機(jī)電一體化技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用分析

何愛睿

（蘭州博文科技學(xué)院，蘭州 730000）

鑒于生產(chǎn)實(shí)際情況，伴隨著國內(nèi)機(jī)械加工制造領(lǐng)域?qū)τ跈C(jī)電一體化相關(guān)技術(shù)開發(fā)和應(yīng)用關(guān)注程度的顯著提升，機(jī)電一體化技術(shù)已經(jīng)普遍應(yīng)用在房屋建筑、機(jī)械產(chǎn)品加工制造等領(lǐng)域之中，加上此類技術(shù)應(yīng)用的過程中需要配合互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的科技、電控相關(guān)技術(shù)和機(jī)械加工技術(shù)等多學(xué)科的理論知識，確保其同時(shí)具備綜合性能比較強(qiáng)的優(yōu)勢。另一方面，機(jī)電一體化相關(guān)的技術(shù)實(shí)際應(yīng)用發(fā)展水平的顯著提高也拉近了相關(guān)領(lǐng)域與廣大人民群眾日常生活及生產(chǎn)之間的關(guān)系，此類技術(shù)在應(yīng)用的過程中不但可以顯著提升機(jī)械設(shè)計(jì)加工制造產(chǎn)品的最終品質(zhì)，大幅度提升工業(yè)加工生產(chǎn)領(lǐng)域的生產(chǎn)效率，還可以為現(xiàn)代化城市經(jīng)濟(jì)的長遠(yuǎn)發(fā)展作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。為此，持續(xù)提高機(jī)械工程領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展水平，詳細(xì)探索機(jī)電一體化技術(shù)的社會應(yīng)用價(jià)值及生產(chǎn)方面的促進(jìn)作用，現(xiàn)階段已經(jīng)成為了國內(nèi)機(jī)械加工行業(yè)后期的主要發(fā)展方向[1]。機(jī)電一體化相關(guān)技術(shù)如圖1所示。

圖1 機(jī)電一體化相關(guān)技術(shù)

機(jī)電一體化相關(guān)科技的優(yōu)勢通常表現(xiàn)為如下3個(gè)方面：第一個(gè)方面為相關(guān)技術(shù)的科技含量更新提升的速度比較快，機(jī)電一體化技術(shù)具備相對比較強(qiáng)的包容性特點(diǎn)，可以確保機(jī)械裝備在操作中廣泛吸取其他行業(yè)的技術(shù)精華，進(jìn)而有效幫助相關(guān)企業(yè)將先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)的生產(chǎn)力的重大目標(biāo)；第二個(gè)方面為相關(guān)技術(shù)實(shí)際應(yīng)用的領(lǐng)域非常廣泛，機(jī)電一體化相關(guān)技術(shù)具備顯著的綜合化及多元化的應(yīng)用特點(diǎn)，有助于確保其在各個(gè)行業(yè)的生產(chǎn)應(yīng)用過程中均可以取得優(yōu)良的成果；第三個(gè)方面是機(jī)電一體化技術(shù)具備的穩(wěn)定性比較強(qiáng)、自動(dòng)化程度高、精度及靈敏度比較高的執(zhí)行過程可以充分體現(xiàn)出相關(guān)機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)能力，最大限度上提升了相關(guān)企業(yè)實(shí)施產(chǎn)品加工生產(chǎn)管理過程的執(zhí)行效率，有助于相關(guān)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的長遠(yuǎn)發(fā)展。

1 機(jī)械設(shè)計(jì)制造過程中的機(jī)電一體化相關(guān)技術(shù)

1.1 交流電類型的傳動(dòng)技術(shù)

