机电自动化在工程机械制造中的应用技术分析

机电自动化在工程机械制造中的应用技术分析

冯锦锟

砂墩子煤矿，新疆 839003

摘要：工程机械制造业作为我国国民经济的重要组成部分，如何推动工程机械制造业的稳定、快速、可持续发展对我国国民经济发展有着深远影响。但是就当前工程机械制造业来看，许多企业并没有彻底摆脱传统生产模式，机械制造过程中的许多设备依然是靠人力来操作，这种方式已经无法满足现代工程机械制造发展需要。现行社会形势下，竞争越来越激烈，在这样的环境下，工程机械制造业要想稳定发展，就需要不断革新，加大技术创新。机电自动化作为科学技术发展的产物，它的出现为工程机械制造行业的发展带来了新的机遇。机电自动化的应用，促进了机械制造方式的转变，实现了机械制造的自动化生产与管理，能够为企业带来更好的经济效益。

关键词：机电自动化；工程机械制造；技术应用

引言

机械制造与设计是我国国民经济的重要支柱性行业，在我国制造产业中占据相当大的比例，属于我国工业体系的基础性环节，对于我国工业体系完善具有至关重要的意义。在当前时代背景下，我国机械工业基础设施建设已经达到了比较完善的水平，正面临着发展瓶颈，需要进一步提升才能为社会进步与现代化建设提供必要的技术支持。

1机械自动化概述

机械自动化是指以信息技术和自动化技术为基础对机械进行设计，而机器自身能够利用信息的引导，来实现一系列的工作。从机械设计的角度来看，机械设备自身的制造过程中，需要进行大量的工艺的配合，而优化人工管理和设备的自动化运作，是提高机械生产效率和品质的基本保证。特别是在新时期，机械设备、零件更为精密，系统也在持续地进行着更新，自动化技术可以为机械产品的设计提供安全的辅助。而从类别上看，自动化技术在机械生产中的应用侧重于各工序集成化管理、软件智能检测、硬件智能管理、系统自动化运转。

2机电自动化在工程机械制造中的应用技术分析

2.1绿色智能制造

绿色智能制造是机械制造业向可持续发展的关键方向迈进的引领力量。该理念以绿色化为导向，通过整合虚拟化和智能化手段，旨在减少资源浪费、提高能源效率，从而推动整个产业链的环保和可持续发展。一是绿色智能制造通过虚拟化技术实现对生产过程的数字化管理，这包括数字化建模、仿真和虚拟化实验等手段，通过计算机技术对生产过程进行精细化控制，通过虚拟化，企业能够在生产前预测和优化资源利用，减少原材料和能源的浪费，从而实现了绿色生产的目标；二是智能化的运用为机械制造业注入了更多的环保元素，人工智能技术在生产调度、能耗管理等方面发挥着关键作用。智能制造系统能够实时监测生产过程中的能源消耗情况，通过数据分析提出优化建议，从而降低能源浪费，提高生产效率，实现了可持续发展的目标；三是绿色智能制造也注重降低环境污染，通过智能化的环境监测系统，企业能够实时掌握生产过程中的排放情况，及时采取措施减少对环境的影响，这种综合利用虚拟化和智能化的方法，使得机械制造业在生产过程中更加环保，实现了可持续发展的双赢目标。

2.2机床电气控制电路设计

机械制造中数控机床的机电自动化系统中的电气控制电路设计方案。主要包括电源模块、主控单元、伺服控制单元以及传感器接口模块4个部分。具体来说，电源模块负责提供稳定的供电源；利用三相全桥变换器为电机提供交流电压和直流电压，并通过电流互感器进行保护。主控单元是整个系统的核心部件，它主要负责对机器运动轨迹的控制和调节。因此，采用STM32F407微控制器作为主控单元的核心器件，并使用TMS320C240系列芯片作为DSP处理单元。通过PID算法计算出相应的控制信号；伺服控制单元用于实现对电动马达的精确控制，采用SIMOGICSIM8520数字信号处理器为核心器件。传感器接口模块主要用于连接各种传感器设备，包括加速度传感器、压力传感器、温度传感器等如图1所示。在实际应用过程中，需要考虑到各个组成部分之间的相互关系和协调性。例如，当电机运行时，需要考虑其负载特性和功率需求等因素的影响；同时，还需要保证各子系统的稳定性和可靠性。因此，在设计过程中需要注意每个组件的功能特点和参数匹配等问题。

