機械設計制造中機電一體化的應用研究

劉繼媛

摘要：我國的科學技術飛速發展，在社會各個行業領域中均得到了廣泛的普及和運用，機械設計制造業中加大了對機電一體化的探索和研究，提高了機械設計制造的整體水平和生產效率。機電一體化直接影響著機械制設計制造的綜合水平和最終效率，實現了信息、機械、電子等技術的有機融合。本文對機械設計制造中運用機電一體化的優勢進行了探討，結合機械設計制造中機電一體化技術分析，提出了機械設計制造中機電一體化技術應用研究。

Abstract： The rapid development of science and technology in our country has been widely popularized and used in all sectors of society. The mechanical design and manufacturing industry has increased the exploration and research of mechatronics， which has improved the overall level of mechanical design and manufacturing. Productivity. Mechatronics directly affects the comprehensive level and final efficiency of mechanical design and manufacturing， and realizes the organic integration of information， machinery， electronics and other technologies. This article discusses the advantages of the use of mechatronics in mechanical design and manufacturing， combined with the analysis of mechatronics technology in mechanical design and manufacturing， and puts forward a research on the application of mechatronics technology in mechanical design and manufacturing.

關鍵詞：機械;設計;制造;機電一體化;應用

Key words： machinery;design;manufacturing;mechatronics;application

中圖分類號：TH16;TH122? ? ? ? ? ? ? ? ? ?   ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）01-0220-02

0? 引言

我國的現代化社會經濟發展中，工業作為支柱型產業，其發展情況對于國家整體的經濟實力和社會建設起著決定性的作用。由于現代化社會對于機電技術的水平提出了更高的要求，因此機械設計制造有必要引進先進的機電一體化技術，提高機械設計與制造的綜合水平和整體生產效率，為機械設計制造行業的未來發展提供切實的保障。強化我國的工業生產能力和綜合實力，推進我國的現代化社會建設進程的深入發展。

1? 機械設計制造中運用機電一體化的優勢分析

機電一體化技術在機械設計制造的過程中發揮了其自身的多重優勢作用，實現了多元化的機電一體化技術應用模式，體現在了機械設計、制造環節的各個方面，不僅兼顧了產品的安全性和實用性，同時提升了產能的可操控性。機電一體化技術在機械設計制造中具有較高的安全性優勢，尤其是在制造、安裝、操作等過程中，均可以改變傳統的人工方式，用機械化的方式提高各個環節的工作質量。減少了投入到傳統人工方式中的作業人員人力成本，并且提高了整體的智能化操作水平，構建起智能化、自動化的機械設計制造新模式。針對設備運用期間可能發生的問題，運用機電一體化技術可以及時的調整其中的各個環節，結合實際的機械設計制造生產需求，最大程度的保證生產安全[1]。不僅如此，機電一體化技術的集成優勢十分明顯，應用范圍廣泛，經由機電一體化處理后，機械設計和制造產品各項性能均有所提高，并且簡化了機械設計和制造的過程，強化了機械設計制造技術的綜合水平。機電一體化技術是可持續發展理念下的先進技術手段，對原有的機械設計制造技術展開了更進一步的完善和優化，其環保性、節能性更強。將機電一體化技術運用到不同環節的機械制造中，有針對性的優化各項技術效果，發揮了機電一體化技術的巨大優勢，使機械設計制造產業發生了巨大的進步和改變[2]。

2? 機械設計制造中機電一體化技術分析

2.1 集成制造技術

機械設計制造中的機電一體化技術應用范圍十分廣泛，其中的集成制造技術對于機械加工的全過程起著重要的作用，實現了機械加工過程的自動化、集約化。設計和生產設備的過程中，必須要從前期的設計基礎階段做好充足的準備工作，包括準備原材料、明確生產流程和產品產出等環節，制定切實可行的管理制度。機電一體化下的機械設計制造，整個生產工作加工流程的自動化水平提高，在前期的設計和生產階段可以運用計算機模擬系統和相關應用，動態演示整個生產流程，并且優化程序設計和錄入環節，模擬出不同部門的生產過程，獲取精確的數據信息。提高測試數據的準確性，實現了機械設計制造的集成化和現代化模式，為機械設計制造全過程的自動化夯實基礎[3]。

2.2 總線技術

總線技術指的是組合起多種儀器設備后，實現統一的管理和應用，同類別的設備可以采取總控和分控相結合的管理模式，達到對同類設備高效管理的目的，構建起閉合管理的生產車間管理形式。總線技術下，機械設備的生產模式從技術層面發生了全方位的改變，提高了系統化控制的效果。在傳統的人工管理和監測模式中，整體的管理效率較低，而運用總線技術創新了計算機管理的模式，可以匯總整個車間的設備運行情況，提高了設備的統一性和集中性。降低了人力資源成本的投入，減少了對人工管理和監測的依賴，總線技術將指令下達以及信息收集等各個環節構建成一體，在信息交互的模式下，完成監測和控制設備的任務。由此，機械設備和計算機技術之間的結合更加的緊密，大大提高了機械設計制造的整體效率[4]。

2.3 交流傳動技術

交流傳動技術指的是雙向傳動信息的技術，機電一體化運用下的機械設計制造對于電子信息傳輸要求較高，需要電子信息傳輸過程十分流暢、準確。為了實現產能的升級和優化，必須要運用到雙向傳動技術，提高對整體的全面布局效果，增強信息傳輸的質量和效率，強化信息傳輸的準確性和流暢性。以內燃機生產環節為例，其中涉及到多個部門的協作，才能夠完成生產工作，包括原料供應、產品組裝等，需要不同的車間企業部門之間進行良好的協同作業，由此保證內燃機生產的綜合效率和良好質量。運用計算機技術和微電子技術，實現機械設計制造，整體操控性能的提升，在交流傳動技術下加強了不同部門人員之間的協作和交流效果，提高了機械設計制造的機電一體化水平[5]。

