机电一体化技术在机械设计制造中的应用研究

机电一体化技术在机械设计制造中的应用研究

曹雷,丁书明

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摘要：制造业的飞速发展使得对产品质量与生产效率的要求也在逐渐提高，对所应用的制造技术进行持续更新与灵活应用，应作为制造业发展的首要工作。但由于传统制造业的发展模式表现出了污染大与材料利用率过于低下等特点，使得最终所生产出的产品逐渐无法满足实际的市场需求。而机电一体化技术的出现突破了以往的传统制造业在生产效率、人力资源以及质量控制方面的诸多限制，并逐渐成为了机械设计制造环节不可或缺的重要技术类型。基于此，本文章对机电一体化技术在机械设计制造中的应用研究进行探讨，以供相关从业人员参考。

关键词：机电一体化技术；机械设计制造；应用

引言

机电一体化技术是建立在集成电路以及微电子技术的基础上，由传统的机械工业领域进行创新和升级，逐步和机械技术、微电子技术、电力电子技、术传感测试技术、信息技术以及接口技术等多种技术体系融合起来的新型工业技术体系。从其理论体系来讲，涉及到了系统论、控制论以及信息论。

一、机电一体化技术概念

机电一体化技术，顾名思义就是充分结合机械、电子和计算机等多方面为一个整体的新兴技术。这项技术依托计算机技术的发展，让机电系统中机械本体、动力与驱动部分、执行机构、传感测试部分、控制及信息处理部分这五个要素相互作用，互相合作共同完成机械任务。机电一体技术相对于人工操作机械而言，具有不可替代的优势。其中，由于机电一体化技术是由电子技术和计算机技术等直接发布任务指令，能保证操作过程更加规范、精准，同时减少人工参与，既节约人力成本，又能避免人员在操作过程中受到伤害。机电一体技术在工作效率方面也远高于人工效率。在动力资源充足的情况下，计算一体技术能够更加快捷高效完成工作。此外，机电一体化技术随着先进技术的不断更新而不断完善，其工作效率和功能不断提升，智能化技术更加成熟，应用范围越来越广，而且机械的操控和调试也逐渐简化，大幅降低了操作难度。

二、现阶段机械设计制造的现状

（一）难以保障设备精度

一般情况下，在衡量机械产品生产质量的过程中，能否促使预期生产需要得到满足，是其最为重要的标准。然而，在当前国内机械制造加工工作中，因为很难充分保障生产设备的精度，所加工的机械产品存在的质量问题比较普遍。加之，检验部门不能充分发挥出自身的职责作用，使市场中所流通的不合格机械产品数量非常多。这样会直接对机械制造加工企业的社会形象造成影响，也降低了机械产品市场的平稳性。部分机械生产企业虽然制定了相关的审验制度，但是现行的制度仍不够完善。企业虽然成立了审验队伍，但是通常由其他部门的人员兼任，也不注重开展监督与管理工作，审验人员不能够严格把关产品质量，流失了许多客户。

（二）自动化、信息化程度低

由于科技的发展，部分发达国家机械生产智能化和信息化发展较快，智能加工技术的有效融入，通过机械加工智能化控制技术把现代机械生产和精细机械加工技艺融合，从而达到了机械加工智能化，而我国的机械制造自动化技术还未实现创新突破。在经济水平提升的同时，人们对精密加工产品有更高追求。技术层面，通过智能化控制实现对精密工艺的智能化管理和监控，可以有效地提升工艺效能，节省机械加工时间;设备层面，需要创新切削工具来提升加工效率，例如碳化硬质合金工具。同时需要不断创新机械加工工艺与精密加工技术，创新技术、优化工艺才能保证产品的加工质量。

