機械設計制造中機電一體化的應用研究

段石生

【摘 要】機電一體化技術是一種新型的電子操控技術，它可將機械、微電子、自動控制等技術進行軟件編程處理，統一整合這些技術，應用到大規模集成電路上，通過計算機對機械操作進行輔助操作，使得機械設計方案與控制得到全方面的優化，提高了運行效率，降低管理成本。

【關鍵詞】機械設計；制造生產；機電一體化

中圖分類號：TM736；文獻標識碼：A

引言

機電一體化是大規模集成電路和微型計算機為代表的微電子技術，是一種新型技術，在我國經濟生產中發揮了重要作用。尤其是在工業生產領域，對機械設備的利用越來越廣泛。為了提高工業生產效率，必須加強對機械的創新研究。機電一體化技術是現代工業發展過程中的重要技術，對于我國實現工業化發展具有重要作用。

1機電一體化技術應用優勢

作為現代工業自動生產設備運行的重要技術支撐，機電一體化技術實現了機械技術、電工電子技術、信息技術、傳感器技術、信號變換技術等諸多內容的系統綜合。從應用過程來看，其具有以下方面的突出優勢。

其一，較強的生產能力。與傳統工業生產方式相比，機電一體化技術在現代信息技術的支撐下，其實現了操作流程的高精度、高靈敏度、自動化控制，其使得產品生產的效率更高，質量更加規范，因而社會應用價值十分大。其二，安全性能較高。機電一體化技術下，工程機械的生產過程具備了動態化的監視和報警功能，這種異常信息及時檢查和自動保護的落實，使得操作人員、操作設備損傷的程度和頻次得以有效控制，有效的提升了設備運行的安全性。其三，機電一體化技術擁有較為強大的應用性能。一方面，在控制系統下，其相關工作狀態可以進行數字顯示，并且智能化、電子化的操作設備取代了傳統的手柄應用，有效的縮減了操作任務量，確保了操作的方便性。其四，應用范圍十分廣闊。具體而言，復合技術是機電一體化技術應用的基礎，在其控制下，其可以充分的應用于每個領域，實現現代工業生產效率和質量的全面提升。

2機電一體化在機械設計中的應用

2.1機電一體化在數控設計中的應用

數控機床技術獲得機電一體化技術的輔助后，讓機械制造生產過程得以優化。同時將數控技術中的繁雜步驟進行簡化處理，并實現智能化整合，促進整體式設計質量水平的提升。例如：機械產品在實際生產過程中采用自動換刀技術后，可讓機床的使用效率提升到更高的水平，CAD技術也因數控設計技術的優化變得更加實用。數控系統設計開發的初始階段，體系構建較為簡單，無法滿足現階段機械技術的實際要求。數控設計獲得機電一體化技術的輔助后，計算機系統可將數控技術進行更為精確的操控，并且可以從根本上實現CAD/CAM技術的整合優化。

2.2機電一體化在動力設計中的應用

動力設計在機械設備的運行過程中屬于基礎支撐，生態可持續發展戰略的提出，節能環保逐漸成為各個產業生產發展過程中的核心內容，對于機械生產來說也不例外。除了保證企業經濟效益以外，還要確保資源可以得到充分的利用。機電一體化技術在動力設計中的應用，則將這個問題進行了良好解決。傳統的機械設計動力一般會使用液壓機，這種設備在實際運作中需要消耗大量的能源，如果想要從源頭上節約能源，那么就必須對動力的運作進行精確控制，機電一體化技術中的電子調速器可以讓機械的動力壓力等實現精確調節，依據設備運行的實際狀況對設備轉速進行運作誤差的降低。

