的，結(jié)合機(jī)械零件實(shí)際加工需求，利用數(shù)控技術(shù)針對(duì)普通機(jī)床的部分性能進(jìn)行優(yōu)化[2]。改造機(jī)床雖然沒(méi)有全新數(shù)控機(jī)床強(qiáng)大、齊全的功能，但是也能夠滿足實(shí)際生產(chǎn)需求，機(jī)床的生產(chǎn)加工能力得到了顯著提升，并且還不會(huì)造成資源浪費(fèi)，在提高舊設(shè)備利用率的同時(shí)，為企業(yè)節(jié)省了一大批資金;第二，在對(duì)傳統(tǒng)機(jī)械加工機(jī)床進(jìn)行數(shù)控改造時(shí)，是將鑄造件作為改造零件的，因?yàn)殍T造件具有結(jié)構(gòu)堅(jiān)固、制作精密等優(yōu)點(diǎn)，所以經(jīng)過(guò)改造后的機(jī)床工作性能將會(huì)得到大幅改善，不僅可以完成高精準(zhǔn)度的機(jī)械零件加工，同時(shí)還能夠有效延長(zhǎng)機(jī)床的使用壽命，充分挖掘機(jī)床的利用價(jià)值。除此之外，還可以有效降低機(jī)床運(yùn)行故障的發(fā)生概率，為機(jī)械零件加工的順利進(jìn)行提供基礎(chǔ)保障;第三，數(shù)控機(jī)床體型龐大，設(shè)備安裝及安放都是比較復(fù)雜的，需要耗費(fèi)大量的時(shí)間和經(jīng)歷，會(huì)造成機(jī)械加工企業(yè)停工現(xiàn)象，在一定程度上增加了機(jī)械零件生產(chǎn)周期。將數(shù)控技術(shù)應(yīng)用于普通機(jī)床中進(jìn)行優(yōu)化改造，可以在不挪動(dòng)設(shè)備的前提下進(jìn)行，并且也不需要重新建設(shè)廠房，對(duì)普通機(jī)床進(jìn)行逐個(gè)改造也不會(huì)影響生產(chǎn)作業(yè)的順利進(jìn)行，經(jīng)過(guò)改造后的機(jī)床可以迅速投入使用，在縮短產(chǎn)品生產(chǎn)周期方面效果顯著[3];第四，機(jī)械加工企業(yè)通過(guò)對(duì)普通機(jī)床進(jìn)行數(shù)控改造，可以增強(qiáng)自身市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，擴(kuò)大自身的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，在激烈的市場(chǎng)中利于不敗之地，對(duì)于實(shí)現(xiàn)機(jī)械加工企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要作用。經(jīng)過(guò)改造后的傳統(tǒng)機(jī)械加工機(jī)床，不僅具有數(shù)控機(jī)床良好的工作性能以及特定功能，同時(shí)還使機(jī)床的自動(dòng)化和智能化水平得到了提高，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)機(jī)械加工的精細(xì)化、專業(yè)化控制，產(chǎn)品質(zhì)量得到顯著提升，能夠?yàn)槠髽I(yè)樹(shù)立良好的聲譽(yù)，增強(qiáng)機(jī)械加工企業(yè)在同行之間的競(jìng)爭(zhēng)力;第五，機(jī)械加工企業(yè)在原有普通機(jī)床的基礎(chǔ)上進(jìn)行機(jī)電一體化改造，后期的維護(hù)及維修工作更加方便。大多數(shù)機(jī)械加工企業(yè)的普通機(jī)床都已經(jīng)投入使用多年，工作人員對(duì)設(shè)備了解更加透徹，而對(duì)于全新的數(shù)控機(jī)床，很多工作人員都缺乏全面的認(rèn)識(shí)，難以準(zhǔn)確判斷新設(shè)備是否符合加工要求，在使用過(guò)程中容易出現(xiàn)操作失誤、不規(guī)范操作等現(xiàn)象。在對(duì)舊機(jī)床進(jìn)行數(shù)控改造后，工作人員因?yàn)閷?duì)原有機(jī)床運(yùn)行特點(diǎn)了如指掌，所以可以在較短時(shí)間內(nèi)掌握改造后機(jī)床的使用方法及維護(hù)方法，等安裝完畢改造機(jī)床，就可以實(shí)現(xiàn)機(jī)床全負(fù)荷式運(yùn)轉(zhuǎn)。

