機電一體化技術在機械設計制造中的應用

朱宏宇

（黑龍江工商學院 黑龍江哈爾濱 150000）

在機械設計制造行業發展中，機電一體化技術發揮著重要作用。針對機械設計制造來說，在機電一體化技術的作用下，讓傳統制造生產流程發生了變化，有效提高機械設計制造水平和效率，節約制造成本。所以，相關人員應該充分了解機電一體化技術應用價值，根據機械設計制造具體要求和現實情況，促進機電一體化技術與機械設計制造的充分結合，促進機械設計制造水平的提高，促進我國工業生產力的穩定發展，為我國工業化發展提供支持。

1 機械設計制造中機電一體化技術的應用意義

1.1 有效提高機械設計制造產能

對于機電一體化技術來說，也就是通過信息技術、機械技術的充分結合，實現機械制造生產改革創新的一種現代化技術。在機械設計制造生產中，相關人員需要在信息技術的作用下完成電信號的轉變，將其轉變成機械能，有效提高機械制造生產水平和質量，更好地滿足現代化社會建設發展要求。與此同時，在機電一體化技術的作用下，各種生產設備展現出信息自動記錄、識別等功能，能夠自動對產品信息進行收集和分析，實現機械制造的信息化發展，促進機械設計制造水平和效率的提升，對促進機械制造企業更好地發展有著現實性意義。

1.2 提高機械設計制造的操控性

在機械制造生產中，各個機械設備需要在程序控制、計算機操控等技術下，通過自動程序簡化機械操作流程，防止一些不規范操作行為的出現，有效提高機械設備精度和質量，促進機械生產質量和效率的提高，快速完成機械制造生產的綜合效益目標。與此同時，通過使用機電一體化技術，各個機械設備能夠嚴格按照相關要求完成生產操作，讓整個生產流程更加規范，所有生產設備保持相同作業環境下，促進機械制造生產效率的提高，無需所有人員參與，節約機械生產制造人力成本，提高機械生產制造經濟效益。

1.3 保證機械設計制造生產安全

機電一體化技術在電壓、電流變化感知方面有著一定能力，能夠及時找到機械設備在運行過程中的出現各種變化，及時預警，實現斷電保護，防止機械設備元件由于高負荷而出現損傷。相關人員通過使用機電一體化技術，能夠將電子信息系統和計算機技術價值充分發揮，對機械設計制造全過程進行監督與管理，實施斷電保護，及時找到機械制造生產中出現的問題，有效地提高機械制造生產水平，根據機械制造設備運行情況，在自動化處理下實現斷電保護，保證機械生產的安全性。例如，在內燃機生產過程中，通過分析內燃機產品性能，相關人員根據程序設計和電路控制，完成內燃機自動化生產，防止人為操作不規范而產生不必要的生產問題，提高各個環節生產水平和效率，保證內燃機生產質量。

2 機械設計制造中常見的機電一體化技術類型

2.1 現場總控技術

現場總控技術也就是結合機械設計制造系統中各種機械設備的充分結合，在實際中，通過總控和分控結合方式，實現相同類型機械設備高效化運行。在現場總控技術引導下，機械設備生產模式更具智能化和自動化，和傳統人工監督管理模式比較，現場總控技術能夠促進整體控制水平的提高，匯總機械制造生產過程中各種機械設備運行數據，便于相關人員數據分析，掌握車間內部各個機械設備運行情況，這樣不但可以減少機械設備維修維護成本，同時也能降低機械生產對人工管理的依賴性，實現信息采集與整合的一體化操作，從而促進機械設備制造生產水平的提高，與計算機等現代化技術充分結合，提高機械設計制造水平。此外，因為當前各種機械設備性能將會給機械制造生產效率帶來一定的影響，在此過程中，需要相關技術人員對現場總控技術有全面了解，提高各個設備自動化控制水平，實現各個環節信息的有效傳遞，給機械設計制造的一線人員提供真實、有效的信息，保證機械制造生產質量，提高機械生產安全性。

