机械设计制造中机电一体化的应用研究

机械设计制造中机电一体化的应用研究

杨勇

37082519821220623X,山东省济南市,250000

摘要：伴随着国家社会、经济、科技的不断发展，人们在生产、制造方面的观念也在不断地改变，与此同时，对机械产品的需求也在不断地提高，这就给机械设备机电技术带来了更大的挑战。而机电一体化技术是对机械设计制造生产效率和质量有直接影响的技术，可以将信息化技术、机械加工技术、电力电子技术进行有机融合，因此它已经成为了机械制造领域一个重要的研究方向。

关键词：机械设计制造；机电一体化；应用

引言

作为世界上的制造业大国，工业是我国的支柱型产业，总体发展水平在一个国家的总体经济实力中起到了至关重要的影响。在现代社会中，随着科技的快速发展，人们对机械设计制造行业的综合能力也有了更高的要求。而机电一体化作为一种将微型计算机和大规模集成电路集成在一起的现代微电子技术，拥有兼容性强、稳定性高等许多优势，因此在许多领域中得到了广泛的应用。将机电一体化技术引进到机械设计制造产业，能够极大地提高对机械设备的使用效率，从而全面提高机械设计制造的整体实力，推动我国工业化的迅速发展。

1.机电一体化概述

机电一体化是一种综合性技术，是将信息化技术、自动化控制技术、软件编程、传感器技术以及电力电子技术等诸多现代化技术的优点，并将大规模集成电路和微型计算机进行了整合。在机械设计制造领域，机电一体化技术的运用，使机械制造效率得到了极大地提高，并通过其精确的自动控制系统，使其生产出高质量高精度的产品，使机械制造企业的市场竞争力得到了极大地提高。机电一体化技术在机械设计制造中的最大优点是它能够改变机械设备的驱动方式、传感器等组织的工作方式，实质上就是通过对机械设计的优化与升级，利用自动化系统对机械设计制造系统中的各个零件进行集成，从而改变了传统的机械制造的模式，提高了机械加工的品质与效率。

2.机电设计制造领域机电一体化技术

2.1.集成制造技术

在机械设计制造领域，机电一体化技术重要应用是在集成制造上，可以实现机械设计制造流程的自动化和集约化。在实际的机械设计制造过程中，应该先在前期设计阶段，从原材料准备、生产流程规划、产品质量把控等各方面做好充分的准备，从而可以制定出切实可行的集成制造生产方案。在机械制造行业中，引进机电一体化技术，其总体自动化程度将会得到极大的提高，因此，在设计初期，可以使用微机系统来对整个生产流程进行仿真和示范，从而找到其中的缺陷，并对其进行持续的优化，持续地提高生产数据的准确性，建立起完整的机械设计和制造的集成模型，为实现机械制造的全程自动化打下良好的基础。

2.2.交流传动技术

机械设计制造领域内的交流传动技术是指对系统信息的双向传动，在机电一体化技术支撑下的机械设计制造对电力设备的数据传输功能有了更高要求。而为了实现对机械制造产能和质量的升级，就需要在系统中使用双向传动技术，以提升机械制造整体布局，强化信息数据传输的效率和质量。例如，机械制造常用的内燃机，只有同时和系统中的多个模块进行协作作业，才能完成对机械产品加工工作，而这需要机械制造企业内部多个部门之间进行良好沟通和合作，才能确保内燃机具有较高的生产能效。微型计算机和电力电子技术的应用，提升了机械设计制造的操控能力，而交流传统技术的应用则有效强化了制造企业内部的沟通交流效果，提高了机电一体化整体水平。

3.机电一体化在机械设计制造中的应用

3.1.数控设计

将机电一体化技术应用到数据机床设计制造中，能够使机械加工流程得到极大地优化，并且还能够简化数控机床的加工流程，实现数控系统的智能化集成与升级，进而提高数控设计的整体水平。如将刀具自动更换技术应用于一般的机械生产，从而提高了CNC的工作效率。另外， CNC技术的开发与利用也有助于确定 CAD/CAM技术的目标方向性，将可视化作业运用到机械制造工艺中，从而达到延伸数据模型的目的。在机电一体化技术的支持下，微机系统能够对 CNC技术进行更加精确的操作，并持续地对 CAD/CAM技术进行集成和优化，从而促进 CNC技术在机械制造中的发展。

3.2.传感器设计

在机械设计制造中，传感器一般用于对系统数据信息进行采集和传输，因此，其在自动化控制系统中发挥着十分重要的作用。根据机械设计应用领域的不同，其所使用的传感器型号也不尽相同，它们的差异主要表现在对数据信息进行传输的效率和质量方面。由于传统意义上的传感器装置整体技术水准不高，在实际使用过程中常常无法满足系统对数据传输的需求，这也大大影响了自动化系统的整体运行状态，甚至导致生产出来的产品出现较大误差。而在机电一体化技术加持下，微型计算机能够对传感器设计进行全面升级和优化，从正提升传感器的工作质量和效率。

3.3.生产线

在机械设计制造中，采用机电一体化技术还可以实现生产线的优化与升级，特别是在科学技术高度发展的当代，将机电一体化技术与计算机技术相结合，应用于机械设计制造生产线，可以极大地提高生产线的效率，并简化了机械制造的生产流程。例如，机械制造设计人员可以借助先进的计算机技术，科学合理地安排机械制造生产过程，从而达到同时对多个加工过程进行控制的目的，提高生产效率和质量，使生产线潜力得到最大程度的发挥。另外，随着光电技术、电力电子技术的迅速发展，机械制造生产线所具备的功能将会越来越全面和强大，为企业精细化管理提供技术层面的支持。所以，如果企业要实现可持续发展，就必须注重运用像机电一体化这样的先进科技，来提高机械产品的品质和效率，从而提高其整体竞争能力。

3.4.动力设计

机电一体化技术在机械设备动力装置中的应用，其主要目的是对动力设备生产效率进行管控，以实现节约成本、降低能耗。由于传统机械制造领域内的动力设备往往都具有较大的功耗，且生产效率较低，因而其综合生产能效不高。而随着社会的进步，对机械设计制造过程中所消耗能源进行管控已经成为当下的发展趋势，其不仅关系着企业的生产成本，同时，也和生态环境保护密切相关，而在进行动力设计时，应用机电一体化技术就可以有效地解决能源消耗管控问题，并提升设备的动力效率。例如，传统的液压机，诸如此类设备工作期间所产生的能耗就很大，但其能量利用率却仅仅维持在30%左右，大部分能量都白白浪费掉了，而在液压机中引入机电一体化技术，就可以对其安装电子调速器，以便对液压机工作过程中的压力、转速等参数进行实时控制，以便大大降低液压机的能耗。

4.结束语

综上所述，在当今科技飞速发展的大环境下，采用机电一体化技术可以使机械设备生产效率和质量得到极大提高，并且还可以降低生产的成本，所以，将机电一体化技术运用到机械设计制造中，已经成为机械设备走向自动化、智能化的重要方向。总体而言，目前我国的机电一体化技术还处于起步阶段，唯有通过对其进行持续的创新与优化，才能加速其发展，从而推动我国从“中国制造”向“中国智造”的转型。

参考文献

[1]瞿希.机电一体化技术在工程机械制造中的应用[J].造纸装备及材料,2021,50(03):49-51.

[2]程尤亚,王明月.机电一体化技术在机械设计制造中的应用研究[J].南方农机,2020,51(20):141-142.

[3]路全新.机械设计制造中机电一体化的应用[J].装备制造技术,2020,(07):196-197.