机电一体化技术在机械工程领域的应用

机电一体化技术在机械工程领域的应用

闫会颖

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摘要：机电一体化技术在机械工程领域应用广泛，如数控机床、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。本文主要分析机电一体化技术在机械工程领域的应用。

关键词：机机电一体化；基本组成；工作原理；应用案例；发展趋势

引言

随着社会的发展，人们追求更高的效率和质量，在机械化方面，应用机电一体化技术以提高的质量和作业效率。在机电一体化的影响下，许多机械设备有了更多功能，使用起来也更加方便、简单，由此可见，机电一体化的应用是比较成熟且有利于发展的。机电一体化技术应用主要为解决各行业的问题，在机械化方面应用该技术，不仅能发挥技术优势，还能推动及管理的发展。

1、机电一体化内涵及产品优势

机电一体化包括三部分，分别是机械、计算原理、电子，它主要应用于日常生活各个方面，帮助解决各种问题。应用机电一体化产品有很多优势。首先，使用机电一体化产品比其他产品有更强的稳定性和安全性，一般情况下，该类产品都具有自动诊断、自动报警、自动保护功能。如果工作中遇到问题，就能自动诊断和自动保护，如设备接电运转后，电压过大，该产品就会自动诊断并自动断电。此外，机电一体化产品还有自动保护装置，该装置主要保护人的安全。其次，机电一体化产品能帮助各行业提高效率，该类产品都具有信息处理功能，能自动处理较多信息，该类产品操作性强，容易上手。最后，机电一体化技术能推动人工智能发展，人工智能化是机电一体化技术的主要特征之一，机电一体化产品的芯片、传感器上都能体现出人工智能化特征，而芯片、传感器等较为先进的硬件也代替了传统复杂零件，在实际应用上，能发挥较大作用。

2、机电设计制造领域机电一体化技术分析

2.1集成制造技术

在机械设计制造零领域内，机电一体化技术的一个重要应用就是在集成制造方面，其能够实现对机械设计制造过程中进行自动化、集约化处理。在实际的机械设计和制造过程中，应首先在前期设计阶段就从原材料准备、生产流程规划以及产品质量把控等各个方面做好充足准备，以便能够制定出切实可行的集成制造生产方案。引入机电一体化的机械制造行业，其整体自动化水平将会有很大提升，因而在前期设计阶段，就可以利用微型计算机系统来对整个生产流程进行模拟演示，并从中找出流程中的漏洞以不断进行优化，以不断提高生产数据的精准度，进而构建起机械设计制造的集成化模式，为实现机械制造全过程自动化做好铺垫。

2.2交流传动技术

机械设计制造领域内的交流传动技术是指对系统信息的双向传动，在机电一体化技术支撑下的机械设计制造对电力设备的数据传输功能有了更高要求。而为了实现对机械制造产能和质量的升级，就需要在系统中使用双向传动技术，以提升机械制造整体布局，强化信息数据传输的效率和质量。例如，机械制造常用的内燃机，只有同时和系统中的多个模块进行协作作业，才能完成对机械产品加工工作，而这需要机械制造企业内部多个部门之间进行良好沟通和合作，才能确保内燃机具有较高的生产能效。微型计算机和电力电子技术的应用，提升了机械设计制造的操控能力，而交流传统技术的应用则有效强化了制造企业内部的沟通交流效果，提高了机电一体化整体水平。

3、机械设计制造过程中机电一体化技术的应用

3.1工业生产自动化，保障产品生产制造的安全性

现代机电一体化工程技术的应用范围不仅仅是用于生产加工某个单一工业品的机械装置中，并且还应用于工业加工的柔性制造系统、计算机集成制造系统、生产自动化、办公自动化、家庭自动化、社会服务自动化等各个方面，基于机电一体化工程技术加工下的产品多具有功能强大、体积轻巧、安全可靠性高、保密程度高等特点，此外其连接的“互联网”基础下的大数据、区块链、云计算等高新技术，更加使得工业生产制造中实现了真正的“物物相连”。在产品加工流程的内部设置中，构建了专属企业的内部数据信息网络，从而实现了机电产品数据信息能够及时、正确、无干扰的上传“云端”，监督管理人员通过分析这一数据信息的相关联性，从而与过去时期的日报、月报、季报、年报等信息汇总表进行纵向对比参照，从而能够调整机电一体化工程技术的参数设置，从而实现内部生产的自动化目标。此外，机电一体化工程技术的广泛应用，也提升了相关产品生产、制造的安全性，例如在我国数控机床加工、内燃机集成制造等领域，此项技术能够在生产目标以及策略的规划前，合理地制定相关产品的原材料供给、费用分配以及人力配给等方面，从而不仅优化了内部生产资源的分配策略，并且提升了产品加工、装置、销售等过程的技术含量。

3.2交流传动技术

交流传动技术要求通过交流器供电的传动电机为机械提供电力，其优势在于：首先，拥有良好的牵引性能，能合理利用系统的调压和调频特性，实现宽范围的平滑调速，让机械在启动时能拥有较大的启动力矩；其次，交流传动技术所使用的脉冲整流器能通过PWM控制技术调节电网输入电流的相位，让机械的功率因数接近1，且电流接近正弦波形，拥有较小的谐波干扰；再次，由于其异步电动机无换向器，使用交流传动技术的机械往往拥有更大的单位质量体积的牵引功率，机械运行的可靠性更强；最后，交流异步电机的自然特性决定了其防空转的性能较强，尤其是牵引控制采用矢量控制或直接力矩控制策略时，能有效保障机械系统拥有更高的稳态精度和动态性能，让机械更能满足重载牵引的需求。

3.3计算机辅助技术

机电一体化是机械设计制造未来发展的必然趋势，而计算机辅助技术则是从根源上提升机械工作效率的关键。计算机辅助技术是以计算机为工具，通过三维建模辅助完成特定领域工作的方法和技术。其广泛应用于机械、电子、服装、建筑等多个领域，尤其是计算机辅助设计（CAD），在机械设计制造中具有得天独厚的技术优势。在计算机辅助技术的支持下，工作人员可以根据实际生产活动中所采集的数据，掌握机械数据和生产的其他需求，建立三维虚拟模型，并利用计算机图形学、网络通信等技术，对原有的工作和生产模式进行整改和优化。相比传统的机械设计制造模式，依托于计算机辅助技术，可以极大地缩短和简化计算与设计过程，并且能够让设计人员在更大的发挥空间下进行创新设计，缩短机械设计理念的更新周期。此外，通过三维图形系统进行建模来模拟实际的使用过程，能从设计阶段规避机械在使用过程中可能出现的问题，从而为机械化提供更精准、便捷的工具。

结束语

综上所述，对于机械设计制造而言，以交流传动技术、集成制造技术、现场总控技术等为代表的机电一体化技术，具有安全性、可操作性和高产能的技术优势，能突破传统机械设计制造面临的瓶颈。因此，在机械设计制造中应充分利用卫星导航、计算机辅助、虚拟现实、系统监控和电子信息技术，从设计的角度出发提升我国机械产品的工作效率，推动机械化、集群化发展。

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