機械設計制造中機電一體化的應用研究

摘 要：機電一體化技術不僅涵蓋了多種技術手段（其中包含了機械設計、電子科技、信息技術等多方面技術手段），而需要將這些技術手段綜合運用到實際生產(chǎn)中。在新時期，機電一體化在各個領域的廣泛應用，需要相關人員結合機電一體化的實際使用情況，來對其中涉及的一些技術手段進行優(yōu)化和改良。在進行優(yōu)化后，機械工作質量和工作效率可以大大提升，從而為企業(yè)節(jié)約成本費用，提高企業(yè)經(jīng)濟效益。

關鍵詞：機械設計制造;機電一體化;應用

一、 機電一體化的技術分析

機電一體化是一種運用計算機和微電子技術對機械設計進行自動控制的新型電子技術。它的具體應用是改變機械中一些組成部件的設計方式，提升設備的感應度、執(zhí)行機構和驅動方式的靈敏度，利用自動化系統(tǒng)將機械設計中的每個部件進行融合和集成，這樣可以使機械設計的精確度有所提高。機電一體化中最有特點的技術在于可以提升執(zhí)行驅動方式和感應單元等部件的工作效率，優(yōu)化機械設計的方式，從而使傳統(tǒng)的機械產(chǎn)品可以更快地升級換代。

二、 機電一體化技術的分類

（一）集成制造技術

集成制造技術是運用計算機模擬技術，通過計算機的輔助讓設計部門和生產(chǎn)部門的機械設計可以完美地整合在一起，以保障在設計過程中，機械的測試階段可以順利完成。這種技術是可以減少設計部門設計的產(chǎn)品和生產(chǎn)部門生產(chǎn)的產(chǎn)品有所不同而造成的誤差，使每個階段都可以順利實施，在機械設計中需要對生產(chǎn)過程中的信息進行自動化處理，將材料與生產(chǎn)管理融合到一起，運用集成技術共享資源。

（二）總線技術

在施工現(xiàn)場，需要運用總線技術將不同的儀器設備和操作儀表聯(lián)合到一起統(tǒng)一控制，從而實現(xiàn)對儀器設備等的自動控制。這種方法與傳統(tǒng)的信號控制有所不同，總線技術控制不僅可以將指令傳達給儀器，還可以接受儀器的信號反饋，信號可以雙向傳輸，這樣可以大大提高傳輸?shù)男剩嵘龣C械的運作效率。同時，在此過程中信號的損耗較傳統(tǒng)的信號傳輸要少很多，生產(chǎn)的技術效率和生產(chǎn)水平得到了大幅度提升。

（三）交流傳動技術

交流傳動技術與總線技術類似，都是運用其傳輸信號以控制施工現(xiàn)場的儀器設備。但該技術與總線技術的不同在于總線技術保障信號的損耗率低，該技術則是用以保障信號在傳輸過程中不受其他因素的干擾，使信號在傳輸過程中保持穩(wěn)定，儀器得以良好運作。交流傳動技術的適應性非常強，對于信息的承載和處理能力也很好，保障了儀器設備在施工時的穩(wěn)定性，確保產(chǎn)品的生產(chǎn)效率和質量。

三、 機電一體化的實際應用

（一）在數(shù)控設計領域的應用

數(shù)控機床技術實現(xiàn)機電一體化后，可以精簡生產(chǎn)過程的步驟，優(yōu)化生產(chǎn)過程，同時可以實現(xiàn)智能化整合，讓設計的產(chǎn)品質量能夠大幅度提升。例如，數(shù)控機床技術在實際生產(chǎn)中由于磨損等原因需要進行換刀，但是實現(xiàn)機電一體化后，就可以運用自動換刀技術，這樣大大減少了生產(chǎn)時間，機床的生產(chǎn)效率得到了提高，使用壽命也得到延長，數(shù)控設計在開發(fā)的初期體系結構十分簡單，已經(jīng)無法滿足當下現(xiàn)代化機械技術的實際要求，將機電一體化技術運用到數(shù)控設計中，可以利用計算機對設計過程進行更精確的控制，更好地實現(xiàn)其他控制技術的整合。

（二）在動力設計中的應用

動力是機械設備運行的基礎，因此動力設計在機械設備的設計中也有著十分重要的地位。對于機械生產(chǎn)而言，由于工業(yè)生產(chǎn)會造成大量的污染和浪費，如果不加以控制和解決，會對環(huán)境造成不可逆轉的傷害。因此，在機械生產(chǎn)中需要注意節(jié)能環(huán)保，將資源充分的利用，這就對動力設計提出了很高的要求。而機電一體化在動力設計中的應用，可以很好地解決這一問題。機電一體化技術可以對動力的運行進行精準地控制和調節(jié)，根據(jù)設備的實際運行狀況對于運行轉速進行調節(jié)，減少誤差，使動力資源可以得到充分的利用，同時保障了企業(yè)的收益。

（三）在傳感器設計中的應用

由于環(huán)境等因素，機械設備在施工現(xiàn)場需要通過信號對其進行遠程控制，因此，傳感器在機械設備中是十分重要的部件。對傳感器的設計也是機械設計中的一個重點。傳感器的型號與機械設備的不同相關聯(lián)，設備型號不同則傳感器也有差異性，傳輸速度與質量也不盡相同。運用機電一體化技術對傳感器進行設計后，可以很好地對數(shù)據(jù)的反饋和傳輸起作用，傳感器的整體質量都會得到改善，對數(shù)據(jù)分析的精確度也大大提高，機械在運行過程中也可以達到很好的穩(wěn)定。

四、 生產(chǎn)線的應用

（一）仿真應用

在實際生產(chǎn)過程中，該技術能夠在基礎建模中實現(xiàn)智能化的過程控制，并在過程中拓展仿真的價值。特別是該技術能夠將管理、操作、調控技術進行整合，并在實際生產(chǎn)中進行相應的工期、產(chǎn)量、能耗的模擬值計算，并通過信息技術的優(yōu)化計算，達到最優(yōu)化生產(chǎn)模式。同時，該技術能夠將仿真技術與產(chǎn)業(yè)進行整合，促使產(chǎn)業(yè)在實際生產(chǎn)中實現(xiàn)可視化的仿真拓展，幫助技術人員能夠更好地規(guī)劃制造產(chǎn)業(yè)中所需要的流程和操作，進而更好地優(yōu)化產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)效率。

（二）機械應用

在生產(chǎn)過程中能夠將光電技術合理的拓展至實際操作當中，并在過程中實現(xiàn)了多元化制造技術的細化。如在飲料的生產(chǎn)線的應用中，該技術實現(xiàn)了生產(chǎn)可視化、操作可視化的模式，進而有效地彰顯流程化產(chǎn)業(yè)的意義。同時，該技術能夠在實際操作中進行多元技術的宏觀整合，包括與數(shù)控技術、模擬電子技術、計算機及其智能化技術以及自動化技術的運用，并通過動態(tài)實踐的操作有效節(jié)約了制造的實踐，達到了一鍵出入庫的操作模式，對不同產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有積極意義。

五、 結語

綜上所述，機電一體化是機械設計制造中重要的環(huán)節(jié)，該技術的運用使得機械設計的工作效率大大提高。隨著時代的發(fā)展，這項技術必將會在工業(yè)生產(chǎn)領域得到更廣泛地應用，發(fā)展壯大我國的工業(yè)生產(chǎn)為經(jīng)濟建設做出卓越的貢獻。

作者簡介：

張海鵬，河北省張家口市。