机电一体化技术在机械制造中的应用

机电一体化技术在机械制造中的应用

马志勇,姜海斌

山东法因数控机械设备有限公司  250000

摘要：随着工业现代化的不断发展，我国的经济和工业化水平得到了极大的提高。因为在每一个领域中，机械设备的实际使用都会给机电技术的发展水平带来更高的要求，而在这个基础上，机电一体化技术是一个十分重要的研究方向，它的发展与随后的质量管理有着十分密切的联系。本文讨论了在机械装备的设计和加工制造过程中，需要利用电子、信息技术和机电等有关技术的协同，提高机电一体化的实施效能，使其在确保机械加工制造过程中的质量和安全方面起到最大的作用。

关键词：机械设计；机电一体化；实际应用；质量保证；技术

引言

当前，我国制造业的总体生产技术水平较以前有了很大的提高，它的生产模式在信息技术与自动化技术的运用下，也已经得到了更新，但是它依然还面临着许多问题，比如材料利用率低、生产污染较大、智能化水平不够等，因此，它在生产质量和生产效率方面，与发达国家相比，仍有一定的差距。而将机械技术与信息技术的优势结合起来，并对其进行持续地改进和创新的机电一体化技术，将其运用到机械设计制造中，已经是目前阶段推动制造行业发展的必然选择。因此，每一个制造业的发展都需要把握好这一技术的理念与运用的优点，认清这一技术的基本类别，并与自己的生产实践相结合；找到一种与自己的现实需要相适应的机电一体化技术的应用方式，进而为机械设计制造产业的发展提供强大的技术支撑。

一、机电一体化技术概述

实际上，在我国相关技术领域，机电一体化技术并不陌生，它是一种整合了机械技术与电子技术的新型技术，其融合了信息技术、微电子技术、传感技术、信号转换技术，自动控制技术，以及程序编制技术，结合了大量的电子线路和电脑的优点，许多现代的机器都采用了这种技术，这种技术第一次被提到，是在二十世纪70年代初，一份日本期刊《机械设计》上发表的一份论文，这份论文一发表就受到了广泛的重视，随着计算机技术的飞速发展，这种技术也得到了进一步的改善和提高。当今的机电一体化技术，它是一种将机械技术、微电子技术、信息技术优势融为一体的新型综合技术。

二、机电一体化基础技术分类

2.1集成制造技术

在机电一体化技术中，集成制造技术主要是指利用计算机系统来进行人工生产控制与各项生产管理的整合，以其为整体，针对原材料、生产工艺、产品出货全流程进行综合控制。当前，在机械设计制造领域，已经基本完成了信息化与自动化的发展。但是，在这一过程中，依然存在着一些自动化孤岛的问题。

2.2变流传动技术

交流传动技术具有比较显著的高承载性、高适应性和高稳定性，可以对外部信号所引起的干扰进行有效的抑制。同时，通过对电力电子和微电子技术的高效运用，可以使交流传动技术的使用效率得到提升，进而全面提升了与机械设计和制造有关的装备操作的安全性。

2.3现场总线技术

现场总线技术，是一种通过集中化控制系统，来对机械设计制造中所应用的各项设备、仪器仪表的信息进行采集和传输的技术，它可以应用在机械设计制造自动化与过程自动化等多个领域的现场智能仪器设备，是一种良好的通信网络技术。传统的信号传送方法多为有线，这种方法不仅要预先铺设许多光缆，而且还具有较高的安全性。而在现场总线技术的帮助下，它能够借助无线网络，从而达到对机械设计制造有关设备的信息进行双向、迅速的传送，从而提升了信号的传输速度和利用率。

三、机电一体化技术在机械设计制造中的应用

3.1传感设备中的应用

在机电一体化系统中所使用的传感器起到了进行信息传递的作用，不仅可以实现多类信号的采集和传输，还可以保证各部件都可以按正常的程序来运作。因此，将机械设备、通信系统与执行系统运用于传感器之中，可以实现机械设备、通信系统与执行系统的相互协同，从而提高信息的传递速率和传递安全性，提高信息传递的精度。

