機械設計制造中機電一體化的應用研究

曲殿平 劉旭

摘要：隨著我國發展進入了新時代，各行各業都進入了嶄新的發展階段，在很多的生產領域、工程領域，機械設備已然成為了不可或缺的生產要素，對推進生產作業的高效、穩定開展具有重要的意義。機電一體化技術在工程機械方面的應用具有很大的技術優勢，不僅使得工程機械的性能和功能得以強化和提升，還使得設備使用時的安全系數更高、可靠性更好。隨著當前自動化、智能化技術等的快速發展，機電一體化技術必將迎來嶄新的發展。

關鍵詞：機械設計制造;自動化;機電一體化;應用

引言

隨著技術的持續創新，越來越多的技術被引入到機械設計制造及其自動化當中，融合智能技術、信息技術和數字化技術等，進一步提升了機械設計制造及其自動化的生產質量，技術性、智能性等特征更加明顯，在諸多行業領域中都得到了甚為廣泛的應用。而在這樣一種大發展背景下，未來機械設計制造及其自動化還會發生怎樣的改變，又會走向什么樣的發展趨勢，還需結合技術和市場發展實況開展全面、綜合的分析和探究。

1機械設計制造中機電一體化的應用優勢

1.1具有較強的技術綜合性

機械設計制造及其自動化實現了機械技術和信息化技術的充分融合，展現出較強的技術綜合性優勢。機械設計制造及其自動化中除了在機械制造行業中發揮作用之外，在自動化、電子以及機械設計等行業中也具有一定的優勢，可以為不同行業領域提供技術支持，推動機械設計制造及其自動化的發展，能夠更進一步彌補和豐富機械制造的不完善性，以便于為相關企業提供系統性的服務。

1.2利于提高生產效率

傳統機械制造生產中較多采用人力資源開展工作，與機械自動化相比，不僅要投入大量的人力成本，還極易出現制造問題，生產技術不夠統一，生產出來的機械設備問題較多。而機械設計制造及其自動化則可以將生產線完全轉化為自動生產，運用統一的技術實施機械制造工作，既能夠保障機械制造生產的有序性，也能夠減少人力成本的投入，有效減少生產過程中的人工操作風險，并且極大程度上提高機械制造的生產效率，為生產目標的實現提供保障。

1.3規避資源浪費問題的發生

機械設計制造及其自動化的技術性更加精準，在傳統機械制造工作中一旦遇到精細化的機械設備制作，很容易出現制造失誤問題，細節處理不到位而無法滿足設備使用需要，導致資源浪費問題的出現。而通過機械設計制造及其自動化的應用可以開展精細化制造工作，減少生產細節把控不準問題，而規避資源浪費問題的發生。

1.4可實現自動監督和自動控制

機械設計制造及其自動化中為發揮其自動化技術作用，在其中設置有自動控制裝置以及自動監督裝置，能夠根據相關技術參數或時間參數對機械制造實現自動監控。通過自動監督裝置、自動控制裝置可以及時發現生產中的問題，然后自動停止相應的運轉部分，對故障問題進行原因檢測后反饋信息至控制系統，方便技術人員的優化和修補。

2機械設計制造中機電一體化的應用研究

2.1電液控制技術

電液控制技術是機電一體化技術的重要表現，這一技術在工程機械領域的應用可以提高作業的安全性。傳統的工程機械存在一定的功能局限性，應用時的效率低，危險系數高，機電一體化技術下的工程機械操作精度有所提升。比如，在一些領域的液壓挖掘機中，就應用了電液控制技術，該技術使得機械控制系統的功能更為全面，其中，傳感器、控制器和角度設定器作為重點部件，完全滿足了液壓挖掘機的平整加工、壓實整平需求。當前的技術發展條件下，自由控制、變結構控制和神經網絡控制都具有了一定的理論支持，但在具體應用時還存在著一些現實性的問題，控制算法的復雜性使得傳統的機械技術很難達成，只有現代化的控制理論方可實現。

2.2節能控制技術

工程機械多為大型設備，在應用時的功率高，處于高強度的運行條件下，根據相關的數據調查，工程機械的能量利用率僅達到了20%，存在十分嚴重的能源浪費情況。機電一體化在當前工程機械中的應用還體現在節能控制技術的應用中，比如，功率單元電子控制器在一些機械設備中的應用，充分發揮了現代電子技術與節能控制技術的優勢，在微型電子計算機的參與條件下，根據需求來進行發動機速度和液壓泵輸出的靈活控制，機械運行中的燃油消耗量大大減少，實現了節能。與此同時，CPUC在機械設備的運行中，實時監測的發送機的速度、液壓壓力等參數，有效根據所獲得的這些數據和信息，確定最優的泵輸出，保持了發動機最為理想的運行狀態，在功率單元電子控制器下的發動機運行效率得以大大提升。

2.3電子負荷傳感技術

在液壓挖掘機中，電子負荷傳感技術同樣凸顯了機電一體化技術的優勢，在這一技術支持下的液壓挖掘機集體結構得以大大優化，整個挖掘機作業的過程中，操作流程得以簡化，具有更高的機械運行效率。比如，日本著名的制造廠商在液壓挖掘機基礎上進行了系統優化和改進，形成了新的電子負荷傳感挖掘系統，該系統的存在提升了挖掘機的整體性能。GELL1系統是首創的電子計算機液壓挖掘機系統，在系統運行的過程中，傳感分布的動力和鏟斗的不同位置可以在機械運行的同時，將盒子數據實時傳輸給駕駛室，駕駛室接收到這些信息以后，就可以快速根據這些信息來進行發動機、液壓泵、控制閥的控制指令發送。機械在運行的過程中，其工作速度是由實際需求來決定的，電子負荷傳感系統下的控制精度有所保障，動力、斗桿、鏟斗等相關部件的操作更為平穩和精準。

結束語

工程機械在生產領域的應用價值非常大，現階段的技術、工藝不斷發展，機電一體化技術中包含的技術種類越來越多，這些技術大大提升了工程機械的性能和功能。未來隨著信息技術的快速發展，機電一體化還將具有更廣闊的發展潛力。

參考文獻：

[1]王虎.淺談機電一體化技術在工程機械中的應用[J].大科技，2016，000（005）：228.

[2]王懷強.淺談機電一體化技術在工程機械中的應用[J].建筑與裝飾，2020，000（009）：161.

[3]彭丹華.工程機械機電一體化技術的應用研究[J].科學與財富，2019，000（018）：283.

[4]姚喜.機電一體化系統在機械工程中的應用探討[J].南方農機，2018，303（11）：189+203.