　　3傳統(tǒng)機(jī)械加工機(jī)床機(jī)電一體化改造的發(fā)展趨勢(shì)

　　基于傳統(tǒng)機(jī)械加工機(jī)床機(jī)電一體化改造所表現(xiàn)出的眾多優(yōu)點(diǎn)，越來(lái)越多的機(jī)械加工企業(yè)選擇在原有機(jī)床機(jī)床上進(jìn)行數(shù)控改造，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)技術(shù)的創(chuàng)新，并且，隨著該方法的廣泛應(yīng)用，傳統(tǒng)機(jī)械加工機(jī)床機(jī)電一體化改造，逐漸朝向智能化、節(jié)能化、高效化等多個(gè)方向發(fā)展。3.1智能化智能化是機(jī)床數(shù)控改造的必然發(fā)展趨勢(shì)，在對(duì)機(jī)床進(jìn)行改造時(shí)，借助信息技術(shù)、模糊技術(shù)以及智能化軟件系統(tǒng)等，將自主決策、判斷推理以及邏輯思維等各項(xiàng)能力，與數(shù)控技術(shù)相結(jié)合，能夠顯著提升機(jī)床控制系統(tǒng)的智能化水平，使其具備一定的人的邏輯思維及判決能力，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)床運(yùn)行的精準(zhǔn)化控制。機(jī)器人在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用，便是機(jī)床改造智能化的主重要體現(xiàn)。3.2節(jié)能化基于可持續(xù)發(fā)展的提出與實(shí)現(xiàn)，保護(hù)生態(tài)環(huán)境、節(jié)約自然資源已經(jīng)成為人們的共識(shí)，而在傳統(tǒng)機(jī)械加工機(jī)床一體化改造中，也加入綠色環(huán)保理念，改造方向越來(lái)越趨向于節(jié)能化機(jī)床。在改造過(guò)程中，除了減量?jī)?yōu)化機(jī)床的結(jié)構(gòu)形式，通過(guò)減小其體積來(lái)縮小占地面積外，還更加重視有害物質(zhì)排放量的降低，在提高機(jī)床生產(chǎn)加工效率的基礎(chǔ)上，減小對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益雙贏的改造目的。3.3高效化造之后的機(jī)床，整體的速度會(huì)逐漸加快，根據(jù)相關(guān)資料記載，當(dāng)前機(jī)床的轉(zhuǎn)速達(dá)到10000轉(zhuǎn)/分，主軸轉(zhuǎn)速已經(jīng)可以達(dá)到40000r/min，說(shuō)明機(jī)床的生產(chǎn)效率較高[4]。同時(shí)，機(jī)床快速移動(dòng)速度以及加速度的漲幅都呈現(xiàn)出遞增趨勢(shì)，現(xiàn)階段機(jī)床快速移動(dòng)速度最高水平可以達(dá)到120m/min，機(jī)床加速度也得到了數(shù)倍提升。此外，隨著納米技術(shù)的廣泛應(yīng)用，機(jī)電一體化也開(kāi)始研究機(jī)床與納米技術(shù)的融合途徑，以提升機(jī)床的精確度。

　　4結(jié)束語(yǔ)

　　機(jī)電一體化是當(dāng)前機(jī)械加工行業(yè)的必然發(fā)展趨勢(shì)，也是機(jī)械加工企業(yè)加快自身轉(zhuǎn)型的必然要求。為解決數(shù)控機(jī)床技術(shù)推廣與應(yīng)用過(guò)程中存在的諸多難題，機(jī)械加工企業(yè)可以將數(shù)控技術(shù)與現(xiàn)有普通機(jī)床相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)機(jī)械加工機(jī)床的機(jī)電一體化改造。通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)機(jī)械加工機(jī)床實(shí)施機(jī)電一體化改造，既可以提升機(jī)械加工技術(shù)水平，加快生產(chǎn)效率，為企業(yè)帶來(lái)更加可觀的經(jīng)濟(jì)效益，又可以提高原有機(jī)床設(shè)備的利用率，為企業(yè)節(jié)省大量資金，同時(shí)還能夠達(dá)到良好的機(jī)電一體化技術(shù)推廣效果，對(duì)促進(jìn)我國(guó)機(jī)械加工行業(yè)的快速發(fā)展具有重要意義。

　　參考文獻(xiàn)

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