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摘要：现在的机电一体化技术，是机械和微电子技术紧密集合的一门技术，他的发展使冷冰冰的机器有了人性化，智能化。在机电一体化技术中，数控机床技术是一种智能化的技术，其全面应用在很大程度上推动了制造业的发展。当前我国的数控机床技术正处于高速发展的阶段，本文着重分析数控技术的现状以及未来的发展趋势。
关键词：机电一体化，数控机床技术，发展趋势
1.数控机床和数控技术的简介
1.1数控机床和数控技术
数控技术是利用数字信息作为电子设备的载体,控制一个或多个机械设备的机械运动和工作过程的技术。
数控系统是一个电子控制系统。它自动读取载波(电子或计算机设备)上的预置数据并对其进行解码,使机器能够根据给定程序移动和处理部件。
数控机床简称数控机床,是电子信息技术与传统加工技术的结合,是在数控技术中,能够完成金属毛坯的粗加工成机床所需形状的二维精度和几何精度。控制系统可以用控制代码或其他符号指令对程序进行逻辑处理,并对其进行译码,使机器移动和加工零件。
1.2数控机床结构和功能
数控技术的主要部分是数控系统和机床,数控机床的三个部分由外围技术组成。
同时,数控机床通常由控制系统、主机、伺服系统、检测系统、机械传动系统等辅助系统组成。
另一方面,数控机床对零件的加工严格按照预编程过程中规定的参数和动作执行。它是一种高效的自动或半自动机床。与普通机床相比,它具有如下特点:精度高、质量稳定可靠、灵活性高、生产率高、工作条件好、管理现代化、生产准备复杂、维修困难。
由于数控机床的上述特点,适合于数控加工的零件是小批量、重复生产的零件、复杂零件、有价值的零件和需要全部检验的零件和试件。为了最大限度地发挥数控加工的优越性,对上述零件进行数控加工。此外,数控机床还可以完成普通机床难以加工或难以加工的复杂零件,因此广泛应用于航空航天、造船、模具等加工行业。
1.3数控机床的分类
依照技术指标：
可分为:金属切削数控机床、专用加工数控机床、板材加工数控机床等。近年来，数控多坐标测量机、自动绘图机、工业机器人等机械设备已采用数控技术。
分类可分为:点位置控制系统、线性控制系统和轮廓控制系统。点控制系统是最基本、最简单的，轮廓控制系统是最复杂的。在加工过程中，轮廓控制系统需要不断的插值，然后进行相应的速度和位移控制，复杂的轮廓控制系统需要相当高的技术水平。目前，高端数控机床可用于CAD工业设计与加工工艺的结合。
根据控制模式分类可分为:开环控制数控机床、半闭环控制数控机床、闭环控制机床、混合控制数控机床等。控制方式的分类反映了数控机床精密控制的水平。开环控制只是设置参数，然后是无关紧要;闭环控制是监测误差的过程，保证了加工精度。采用直流伺服电机或交流伺服电机作为驱动元件的闭环控制，电机的控制电路较为复杂，检测元件昂贵，两类电机制造需要较高的技术水平。
根据连杆轴的数量，可以分为两个轴，两个半连杆，三轴联动，四轴联动，五轴联动，多坐标联动。连杆轴的数量是数控机床性能的关键指标之一。连接轴的数量越高，说明数控机床的加工过程越复杂。连杆轴的数量是数控机床性能的主要指标之一。
经济指标:经济型数控机床。一般是开环控制，轴数在3轴或3轴以下，进给分辨率在5——10μm，数控系统多为单片机，显示用数码管，一般不具通信功能。结构简单，能够加工形状较简单的零件，价格也比较便宜。
普及型数控机床。这类机床一般是半闭环控制，轴数在4轴或4轴以下联动，进给分辨率达到1μm，快进速度可达15——24m/min，一般采用32位处理器，具有通信接口、图形显示界面和面向用户宏程序功能。这类机床覆盖了几乎所有数控机床类型，价格适中。
高档数控机床。高档数控机床一般是闭环控制的，使用直线伺服电机，具有主轴伺服功能，能实现5轴及以上的联动，进给分辨率可达0.1m以下，最大快进速度可达100m/min，一般采用高端处理器，具有三维动画功能和图形用户界面以便仿真检验，同时还具备智能监控系统，能实现加工条件的自动设定，并且可以联网和通信。高端机床可以加工复杂形状，一般是多轴联动铣床或加工中心，功能强大，柔性高，价格高昂。
2.机电一体化的发展进程