2.2 交流傳動技術

在機械設計制造過程中，把機電一體化技術應用其中，除了要保證電子信息傳遞效率和質量，同時還要保證電子信息傳遞過程的安全。在實際中，需要結合實際情況，全面提高機械設備制造效果，注重雙向傳動技術應用，在保證電子信息傳遞效率和質量的情況下，促進機械設計制造一體化水平的提升。例如，在內燃機生產過程中，在生產各個環節中，要求多個部門參與，并且各個部門之間相互合作，保證內燃機生產工作的順利完成。在實際中，不同車間部門和企業需要在相同平臺中合作，從而減少信息交流不順暢而引發的內燃機生產問題，保證生產效率和質量，促進內燃機生產水平和效益的提升。通過采用微電子技術與計算機技術，并在交流傳動技術的作用下，促進各個部門之間信息交流，有效提高機械設備運行水平和效率，保證機械設計制造質量。

2.3 集成制造技術

從目前情況來說，集成制造技術在機械設計制造中應用廣泛，發揮著重要作用，是機械加工自動化、集成化發展的關鍵。在機械制造生產中，需要提前做好設計規劃工作，完成相關材料準備工作，確定好生產流程。結合機械制造生產具體要求，建立完善的管理體系，從而保證機械設計制造工作的順利進行。與此同時，在機械設計制造中，把機電一體化技術應用其中，在機電一體化技術作用下，不管是前期機械設計，還是后期機械生產，相關技術人員都可以在計算機軟件系統的作用下完成制造生產模擬工作，可以更好地展現出機械設計制造過程，便于相關人員及時找到生產中出現的問題，優化生產流程和方案，獲得準確的生產信息，對機械設計制造全過程自動化水平提高有著重要意義。

2.4 機械數控技術

在技術快速發展中，“數控”不再是工業界的高端詞匯，現代機械設備中開始廣泛使用數控技術，如數控機床、數控激光加工機等。在數控技術的作用下，實現了自動換刀、旋轉抽頭等操作，給工業制造生產提供便利條件。隨著機電一體化技術應用范圍的不斷擴大，有效彌補了傳統數控技術在編程、制造等方面的不足，有效處理了當前數控技術在使用中的一些問題，改善了操作人員面對常規機械設備和簡單數控設備過程中的操作問題，給設備生產制造和運行提供了有利條件，有效地降低了設備設計和操作難度，有利于實現輔助設計技術的更好發展。

2.5 機械節能技術

機械設備在運行過程中將會消耗大量能力，但是受到各種因素的影響，機械設備時常會處于一個沒有按照經濟效率要求運行或者過載運行的狀況，導致該現象出現的根本原因就是傳統機械設備對自己運行情況和自主調試能力缺少深入判斷。通過使用機電一體化技術，能夠給機械設備提供自主判斷能力，讓機械設備可以結合實際運行情況和需求完成功率調節等工作，優化機械設備能量使用，讓機械設備處于一個高經濟運行狀態，從而達到節約資源的目的。通過這種方式，不但有效提高機械設備生產效益和質量，同時也能延長設備使用期限，節約更多的成本。

3 機電一體化技術在機械設計制造中的應用路徑

3.1 在傳感器領域中應用

在機電一體化領域中，傳感器屬于一個重要的電子設備，在其中發揮著各個元件系統信息傳遞的效果，有效地保證系統運行過程的穩定性和安全性。通過把機電一體化技術和傳感器的充分結合，在機械設計制造中應用，能夠實現機械設備通信系統與執行系統的協調發展，不但能夠促進數據傳遞水平和效率的提升，也有效地保證信息傳遞的安全性，在某種程度上保證機械設計制造生產質量。例如，在機械切削過程中，通常會需要使用不同尺寸的零件，保證切削工作的順利進行，換句話說，尺寸零件精度將會被切削作業質量和效率產生一定影響。所以，相關工作人員應該了解不同零件質量，在實踐中，通過規范行為來對各個尺寸零件質量科學把控。在傳統設計與生產模式中，相關工作人員在零件生產質量控制方面，通常采用比較落后的人工控制方式，因為人工控制自身比較局限，零件生產質量還無法滿足實際生產要求，使得機械切削質量無法保證。在機械設計制造過程中，通過引進機電一體化技術，實現自動化生產，并且在傳感器的作用下，將傳感器的靈敏性充分發揮，如實記錄機械設備在運行過程中的各種參數，并將其保存在機械控制系統中，在自動化操作的環境下，有效減少人為因素造成的控制精度問題，同時，通過各種運行參數來了解機械設備運行情況和控制成果，相關人員及時調整機械設備制造生產中各項參數，保證操作的專業性結合規范性，有效提高機械設計制造水平和質量。

