機電一體化中電工新技術的運用分析

池州職業技術學院 羅佳

引言

機電一體化是一種能夠自動運轉的加工技術，通過在普通機電中加入數字控制系統，實現了技術的融合，能夠保證機電加工的精確性，相對于傳統機電實現了技術上的創新。通過對機電一體化進行改造，能夠進一步完善機電一體化的功能，可以充分利用信息技術、機械技術、電動電子技術，提升機電一體化的工作效率，而且也有利于將智能技術融合其中，推動機電一體化的智能化發展。

1 機械機電一體化改造的必要性

隨著生產水平的提升，大量復雜的機械設備應用到了工業生產當中，提升了生產力，滿足了各種特殊生產工藝的需求。但是在一些精密性極高、結構復雜的零件加工方面，由于傳統技術在機械控制上的問題，導致還存在一定的局限。目前，很多企業使用了數控機電，提升了機械的運轉速度和控制精度，但是在實際工作中，數控機電還存在一定的弊端，在控制精度上依然難以滿足對精度的要求，因此需要進行機電一體化改造。

使用機電一體化改造，相比直接購買先進機械可以節約投資成本，通過對原有機電進行改造和升級，避免出現舊機電閑置的情況，提升了企業的資源利用效率和經濟效率[1]。并且，在進行機械設備改造的過程中，會更換設備的陳舊部件，用更高性能的鑄件提升設備的性能，可以提升設備的穩定性，并且增加設備的使用壽命。最后，由于改造工作并不需要引入新的設備或者新廠房，工作完全在原有廠房內完成，因此可以縮短生產成本和周期，還能保持原有的生產模式，并且可以降低工人的工作壓力，提升人力資源的利用效率。

2 基于電工新技術進行機電一體化改造分析

2.1 進行電一體化改造的重要性

機電一體化的結構包括數控系統、傳動系統、進給伺服系統，在工作過程中，不同的系統需要同步運行，才能保證生產效率和質量。通過機電一體化改造，能夠提升不同系統之間運行的同步性，從而提升機電一體化的整體工作水平，提升電工機械的應用價值。并且，引入電工新技術還有利于引入智能技術等其他技術，將很多不同的先進控制技術融入電工機械的生產，促進電工機械的智能化發展，改變電工機械的操控性。

另一方面，數控設備的長時間使用、運行，也會影響設備的性能，在實際工作中，可能會出現數控設備和設備運行需求不適應的情況，而通過技術改造，實現電工機械的機電一體化，也能解決過去數控設備和電工機械之間的配合問題，讓電工機械具備更加穩定的運行狀態[2]。

最后，通過進行機電一體化改造工作，能夠進一步對電工機械的總體質量、性能、價值進行挖掘，發揮電工機械的作用；還能減少企業對電工機械進行升級換代所需要的資金投入，降低企業的運營成本，提升機電一體化的質量控制水平。

2.2 機電一體化改造電工機械的優勢

2.2.1 提升智能化水平

傳統的電工機械在工作過程中，由于會受到控制系統性能的影響，因此存在工作總體效率低下的問題。而通過使用電工新技術來對電工機械進行改造，可以使電工機械獲得功能更加完備的系統，尤其可以將智能技術引入到電工機械的控制當中，使電工機械在工作過程中具備自主決策、系統運行狀況判斷的能力，從而自動完成對工作狀態的調整，保證自身生產質量，以及避免出現損壞[3]。

2.2.2 工作更加高效化

通過使用電工新技術對機電一體化進行改造之后，能夠讓電工機械在整體上獲得更高的運行效率，從而充分發揮電工機械的價值。比如一些電工機械在引入電工新技術之后，能夠對自身的工作進行納米級別的精度控制，從而提升了系統的運行效率，讓電工機械能夠帶來更高的經濟效益，并且避免了能源、材料的浪費。

2.2.3 個性化設計

在對機電一體化的改造工作中，可以根據需要進行個性化的設計，以更好地滿足生產工作的要求，也能滿足市場多樣化的需求。通過個性化的設計，電工機械的工作會有更強的針對性，也給高效化創造了條件，而且改造之后也能明確電工機械的特點，在工作中圍繞其特點和優勢制定更為合理的生產計劃，保證生產質量。

3 機電一體化中電工新技術的運用目標

3.1 物理模型設計要求

機電一體化的改造工作會受到很多因素的影響，為了避免質量控制問題，就需要采用物理模型設計法進行電工機械的優化設計，加強細節的處理，保證電工機械的整體性，確保改造工作的質量[4]。所以，需要以物理模型來做好對實體系統的分析工作，研究電子系統、機械系統在改造后的功能和價值，明確改造目標后，再制定改造方案。在使用物理模型進行改造的過程中，還要使用抽象的手段來對狀態變量、數學模型進行分析，尤其要在狀態變量上進行科學化設計，充分利用計算機對電工機械工作狀態進行分析和處理，最終制定科學合理的施工方案，以便保證機電一體化的改造效果和改造質量。

