機械設計制造中機電一體化的應用研究

李國峰

摘要 在科學技術不斷發展的過程當中，機電一體化技術在我國獲得了快速的發展，并在多個領域、行業當中得到了應用。在機械設計當中，機電一體化技術具有著較高的應用價值，做好其應用把握十分關鍵。在本文中，將就機械設計制造中機電一體化的應用進行一定的研究。

關鍵詞：機械設計制造;機電一體化;應用;

1 引言

在我國工業進程不斷推進的情況下，行業在發展當中對于創新技術的應用具有了更高的要求。其中，機電一體化是機械化生產與計算技術間的科學結合，能夠有效實現機電制造、設計效率水平的提升。該技術的出現，對于我國機械設計制造的發展起到了十分積極的作用，且為建設智能生產線打下了基礎，具有較高的應用價值。

2 機電一體化優勢

在機械設計制造中，機電一體化的應用優勢有：第一，生產安全。在具體應用當中，機電一體化體現出了計算機技術與信息系統的優勢，能夠自動監視生產線運行情況，自檢故障，同時較好的實施斷電保護。在生產安全性方面，機電一體化設備優勢明顯，能夠對電流、電壓變化形成較強的感知，當面臨到電流電壓異常、超負荷運轉時，將及時斷電發出警報信號，保證其中的關鍵元件不會受到損壞;第二，產能優秀。在機電一體化技術應用中，將通過信息系統錄入程序，將電信號實現對機械產能的轉化。該類產品的信息識別、信息錄入能力較強，能夠較好的實現智能化生產與自動監測目標。面對復雜模型的生產，該技術也能夠有效的進行應對，應用編程語言實現對精度的控制，有效的提升操作精確性與靈敏度，有效的提升產能;第三，可操作性強。該技術在維護、操控性能方面具有較強的優勢，能夠通過計算機操作、數字顯示等方式實現生產目標，且有效的降低了對于人員的工作要求。在實際運行中，相關設備將按照既定程序生產，具有較強的連續性與協同性。同時，該類設備具有較高的整體集約化程度，也體現出了較好的可操作性。

3機電一體化技術

在機械設計制造當中，應用到的機電一體化主要有：

3.1 總線技術

對于機電一體化而言，其從技術層面實現機械設備生產模式的轉變，有效的實現系統化控制目標。該技術應用總線技術組合多種類型的儀器設備，并對其進行統一的管理。對于同類型設備，能夠以總控、分控設備結合的方式處理，較好的實現車間閉合管理目標，且能夠將傳統的人工監測、管理方式實現對計算機管理方式的轉變。在車間生產活動中，可以應用總線技術匯總車間設備運行情況，以統一、集中的方式管理，進一步減少對于人力資源的依賴。此外，該技術集指令下達、信息收集為一體，在信息交互的過程中控制、監測設備運行情況，以此使機械設備同計算技術之間具有更為緊密的結合。

3.2 集成制造技術

科學使用集成制造技術，能夠較好的實現機械加工自動化、集約化目標。在設備設計加工中，需要在設計階段提前做好準備，從準備材料、生產流程、輸出產品等過程做好管理體制的建立與完善，保證加工流程具有自動化的特征。在初期生產階段，可以通過模擬系統的應用演示生產流程，優化程序錄入與設計。在模擬不同部門生產過程的情況下，確保能夠獲得準確的測試數據，以為全自動生產打下良好的基礎。

3.3 交流傳動技術

即信息雙向傳動。機電一體化技術在應用當中，對于信息傳輸效率、順暢性具有較高的要求。在此當中，通過布局雙向傳動技術，在產業優化方面則具有著較好的效果，有效的提升信息傳輸質量與效率。尤其是在現階段機械設計制造向著綜合化方向發展的情況下，需要由多部門協同實現生產目標。在整合計算機、微電子技術的情況下，能夠有效的提升設備整體操控性水平。