三、机电一体化技术在机械设计制造中的应用

（一）信号控制

传统信号控制技术无法满足当下对于信号传递的实际要求，是机械设计制造过程中会经常发现的问题，诸多机械功能所带来的新需求与现行的信号控制方案并不匹配。因此，建议将机电一体化总线技术融入设计环节，将多个元器件通信干路进行连接，以实现不同机械设备的同步管理，继而将设备整体运行效率与能力予以提升。总线技术同样可以应用在不同环节的协同参与过程中，为机械设备生产效率的提升与产品质量提供保障条件。再加上总线技术的应用打通了不同设备部位之间的信息传输渠道，在将整体运行能力增强的同时，也同样保证了设备维护保养环节问题解决的及时性。

（二）柔性制造技术

从其实际应用角度来讲，能够针对加工设备，物料储运系统以及加工工具进行参数和型号的获取，在实际使用过程中，可以结合不同的加工需求以及技术体系，选择合理的元素进行生产。不仅能够实现批量高效生产，还可以结合整体市场的实际消费者需求进行动态性调整，还能够结合每一批次生产产品产生的社会效益以及社会影响进行分析，从而优化原有的生产方案。从当前的智能制造领域来讲，柔性控制技术是应用最为广泛的技术体系，例如在自动加工软件系统优化，物流系统创新，以及信息系统改革中都有应用。

（三）智能机器人

在机电一体化的智能制造中，智能机器人是新时期的一种高级应用。工业智能机器人的应用结合仿生学、计算机技术、通信技术等学科，其研发问世体现了如今机电一体化所具有的兼容性和多功能性特征。智能机器人采用仿真模拟，通过模仿人体动作、外部结构、运动原理使其与人类相似。智能机器人可以完全代替传统呆板重复的操作，甚至适应复杂且危险的环境，极大地降低安全风险，保障职工的生命安全。为了构建更加安全的屏障，工业智能机器人利用计算机程序和机器学习功能精准调整智能制造过程用到的产品数据，从而确保生产操作的最终精度。

（四）传感技术体系

传感技术依托于传感设备以及软件系统能够有效对生产线进行动态性监管，针对各个生产设备落实针对性的监控，在这个过程中能够及时的获取生产链上的相关信息，并且结合前期设置的既定参数进行零件生产质量的审核，确保整体的生产过程能够得到全过程监控；与此同时，还可以结合生产过程中产生的各项数据和信息进行收集整合，储存分类以及分析，能够了解制造流程的各个细节，维护产品生产质量以及各个设备的性能。综合来讲，当前在传感系统中，光纤光缆已经成为了应用较为广泛的基础设备，同时也打造了统一的接口设计标准，能够有效降低费用，带动企业生产链的高效发展。

（五）远程监控技术

远程监控技术在各个行业与发展中都有广泛应用。在工业生产中，由于工业控制的高实时性要求，因此需要对生产过程进行实时监控与信息传输，传统的工业远程控制主要包括数字控制系统和集散型控制系统。后期随着机电一体化技术的不断发展与应用，逐渐将计算机通信技术、控制技术、远程监控技术集合，提出一种现场总线系统，可以应用于工业生产现场，将各个设备进行数字通信，实现信息远程监控与处理，与局域网进行连接，还可以实现全球范围内的信息传递与通信。

结束语

综上所述，机电一体化技术的出现，为机械设备发挥其功能优势奠定了基础。相信在未来，随着机电一体化技术应用流程与方案的不断更新，其必然能够在材料应用、资源节约以及环境保护等领域，发挥出更大的应用价值，继而实现我国机械设计制造行业的可持续性绿色化发展目标。

参考文献

[1]程尤亚,王明月.机电一体化技术在机械设计制造中的应用研究[J].南方农机,2020,51(20):141-142.

[2]练正胜.机械设计制造中机电一体化的应用研究[J].世界有色金属,2020(19):227-228.

[3]刘畅.机械设计制造中机电一体化的运用分析[J].内燃机与配件,2020(18):165-166.

[4]员园园.机械设计制造中机电一体化的应用分析[J].内燃机与配件,2020(14):198-199.

[5]路全新.机械设计制造中机电一体化的应用[J].装备制造技术,2020(07):196-197.