机电一体化系统主要由能量系统、传感器系统、机械结构、信息处理系统等组成。因此，引进和实现光学技术的最大优点是它能有效地提高机电一体化系统的功率、传感和信息处理系统。机电一体化是未来机电产品发展的必然趋势。
在未来，机电一体化产品，实施和控制系统具有充分和强大的“灵活性”，可以讨厌处理各种突发事件，设计成为“自我调节分配系统”。在这个系统中，每个子系统相互独立运行，服务于整个系统，自适应，在不同的环境条件下可以做出不同的反应。
机电产品的未来是越来越明显的全息和智能化水平。这主要是由于信息技术和模糊技术的发展。此外，系统的层次结构也从简单的情况转变为一个更加冗余和相对复杂的双向连接。
机电一体化的未来依赖于信息，其结构在非工作中往往不稳定，但在工作中趋于稳定。目前，在半导体器件中使用蚀刻技术已经产生了在实验室中达到亚微米级的分类机械元件。当此成果应用于实际产品时，无需区分控制器与机械部件。到那时，电子和机器可以完全集成，执行机构、机构、CPU和传感器集成在一起，只占很小的体积，形成高度适应的组件。这将是机电一体化未来的一个重要发展方向。
3.机电一体化发展趋势
（一）智能化趋势
21世纪机电一体化的一个重要发展趋势是智能化。在机电一体化的研究中，智能化已经得到越来越多的重视，关键的应用是数控机床和机器人的智能。“智能”实际上是对机器操作的描述,在控制理论的基础上,运筹学、人工智能、模糊数学、计算机科学、生理学、心理学、和混沌动力学等新方法和新思想的吸收,模拟人类智能,使其具有独立的决策能力,逻辑思维能力和判断推理能力,从而达到更高的目标和更精确的控制。
机电一体化产品，当然，就像人类没有大脑一样，具有高速和高性能处理器的机电一体化产品，可以获得智能或低智能的一部分。
（二）模块化趋势
模块化是一个巨大而重要的项目。机电一体化的制造商，产品种类繁多，有机械接口，电源接口，接口开发的电气接口标准和环境，机电产品单元的开发是一个非常重要和复杂的问题。可完成机械、距离测量、识别、图像处理、视觉等各种典型操作，以及控制单元的其他功能，以及电机的发展，智能控制电机的速度，慢下来作为动力单元之一。因此可以扩大生
产规模，为每一个单位、借口和配套部件设定标准，也可以通过标准单位加快新产品的开发。通过电气产品的系列化和标准化的效益，无论是机电一体化的生产，还是制造单位标准的机电一体化，大规模的机电一体化将会带来更好的发展。
（三）网络化趋势
网络技术是计算机技术的突出成就，它的兴起和快速发展给工业生产和科学领域带来了巨大的变化。互联网已经整合了全球生产和经济，企业也开始面对全球化的竞争。一旦一个新的、可靠的、独特的机电一体化产品被开发出来，世界很快就能卖得好。此外，远程控制本身的终端设备属于机电一体化产品。局域网技术和现场总线导致家电网络的趋势,通过家庭网络可以连接各种各种各样的家用电器,并形成计算机综合电子系统,计算机系统,可以让人感觉高新技术带来的便利,网络是机电一体化的必然趋势。
（四）微型化趋势
21世纪的机电一体化将是微型机械领域的领域，即所谓的国外MEMS，即微电子机械系统，通常指的是小于1厘米的机电一体化产品，以及纳米级和微观级的发展。这种机电产品具有灵活性、能耗低、体积小等优点。机电一体化的微型化发展，由于瓶颈阶段的微机械技术瓶颈，还包括微电子机械集成产品加工在精细加工技术中的应用，超精密技术，包括两大类，光刻技术和蚀刻技术。我们需要做更多的研究。但随着科学技术的发展，机电一体化技术的小型化趋势不可避免。
结论
随着我国数控机床行业的快速发展，人性化的设计理念得到了更广泛的关注，友好人机关系的程度直接影响着工作效率和工作舒适性，是人性化设计最直接的体现。因此,人体工程学理论的基础上,可以有效地提高数控机床人性化设计水平,应用人体工程学方法,各种因素可以分解到人机系统,使其协调和有序,不仅能提高设计效率,而且可以拓宽设计思路。
参考文献
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论文作者:陈文春
论文发表刊物:《基层建设》2018年第3期
论文发表时间:2018/5/18
标签：数控机床论文; 机电一体化论文; 加工论文; 技术论文; 控制系统论文; 零件论文; 闭环论文; 《基层建设》2018年第3期论文;