3? 機械設計制造中機電一體化技術應用

3.1 動力應用

機械設計制造中，機電一體化技術的實際應用范圍十分廣泛，體現在動力部分的應用效果，是機電一體化技術向機械設備運行中所需要的能量提供了充足的動能支持。機械設備需要消耗的能源極高，并且傳統的設備運行中由于能耗大、生產效率低等問題，導致綜合效益有限，因此設計和制造機械設備需要加強對設備能源消耗情況的有效控制。以液壓機為例，這是工業機械設備中十分典型的一個傳統設備，液壓機以液體為介質，實現能量的傳遞和運輸，達到壓制工藝的目標，在加工制造領域當中被廣泛運用。但是液壓機的能量中有70%的能量均沒有得到有效的利用，這在很大程度上降低了整體的液壓機生產和運行效率，能量利用率過低。運用機電一體化技術設計和生產液壓機，可以提高對設備運轉和壓力值等參數的有效控制，通過安裝額外的電子調速器，可最大程度的減少機械設備的能源損耗問題，將不同部件的實際效能充分的運用和發揮到機械設備的生產和運行活動中，提高動力效果，為我國建設資源節約型社會貢獻一份力量[6]。

3.2 傳感器應用

機電一體化系統中，傳感器作為重要的構成部分，負責傳輸信息、保證信息的準確性，將系統中的各個信號和信息向不同的元件部位輸送，以此維護各元件的穩定運行。傳感器和機電一體化技術相結合，使執行系統和機械設備通信系統有機融合，提高了信息安全性，增快了數據傳輸的速度，大大提高了數據傳輸的準確率和綜合效率。以切削機械為例，其中包含多種零件，不同零件的生產質量均決定了整體的機械設備工作準確性。在原有的生產和設計模式下，工作人員采取人工控制的方式對零件的生產質量進行管控，準確性不足，而運用機電一體化技術，則可以檢測設備的驅動系統、溫度系統、回轉系統。發揮傳感器的靈敏效果，使機械控制系統中納入全部的工作參數，實現對機械設備的自動化控制，避免出現人為誤差的情況，大大優化了設備的性能質量[7]。

3.3 監控系統設計

機電一體化技術運用到機械的監控系統設計中，提高了機械制造生產的精準度，并且可以對機械工作具有實時的監督功能，幫助工作人員加強對機械工作狀態的了解和掌握。一旦發生機械故障信息，可以在第一時間內向操作人員傳輸數據信息，幫助操作人員處理隱患問題，將故障所造成的損失和不良影響降到最低。監控系統在機械設計中作為重要環節，應發揮自動排查故障和自動報警功能，運用機電一體化技術提高監控系統設計的性能，使自動報警系統和自動排查故障功能更完善，只需要在計算機中提前的輸入指令，便可以實現高效化、標準化、信息化的機械工作。機械設備的某一個系統發生故障問題時，監控系統快速的做出相應的預警反應，并且排查出系統故障問題，輔助工作人員發現故障、排除故障，保證機械設備的穩定安全運行。

3.4 數控設計應用

機械設計中廣泛的運用到了數控技術，將數控技術和機電一體化技術相結合，實現了機械制造與設計工作的創新改革。由于數控技術在機械設計制造中涉及到復雜、繁瑣的工藝流程和內容，因此可以利用機電一體化技術提高機械設計智能化處理的效率，解決數控系統設計中存在的不足缺陷和漏洞問題。例如，在數控機床的設計中運用自動換刀技術，可以配合CAD技術提高設備的使用效率，將機電一體化技術運用到機械設備的實際運行和生產中，均可以提高整體機械設計與制造的控制和管理效果。人工作業的成本投入減少，降低了機械設計制造工作的難度，減少了數控設計復雜工藝的設計、制造難度，促使我國機械設計制造產業水平的綜合提升，提高各設計和制造環節的整體水平[8]。

4? 結論

綜上所述，現代科技快速發展的全新時代背景下，機電一體化技術作為必不可少的先進技術手段，被普及和運用到機械設計制造中。機電一體化技術是時代發展下的必然產物，發揮了自身的核心優勢價值作用，改變了我國的工業生產模式，推動了機械制設計制造的現代化、信息化建設進程。實現了對計算機技術的有效運用，提高了機械設計制造中各個生產單位之間的協調性，使我國的機械設備應用效率大大提高，值得人們繼續探索和研究。

參考文獻：

[1]劉暢.機械設計制造中機電一體化的運用分析[J].內燃機與配件，2020（18）：165-166.

[2]員園園.機械設計制造中機電一體化的應用分析[J].內燃機與配件，2020（14）：198-199.

[3]路全新.機械設計制造中機電一體化的應用[J].裝備制造技術，2020（07）：196-197.

[4]劉亮.機械設計制造中機電一體化的應用研究[J].價值工程，2020，39（11）：252-254.

[5]張杰.機械設計制造中機電一體化的應用分析[J].科學技術創新，2020（10）：148-149.

[6]鄭潔.機械設計制造中機電一體化的應用研究[J].當代化工研究，2020（05）：69-70.

[7]岑燊.淺析機械設計制造中機電一體化的應用[J].內燃機與配件，2020（02）：189-190.

[8]劉偉強.淺析機械設計制造中機電一體化的應用[J].內燃機與配件，2019（24）：215-216.