3.2 在監控系統設計中應用

在機械設計制造監控系統中，把機電一體化技術應用其中，便于相關人員對機械制造生產過程進行動態追蹤和監控，在包裝機械制造生產精度的同時，也能更好地了解機械設備工作情況。在實際機械生產過程中，如果機械設備發生故障問題，可以及時在監控系統的作用下將信息反饋給相關人員，保證機械制造設備運行的穩定性和安全性，從而減少設備故障問題的出現。在機械設計制造過程中，監控系統作為最重要的環節，需要對機械設備運行情況有一定了解，給機械設備安全生產提供良好的環境。在監控系統設計過程中，機電一體化技術能夠優化和完善監控系統自動排查功能及自動預警功能，讓其在機械設計生產過程中，通過輸入對應的指令信息實現自動化生產，從而促進機械設計制造水平的提高，保證機械制造質量。另外，在監控系統的作用下，對機械設計制造系統中各個部件運行情況進行監控，如果其中一些部件出現故障問題，系統可以及時獲得故障信息，做出預警反應，便于相關人員及時發現并處理，降低故障問題帶來的損失，保證機械設計制造系統運行的安全性和穩定性。

3.3 在數控技術領域中應用

在現代機械設計制造生產過程中，數控技術的應用比較廣泛，為機械設計制造工作順利開展提供支持，有效提高機械設計制造質量和水平。在實際中，數控技術和機電一體化技術的重復結合，將其應用到機械設計制造行業中，能夠促進機械設計制造創新發展，并且更好地滿足當前社會對機械設計制造提出的更高要求。但是毋庸置疑的是，數控技術為機械設計制造生產提供技術支持的同時，在一定程度上增加了機械設備制造流程的復雜性，讓各個操作變得更加復雜，嚴重影響產品生產水平和質量的提升。在機電一體化技術作用下，可以促進機械設計制造智能化水平的提升，并且讓數控系統變得更加完善，這樣能夠有效地降低機械設計制造工藝的復雜性，降低機械設計制造難度，有效提高機械設備運行水平和效率，對促進機械制造行業的更好發展有著現實性意義。例如，在數控機床設計過程中，通過把自動換刀技術與CAD技術的重復結合，有效地提高機械設備使用水平，讓各個技術使用價值得到充分發揮，有效提高機械設計制造水平和質量。在這種情況下，不管是機械設備運行，還是生產環節，都可以實現機電一體化技術與數控技術的重復結合，從而充分發揮其管控價值，有效地降低機械設計難度，提高機械設計制造管理水平，保證機械設計制造安全性。

3.4 在動力設計領域中應用

在傳統機械設備設計制造中，設備動能產生將會投放大量能源，使得傳統生產設備可能會面臨能源消耗量高、產能低等問題，無法滿足機械設計制造行業戰略發展要求。所以，在新形勢背景下，在開展機械設備設計制造工作中，相關技術人員應重點關注設備能源消耗問題，并在實際中，將機電一體化技術合理應用其中，實現動力設計優化處理，保證生產質量，促進機械設計制造生產水平和效益的提高。例如，液壓機作為傳統工業生產中廣泛采用的機械設備，在實際生產中，可以發展液壓機能源使用率相對比較低，大約有50%的能源沒有得到使用，造成能源的嚴重浪費，并且也會給液壓機生產帶來直接影響。在液壓機設計和生產過程中，在機電一體化技術作用下，通過機電一體化技術實現對設備運行效率和壓力值等參數的控制，并且在電子調速器的配合下，高效利用制造系統中的效能，有效地降低機械設備能源消耗，更好地完成機械設備制造生產工作，對節約型發展戰略的完成起到了促進作用。

4 結語

總而言之，在機械設計制造過程中，通過使用機電一體化技術，能夠優化機械設計制造流程。為了更好地滿足我國機械設計制造發展要求，機械設備制造企業應結合時代發展需要，樹立現代化生產理念，加強技術總結與分析，讓機電一體化技術在機械設計制造中充分使用，發揮自身價值，帶動我國機械設計制造水平的全面提升。