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

刘盼

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摘要：随着科学技术的创新与应用，机械制造行业的每一项技术都在不断的完善，特别是机械设计制造工作中对于机电一体化技术的使用，让整个机械设计制造的水平得到了加强，同时也保证了后期机械生产工作的有序开展。

关键字：机电一体化技术；机械设计制造；技术应用

引言

在信息技术发展的影响下，我国机械设计制造逐渐朝着自动化方向前进，对自动化技术应用逐渐提高。但由于我国自动化技术应用发展起步相对较晚，产生的能源消耗量较多，导致我国机械设计制造发展速度相对比较缓慢。因此，需要在现代节能理念的渗透影响下，高度重视机械设计制造行业中的节能降耗问题，不断优化自动化技术的内容，提高节能效果质量，提高机械制造自动化生产效率，逐步减少机械行业生产制造过程中对环境产生的影响，最终促进机械制造行业的可持续性发展。

1机械设计制造自动化的概述

机械自动化，就是机械与自动化技术的共同利用，其能够进一步改善行业发展水平，优化生产效率，提高生产产品的整体价值。基于现实发展可知，在这一技术利用中，必须遵循业务流程打造出完善的建设体系，改善市场发展水平，根据建设要求进行合理分析。在实际利用机械自动化技术的过程中，虽然能够提升自动生产效果，但是如果没有人工的支持，依然无法发挥出实际价值。因此，工作人员必须不断提高自身的战略水平，保证其能够发挥出更好的效果。机械自动化的出现可以有效优化传统生产方式，借助自身的优点受到了广泛关注，已经成为机械制造行业的重要组成部分。对于企业来讲，如果想获得更高的市场份额，就需要降低自身的能源消耗。而机械自动化中融入环保理念，对于企业来讲也非常重要。借助这一方式能够提升企业的竞争能力，降低成本支出，对于企业的长久发展来讲，具有非常重要的意义。

2机械设计制造的特点

机械设计制造作为工程领域的重要分支，具有很多特点。第一，多学科交叉。机械设计制造是多学科交叉的领域，涉及机械工程、材料科学、电子工程、控制工程以及计算机科学等多个学科，要求从事机械设计制造的工程师需要具备广泛的知识和技能，能够综合应用不同学科的原理和方法。第二，制造过程的复杂性。机械制造通常涉及多个制造过程，包括铸造、锻造、机械加工、焊接、装配等，需要进行精细的规划和管理，以确保产品的质量和性能。第三，制造工艺的多样性。不同产品需要采用不同的制造工艺。产品的制作工艺取决于产品的类型、用途和材料，机械设计师必须了解和选择适当的制造工艺，以满足产品需求。第四，高度依赖材料选择。材料在机械设计制造中扮演着至关重要的角色，材料选择对产品的性能、成本和可靠性具有重大影响，因此设计师需要深入了解不同材料的特性。第五，安全性和可靠性。机械产品通常用于各种工业和消费场合，其安全性和可靠性是首要考虑因素，机械设计师必须采取适当的措施，确保产品正常使用。

3机电一体化技术在机械设计制造中的应用

3.1传感设备

传感设备在机电一体化系统中主要发挥出信息传递的功能，不仅能够对系统设备中的各方面信号进行全面采集、整理以及输送，也能够根据不同元件的运行需求以及生产工艺要求来发出相应的指令，让机械设备、通信系统与执行系统能够达到协调配合的效果，为信息传输安全带来全面保障，以确保系统能够执行正常程序，维持稳定高效的运行效果。例如在汽车零部件加工生产过程中的切削设备，工作人员需要对零部件生产质量以及机械设备运行精准程度进行全面分析，并考虑工作人员的状态以及能力水平，以确保机械设备能够维持正常运行状态。而在传统人工操作模式下，很容易会因为人为操作失误而导致零部件加工质量问题，难以达到汽车生产制造的相关标准，因此可以利用机电一体化技术，通过传感设备的使用，对设备回转系统、驱动系统、温度系统等方面进行检测，同时确保各个系统设备的运行参数数据进行内部传输，从而实现机械设备的自动化控制效果，也能够避免人为因素对机械设备操作及其生产精度所带来不利影响，以确保汽车零部件的加工生产品质。