举例来说，在进行汽车零件的加工切割时，就其切割装备而言，许多汽车零件的制造品质与整个机器装备的操作精度有关；要综合考虑人为主观因素，如人为水平、工作状态等，假如使用传统的手动操纵和调节方法，对装备的精度进行操纵和调节时，常常会产生一定的误差，从而造成所加工的零件不能达到汽车生产的有关质量要求。通过运用机电一体化技术，可以利用具有较高敏感性的传感器，完成对设备传动系统和驱动系统和温度系统的检测，并可以在机械控制系统中进行各种工作参数的数据的传递，进而可以对有关的加工机械设备进行自动控制。不仅可以使其自动化程度得到很大程度上的提高，降低由人为原因引起的错误发生的几率，而且还可以使机械装备在实际运行过程中的生产精度得到提高，有利于提高汽车零件的加工质量。

3.2动力部件中的应用

在机械设计和制造的过程中，所使用的机械装备通常都要依赖于巨大的能量来维持一个稳定的动力，这也就导致了常规的机械装备存在着能耗高，但是生产效率不高的问题。因此，在机器装备的设计和生产过程中，要注意对装备的能耗进行控制。比如，在汽车的生产加工中，所采用的液压机属于比较常规的一种机械，它是以液体作为媒介，通过动能的传输，来完成压缩工艺的操作；但是，在水压机的运转过程中，大约有30%的能源利用率，这就制约了整个生产的效率。如果使用机电一体化技术来进行压机的操纵，就可以通过附加的电子调速器，来提升设备的转速和压力值等有关参数的控制精度，最大限度地减少设备运转的能源消耗，并且还会对汽车零件的加工产生影响。而且，他们的综合效率也得到了极大的提升。

3.3数控设计中的应用

大部分的 CNC设计都被用于了数控机床等机械的设计之中，它可以在技术上推动机械制造领域的创新和变革，但是它的总体流程比较复杂，实施的效率比较低下。这在某种程度上也制约着 CNC技术的全面发展和技术层次的提高。因此，将机电一体化技术运用到数控设计之中，可以有效地解决一些数控系统设计所存在的不足问题，进而实现机械设计的智能化。比如，在汽车零件加工的过程中，其所采用的数控机床在切割精度和换刀方面存在着一些不足之处，但是通过采用机电一体化技术，可以实现自动换刀功能的应用，进而提升设备的使用率。

3.4监控系统中的应用

在机械设计制造领域中，除了可以充分利用其在提升生产和制造精度方面的优点以外，还可以对与机械设计制造有关的装备的运行状况和生产加工实际进行实时的监测。通过监控设备，可以对整个生产和制造流程中的机械设备工作的状况和参数数据进行细致地监测，并可以及时地发现异常情况，并将收集到的故障信息迅速地传送到操作系统；并向技术人员提出了警告，让技术人员可以在最快的速度之内，对问题进行分析并解决，从而降低了问题的发生几率，还可以将因为问题而造成的负面后果降到最低。它起到的最大的作用就是：自动报警系统和故障排查系统。它可以实现对机械内部系统的操作，如果发现了问题，可以迅速作出反应。而在进行故障排查的时候，就要求技术人员事先将有关的程序指示进行录入，通过高效、规范化的系统操作，来对运营问题的处理效率进行全面提升。

结束语

制造业的迅速发展可以为人们体验到现代化、智能化生活提供强大的物质支撑，而机电一体化技术是可以推动制造业实现现代化、自动化与机械化的重要技术，可以这样说，在现代前沿科技飞速发展的新时代，将机电一体化技术在机械设计制造中的运用，可以实现生产设备的自动化。在将来，人工智能肯定也会被应用到，这也是人类社会发展到一定程度后，科技和文化发展到一定程度后的产物。

参考文献

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