4 技術應用

在機械設計制造當中，機電一體化的主要應用體現在以下方面：

4.1 動力設計

同傳統的分散式機械設計相比，機電一體化能夠有效實現功能的提升，并起到降低能耗的作用。在我國經濟不斷發展的過程當中，國家對于內燃機也具有了更高的需求，需要通過機械制造功能的提升獲得更高的生產力。在機電一體化技術當中，則可以通過電子元件、集成電路的應用控制機電一體化設備與數控機床。在傳統機械設計當中，其主要動力通常為液壓機，但在實際應用中，其在工作效能方面存在不足的情況，在設備運行中將浪費較多的能源。而通過將電子調速器加入在液壓裝置當中，則可以有效的調節機械動力與壓力。

4.2 數控設計

數控設計可以說是一個較為成熟的工業加工系統，在實際應用中能夠有效的提升工藝現代化水平。在數控設計當中，機電一體化在應用中能夠對機床缺陷問題進行有效的優化，促進機床加工行業的發展。就目前來說，我國發動機主要類型為渦輪發動機與活塞式發動機，這兩種類型的發動機具有較廣的適用范圍，在市場上也具有較大的需求。目前，我國往復式渦輪發動機在不斷的研究當中逐漸成熟，具有了更高的發動機排量與功率。這部分情況的存在，能夠體現出我國內燃機技術已經獲得了較好的發展，也體現出了內燃機熱效率依然具有較大時的提升空間。而在相關數控技術發展當中，也對于機電一體化技術具有了更高的要求。

4.3 監控系統

在機械設計制造中，監控系統能夠有效的保證生產持續性與連貫性。在設備運行中，有可能發生故障問題，需要能夠通過建立監控系統的方式做好突發故障問題的應對與處理。在故障監測診斷當中，機電一體化具有較為明顯的應用優勢，能夠以動態的方式實現設備內部故障的監測，有效的實現故障自動排查、報警與預警，在保證盡早發現問題的情況下及時采取措施進行處理，最大程度降低因故障停機導致形成的負面影響。

5 技術發展前景

5.1 智能化發展

機電一體化是在網絡大數據、計算機系統基礎上形成的基礎。在我國工業化進程不斷推進發展的過程中，機電一體化也將向著智能化方向發展。近年來，人工智能產業在我國獲得了快速的發展，在機械設計制造當中，在智能機器人應用方面也同機電一體化技術具有著十分密切的聯系。對于機電一體化技術來說，其是實現工業集約化目標的關鍵途徑，機械運動是其主要的工作方式。而在實現機械智能化行為方面，也需要機電一體化同人工智能技術間實現科學的結合?？梢灶A見在未來工業生產當中，智能產業鏈將成為重要的生產形勢，以此保證智能化產品能夠為機電行業發展提供服務，實現智能化產業園的構建。

5.2 微型化發展

就目前來說，機電一體化設備向著微型化、小型化方向發展，這同智能芯片的研究、提升具有著十分密切的聯系。在此過程當中，微型機電設備也在不斷發展當中對于加工精度具有了更高的要求。在該情況下，則需要機電一體化技術也能夠向著高精度方向發展，更好的滿足機械加工要求。

5.3 網絡化發展

在機電一體化技術發展中，需要通過構建網絡體系的方式實現集中監測目標。通過網絡平臺的建設，能夠以遠程的方式控制車間與設備，更好的構建無人生產車間。機電一體化技術的發展應用同互聯網關系密切，也需要在系統程序、網絡產品的基礎上實現網絡協同管理。在機電一體化構建中，做好局域網建設也是其中的重要基礎，在我國5G網絡體系建立完善的過程中，物聯網也逐漸成為了現階段機械設備生產的重要趨勢，新型工業化生產模式也對網絡技術提出了更高的要求。

6 結束語

機電一體化技術的發展體現出我國機械設計制造的發展，也為我國機械行業發展帶來了新的機遇。在上文中，我們對機械設計制造中機電一體化的應用進行了一定的研究。在實際工作開展中，需要能夠充分做好機電一體化技術特點的把握，結合實際生產需求做好技術的科學使用，做好技術的進一步研究，在充分發揮機電一體化技術優勢的情況下更好的實現生產目標。

參考文獻

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