2.3虚拟化自动技术

虚拟化自动技术的重点在于，它将已有的加工产品综合的转换成一个数字模型，利用之前的质量调整和系统分析来对机械设备中的各个零件和系统之间是否存在着问题进行了解。与此同时，还可以与机械装备的动态性能、与之有关的行为相联系，建立起模拟分析模型，从而能够及时地找到存在的问题，从而对生产计划和制造计划进行调整，一般都是在机械装备的生产初期才会被使用。它可以保证产品一次生产的顺利进行，这将大大缩短生产周期，降低差错成本，提高产品的整体品质。比如在汽车零件的生产中，通过对零件的测绘，运用虚拟辅助技术，就能够将实体当作模型，对其各个动态元素进行分析，通过计算机虚拟技术来进行图像和动画的制作，对模型的运转状况进行直观的分析，对零件的各个细节进行全面的认识。在此基础上，对产品进行了初步的仿真，建立了产品的模型，并以此为后续产品的制造提供了重要的基础。此外，在目前的一些电力型装备的生产中，可以利用自动化虚拟技术来建立运动系统的仿真模型，对多个结构之间的动态仿真情况和受力进行了解，更可以对动载荷和静载荷进行分析，从而全面提高机械制造生产的准确度和精度。

2.4机电自动化与工程机械制造中的技术融合应用

在工程机械制造中，要想保证机械设备的稳定、安全、高效运行，仅仅依托工程机械制造中的技术是不行的，还需要与机电自动化技术融合。机电自动化技术与工程机械制造中的技术融合是现代制造业发展的必然趋势。在这种趋势下，企业可以利用机电自动化技术对机械设备实现自动化检修、修复及识别等操作，进而提高机械设备运行的稳定性、安全性、高效性。在机械设备的日常维护与管理中，工作人员需要定期检查设备以及设备运行环境，从而找出生产中存在的问题，而应用机电自动化，不仅实现了机械设备的自动化监测，而且还可以由自动化系统对设备问题进行识别、分析和处理。如，当机械设备出现故障时，工作人员只需要通过机电自动化来识别和分析设备故障信息，然后通过计算机网络技术将实际的故障信息传输到控制系统，以方便工作人员快速检修。另外，在工程机械制造中，融合机电自动化技术，如微型技术，可以生产出体积小、运动灵活、能耗低的产品，当这些产品投入使用后，操作人员就可以更加方便的操作设备。

结语

综上所述，机械设计制造及其自动化是我国现代工业生产的核心内容，但是在当前时代背景下，传统的机械设计制造及其自动化工作开始暴露出一系列问题，包括但不限于环保性差、设计成本高、智能化程度不足等。本文通过对相关文献进行查阅，从可持续发展、智能化技术、虚拟化技术3个方面提出了现代机械设计制造及其自动化的主要发展方向，为相关行业发展提供参考。

参考文献

［１］苏嘉健．机电自动化在工程机械制造中的应用分析［Ｊ］．电子元器件与信息技术，２０２１，５（１１）：６２－６３．

［２］吴国兵．试析机电自动化在现代工程机械制造中的应用［Ｊ］．信息记录材料，２０２１，２２（１１）：１６９－１７０．

［３］魏玲．机电自动化技术在工程机械制造中的应用［Ｊ］．设备管理与维修，２０２１（１２）：７５－７６．