與常規(guī)的直流類型的傳動(dòng)技術(shù)相對比，交流類型的傳動(dòng)技術(shù)具有非常顯著的優(yōu)勢，不但表現(xiàn)為適應(yīng)工況的程度、設(shè)備能夠承載的區(qū)間等層面，而且在工程實(shí)際應(yīng)用的過程之中，此類技術(shù)還具備非常強(qiáng)的傳輸功能，可以顯著減弱信號在傳輸途中可能受到的外界環(huán)境的干擾，保證最大限度地提高信號傳輸過程的穩(wěn)定性與可靠性。此外，為達(dá)到針對機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域綜合管理能力的顯著提高，相關(guān)工程技術(shù)人員可以通過強(qiáng)化各個(gè)規(guī)劃設(shè)計(jì)部門內(nèi)部之間溝通和交流的方式來增強(qiáng)電子信息科技和微電子技術(shù)的有限結(jié)合與實(shí)際應(yīng)用，在全面提升機(jī)械加工設(shè)備穩(wěn)定性和安全性的前提下，有助于符合相關(guān)產(chǎn)品在規(guī)劃設(shè)計(jì)品質(zhì)等層面的實(shí)際需要[2]。

1.2 集成類型的制造加工技術(shù)

集成類型的加工制造技術(shù)通常是采用電腦設(shè)備為系統(tǒng)的基礎(chǔ)，依靠電腦程序軟件來實(shí)現(xiàn)針對各個(gè)規(guī)劃設(shè)計(jì)步驟及實(shí)際加工生產(chǎn)進(jìn)程的虛擬化模擬、操作測試，進(jìn)而可以在機(jī)械產(chǎn)品規(guī)劃設(shè)計(jì)的過程中最大限度地造成針對產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)車間等有關(guān)部門員工的配合工作。而且因?yàn)榇诉^程中經(jīng)過前期高效、科學(xué)及精確的測試環(huán)節(jié)，相關(guān)工程設(shè)計(jì)人員能夠?qū)⑿滦偷男畔⒖萍紤?yīng)用到機(jī)械產(chǎn)品的規(guī)劃設(shè)計(jì)過程之中，有助于全方位提升相關(guān)企業(yè)在加工原材料采購、加工成品的儲存、生產(chǎn)過程的管理等流程的自動(dòng)化與信息化水平。同時(shí)集成類型的加工制造技術(shù)還具有增強(qiáng)資源進(jìn)行共享的顯著優(yōu)勢，既可以為機(jī)械加工設(shè)計(jì)制造過程帶來健全完整的管理體系架構(gòu)，還能夠有效避免發(fā)生科技成果和實(shí)際產(chǎn)品規(guī)劃設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)出現(xiàn)脫節(jié)的不利情況，為機(jī)電一體化相關(guān)技術(shù)的持續(xù)創(chuàng)新與發(fā)展工作作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

1.3 總線相關(guān)的技術(shù)

鑒于常規(guī)信號相關(guān)的控制技術(shù)已無法符合當(dāng)今時(shí)代高速進(jìn)步的機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域的實(shí)際需求，所以總線相關(guān)的技術(shù)逐步成為相關(guān)工程技術(shù)人員對于機(jī)械裝備實(shí)施有效控制的關(guān)鍵方法，在工程實(shí)際的應(yīng)用進(jìn)程之中，工程技術(shù)人員借助適當(dāng)?shù)膬x器和設(shè)備實(shí)施統(tǒng)一形式管理的模式來提高各種機(jī)械裝備的自動(dòng)化控制水平與程度，而且目前相關(guān)總線的技術(shù)有助于增強(qiáng)各個(gè)機(jī)械制造生產(chǎn)流程之間的信息數(shù)據(jù)的傳送和溝通，有助于輔助相關(guān)工程技術(shù)人員造成對于整體系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)環(huán)節(jié)的自動(dòng)化及智能化管理，最大限度地提升機(jī)械加工制造領(lǐng)域的總體品質(zhì)。

1.4 智能制造相關(guān)技術(shù)

所謂智能制造技術(shù)，屬于人工智能的范疇，一般集合了知識與智力。智能制造包括了智能制造技術(shù)與智能制造系統(tǒng)，該系統(tǒng)不但可以在工作過程中持續(xù)擴(kuò)充知識數(shù)據(jù)庫，還具有自學(xué)的能力，并且能吸收環(huán)境信息，通過分析和判斷來規(guī)劃本身的操作。