2.3機電一體化在傳感器設計中的應用

傳感器在機械設計中屬于信息傳輸中主要的構成元件，在機械設計中非常重要。不同的機械設計應用的傳感器型號也存在一定的差異性，主要表現在數據傳輸速度和質量要求上。傳統的傳感器裝置因為技術水平較低，在機械設備的檢測過程中無法滿足數據反饋和傳輸上的技術要求，這也就直接造成了機械運行過程中的狀態無法達到穩定的效果，甚至會產生較大的判斷誤差。獲得機電一體化技術的輔助后，計算機技術可以讓傳感器設計得到全面優化，從整體上提升數據分析質量。這里值得一提的是，計算機技術可在實際操作過程中對數據進行實時監控，促使這些數據可以直接輸入到軟件公式中，為機械設計水平的提高提供應有的保障。顯然機械設計各個部件的精度提升，為提高設備運作水平以及增加使用壽命創造有利條件。

2.4完善機械監控系統

傳統機械制造過程中，機械監控系統的設計較為欠缺，一方面，部分機械設備沒有進行監控裝置的設計和應用；另一方面，僅有的監控系統較為滯后，其監控內容的全面性和精確性有待加強。而機電一體化技術引入以后，工程機械制造中的監控功能得到了有效加強。具體而言，在信息技術、傳感器技術和信號變換技術的支撐下，機械生產人員可以對傳動系統、執行裝置、制動系統以及液壓系統進行動態化的、全方位的實時監控；并且通過異常信號自動報警裝置的應用，實現了故障檢測的精確性，有效的保證了設備應用的安全性。

2.5進行作業精度控制

精度是工程機械制造質量控制的重要指標，一旦制造的成品設備或零件出現精度不達標狀況，就會對整體的應用性能產生較大影響。在機電一體化技術模式下，信息技術、電工電子技術使得工程機械制造中的數據控制更加精確。譬如在建筑生產中，傳統混凝體攪拌原材料的稱重主要依靠計量工具進行操作，受人為操作或外部因素的影響，整體誤差較高；而機電一體化設備應用后，電子稱量系統由微機進行控制，其在實現原材料高精度檢測的基礎上，有效的避免了稱重過程人為誤差的產生。此外，現在鋪路工程中進行了自動找平系統應用，其在超聲波技術的支持下，實現了澆筑材料的自動供給和攤平，有效的提升了施工生產的效率和質量。

2.6總線技術

總線技術是對施工現場進行合理控制的重要方法，通過現場總線技術的應用，可以將不同的儀器設備和儀表進行統一的管理，使得現場生產中儀器實現自動化的控制，各個生產過程之間可以及時地進行信息之間的傳遞，從而實現整個生產過程的自動化管控，對機械設計的整體質量進行全面的提升。傳統現場信號控制管理技術隨著生產的進步已經不能適應機械設計的需要，而總線技術實現了機械設備各類信息的雙向傳輸，這樣可以將傳輸的效率進行提升，減少傳輸中信號的損耗，提升信號的質量，使得機械設計現場控制更加符合技術需要。

2.7集成制造技術

該技術通過計算機輔助設計的方式，在進行機械設計中將設計人員、設計部門和生產部門進行整合，通過計算機模擬的方式對整個設計過程進行測試，將各個部門的生產過程進行模擬，使得設計可以在制造之前獲得更加精確的測試，從而實現機械設計中原材料、生產管理和產品出貨等整個過程的信息化和自動化，將機械設計與信息技術進行結合，并且通過集成技術實現資源的共享，對設計進行統一的規范化管理，防止設計中出現技術與設計分離的情況，實現整體技術設計的創新。

結束語

工程機械在社會生產生活中的經營不斷普及，確保機電一體化技術在其制造過程中的高效應用，不僅有利于機械制造效率和質量的提升，更能有效的保證設備應用的總體安全。對于工程機械制造人員而言，其必須深刻認識到機電一體化技術應用的必要性，在保證其應用內容充分的同時，進行高質量的應用過程管理。唯有如此，才能提升機電一體化技術的應用水平，進而推動我國工程機械制造行業的進一步發展。

參考文獻：

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（作者身份證號碼：340826198608015297）