3.2虚拟化技术

将虚拟化技术与机械设计制造及其自动化相结合是解决设计成本问题的必要手段。虚拟化技术是利用计算机软件技术、大数据技术、人工智能技术，帮助设计人员在虚拟机上建立相应模型，在此基础上进行图纸设计以及初步产品性能试验。虚拟化技术与机械设计制造及其自动化相结合的形式主要包括以设计为核心的虚拟制造、以生产为核心的虚拟制造、以控制为核心的虚拟制造。在设计阶段，利用仿真技术对产品设计进行优化，在此基础上即可对设计零件、整机的可行性进行分析，能够在不进行实际产品制造的基础上，获知设计出产品的具体情况。例如，通过以设计为核心的虚拟制造，技术人员能够获取铸造过程的热力学分析、运动部件的运动学分析、加工时间、加工费用等信息。在生产过程中，技术人员可以在过程模型中融入仿真技术，从而实现生产过程的评估与优化，帮助技术人员了解不同工艺方案、不同生产计划的实际效果，能够保证生产组织的合理性。技术人员可以将仿真加入到模型控制、实际处理工作环境中，从而实现基于仿真的最优化控制。在此类模拟技术应用过程中，虚拟仪器属于当前最热门的研究热点，能够利用计算机软件的基本功能，将传统工作背景下的控制仪器、检测仪器的相关功能进行数字化处理，技术人员可以根据自身的实际需求，对功能进行灵活配置与组合，该方法能够帮助相关工作人员更好的对机械制造活动进行控制，解决“如何去控制”这一问题。

3.3生产工艺创新

在机械设计制造自动化技术使用中，由于自动化技术本身结构性比较复杂，内部紧密性较高，设计环节较多，因此能量消耗较大。因此，为了能从根源上降低能耗，需要积极重视对生产工艺的创新，在保证机械结构质量的基础上，实现能源消耗数量的下降，降低生产成本，取得良好的经济效益。在对生产工艺进行创新的过程中，企业方面需要提高重视程度，根据自身生产情况了解自身存在的不足，注重对先进技术的引进，扩大生产过程中的节能效果。同时，也要重视对技术人才的培养，提供专业性的理论指导以及相关培训，不断巩固技术人才的专业能力，鼓励对生产工艺的创新，增强技术人员创新的积极性，为实现机械制造自动化技术的节能效果提供有效支撑。在培养好技术人才后，需要通过多种数据分析当前机械制造行业的发展趋势，随时对先进的生产工艺给予更多重视，对后续发展趋势加强掌握，做好系统的规划布局。

3.4智能化发展

在科技研发与技术升级的过程中，机械设计制造与自动化同样获得了极大进步，使其在社会中受到了高度关注，而计算机硬件设施的优化升级，结合配套算法能够使计算机操作水平得到有效优化，将大量人工完成的工作交由电脑完成，避免人工带来的问题，使设备的控制效果得到有效优化。在电脑中输入命令后，其能够严格执行，将其落实到位，通过传递和接收各种命令，保证生产过程能够实现自动化发展，开展智能化建设，从原本的简单模式转变为自动化发展。

结语

新时代发展背景下，为了能够保证机械设计制造的整体水平，就主要注重对现代化机电一体技术的合理应用，提高整体的设计制造水平，保证未来我国机械制造行业的全面建设。

参考文献

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[2]陈浩.机械设计制造及其自动化的设计及发展探讨[J].冶金与材料，2022，42（04）：83~85

[3]张兵.多元化分析视角下机械设计制造及自动化应用[J].农业工程与装备，2022，49（04）：34~36