3.2 最優化改造

對機械設備的改造必須遵守最優化改造的要求，從系統最優化的角度出發，對電工機械進行整體優化，滿足對電工機械設計的要求，確保改造質量。改造的過程中，要以機電一體化設計理念為指導，分析如何通過多樣化的技術組合應用豐富和完善電工機械的功能。分析電工機械在實際應用中存在的復雜問題，然后從機電一體化設計的角度分析問題的最佳解決方案，以推動技術的融合。最后，還要根據電工機械的實際施工需求對多樣化的技術進行科學創新，加強對電工機械的改造工作，并形成最優化的設計方案，以滿足對電工機械的質量控制要求。

4 機電一體化中電工新技術的運用方法分析

4.1 機電一體化主傳動系統的改造工作

在機電一體化主傳動系統的改造工作中，需要從總體上進行考慮，分析改造后傳動系統的性能和在整個系統中的功能，實現對各方面的積極優化。主傳動系統中包括動力源、執行元件、變速裝置等等，為了能夠獲得性能更為優異的傳動系統，就要對傳動系統的各個部分都做好優化工作[5]。比如，動力源的作用在于為執行元件提供動力，確保系統有穩定的運行速度，以達到控制執行元件旋轉直線運動的控制要求。在進行改造的過程中，應該從整體性能出發，優化主傳動系統的功能，確保系統在獲得更高工作效率的同時，也能保證高速、高效運行。

主傳動系統在實際運行時，應該把橫扭矩調速范圍控制在1:100~1:1000，并在功率范圍達到1:10后，功率達到2.2~2.5kW。在保證主傳動系統能夠滿足相應設計要求的情況下，才能充分發揮主傳動系統的功能和作用，所以改造過程中需要確保各種指標的控制。對于系統內的直流和交流電動機，也要滿足無極調速的功能要求，所以需要對電動機和主軸的功率做好匹配設計，根據電工機械原有的情況，模塊的設計標準和規范，確保改造后的主傳動系統可以滿足柔性和復合性設計需求，以保證其具有較高的總體質量，提升電工機械的應用效果。

4.2 結合電工機械的特征進行優化改造工作

機電一體化在改造工作中應該充分結合電工機械的特點和情況進行優化工作，尤其是要根據電工機械當前的情況確定是否需要進行優化改造工作。有一些電工機械已經比較老舊，在床身、刀架等方面已經出現了十分嚴重的磨損，進行機電一體化改造工作需要進行大量的硬件更換工作，花費會比較大，所以對其進行改造得不償失[7]。因此，在具體的改造工作中，必須結合電工機械的實際情況確定優化的方法，通過在優化工作開始之前做好評估工作，分析電工機械是否具備優化的價值，以及明確優化的重點，這樣才能讓機電一體化改造的價值得到最大幅度的發揮。隨著目前電工新技術水平的提升，在對電工機械進行改造時，也要以技術創新作為改造的指導思想，比如改造過程中對調節桿、連接塊、控制模塊等使用合理的改造方法，對導向塊安裝減振彈簧、調節桿的固定位置等等，通過一系列改進滿足質量上的要求，提升電工機械的整體工作效率。

4.3 提升進給伺服系統的功能

在使用電工新技術進行機電一體化的改造工作中，需要明確伺服系統的設計要求，由于該系統能夠對干擾信號進行控制，保證系統可以恢復到穩定的運行狀態，所以必須明確設計指標，并采取合理的方法進行改造。

在改造的過程中，首先需要確保系統的穩定性，進給伺服系統在運行過程中必須能結合指令信號的作用狀況來對系統進行控制，保證系統能處在穩定的運行狀態下，在對系統進行指令輸入時，伺服系統能夠對指令的狀態進行分析，并對指令進行正確的解析。伺服控制系統的穩定性來自系統結構、元件的組成特點，以及與外界信號的融合情況，因此在改造過程中需要對相關方面做好控制，提升伺服控制系統的穩定水平。

其次，要滿足精度控制的要求，確保整個電工機械的運行精度。電工機械工作時，進給伺服系統的工作存在動態誤差、靜態誤差和穩定誤差等問題，會對精度造成影響。因此改造時應該注意相關誤差因素的作用，并對系統的誤差進行修正，以滿足高精度的控制要求。

最后，需要確保伺服控制系統能夠做出快速的反應，因此改造工作需要結合系統在實際工作中的應用情況，加入信號質量分析和真理的功能，保證對信號的響應速度，能夠在瞬態過程中快速結束進程，使整個系統獲得更快的響應速度，也能夠給傳動裝置的加速能力提供一定的參考。同時，提升進給伺服系統的響應能力，讓系統保證穩定的運行狀態，并提升系統的加工精度，滿足生產率的要求。

5 結語

機電一體化通過進行機電一體化改造，能夠使其具備更為優秀的性能和穩定的工作狀態。改造之前，要明確機電一體化的改造價值，做好主軸、傳動系統、進給伺服系統的改造，完善機電一體化的功能。改造工作應該做好各方面的設計，明確改造目標，保證改造后電工機械運行的穩定性和可靠性，解決機電一體化之前的運行問題。