智能化是制造業(yè)領(lǐng)域進(jìn)行自動(dòng)化及產(chǎn)業(yè)升級的必然發(fā)展方向。因此機(jī)電一體化相關(guān)的技術(shù)能夠?yàn)橹悄苤圃焯峁┯辛Φ闹С帧Ｈ斯ぶ悄芟嚓P(guān)的技術(shù)和執(zhí)行系統(tǒng)特別適合在制造業(yè)領(lǐng)域中應(yīng)對非常復(fù)雜及不確定性比較強(qiáng)的各類難題。人工智能系統(tǒng)技術(shù)可以廣泛應(yīng)用到設(shè)計(jì)、工藝規(guī)劃、生產(chǎn)過程調(diào)度和大型設(shè)備的故障診斷等領(lǐng)域。也可把神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及模糊控制相關(guān)的思路等領(lǐng)先的信息化智能解決方案投入到制造業(yè)的各個(gè)環(huán)節(jié)之中。智能制造如圖2所示。

圖2 智能制造相關(guān)技術(shù)

2 機(jī)械設(shè)計(jì)制造過程中機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用

2.1 機(jī)電一體化相關(guān)技術(shù)在系統(tǒng)動(dòng)力總成環(huán)節(jié)的實(shí)際應(yīng)用

因?yàn)闄C(jī)械加工制造設(shè)備需要依靠大量的電能來輸出足夠的動(dòng)能，這種情況就造成常規(guī)的機(jī)械加工制造設(shè)備普遍存在能耗過大、加工效率比低的情況，所以在實(shí)施機(jī)械加工制造裝備設(shè)計(jì)工作的時(shí)候，必須全面把控相關(guān)裝備的能耗問題。一般來講，液壓機(jī)設(shè)備屬于一類比較常規(guī)的工業(yè)領(lǐng)域的機(jī)械傳動(dòng)裝置，盡管此類設(shè)備可以把液體物質(zhì)作為媒介來造成傳遞能量實(shí)施壓制操作的效果，在機(jī)械加工行業(yè)內(nèi)取得了非常普遍的實(shí)際應(yīng)用，不過鑒于工業(yè)領(lǐng)域的實(shí)際情況不難發(fā)現(xiàn)，液壓機(jī)裝置僅有35%左右的能量利用效率，這種情況在很大程度上制約了工程技術(shù)人員對于系統(tǒng)綜合生產(chǎn)效率的改進(jìn)和提升[3]。

2.2 機(jī)電一體化相關(guān)技術(shù)在傳感器設(shè)計(jì)制造過程中的使用

在機(jī)電一體化相關(guān)技術(shù)的發(fā)展過程中，其中重要參數(shù)信息的傳輸工作必須由傳感器完成，這就要求要把相關(guān)控制系統(tǒng)內(nèi)部的各種類型數(shù)據(jù)信息輸送至其所對應(yīng)的電子元器件，與此同時(shí)還必須確認(rèn)相關(guān)電子元器件可以處于正常工作狀態(tài)。基于此，機(jī)械設(shè)計(jì)相關(guān)工程技術(shù)人員將機(jī)電一體化相關(guān)技術(shù)使用在傳感器規(guī)劃設(shè)計(jì)過程中，可以完成機(jī)械設(shè)備通信及控制單元執(zhí)行系統(tǒng)的合理結(jié)合，確保該設(shè)備具有高速重要參數(shù)信息傳輸、數(shù)據(jù)信息安全存儲及大幅提升傳輸準(zhǔn)確效率的技術(shù)特點(diǎn)。所以，機(jī)械設(shè)計(jì)相關(guān)工程技術(shù)人員一旦把機(jī)電一體化相關(guān)技術(shù)使用在傳感器規(guī)劃設(shè)計(jì)制造的過程中，就能夠借助其強(qiáng)靈敏度的傳感器實(shí)現(xiàn)機(jī)械裝置旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)及溫度控制系統(tǒng)的實(shí)際檢測，實(shí)現(xiàn)針對機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)化控制。傳感器如圖3所示。

圖3 傳感器

2.3 機(jī)電一體化相關(guān)技術(shù)在監(jiān)控系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)過程中的使用

機(jī)電一體化相關(guān)技術(shù)除了可以行之有效地提高機(jī)械加工制造產(chǎn)品的精度，還能夠達(dá)成即時(shí)監(jiān)控機(jī)械設(shè)備運(yùn)行的目的，有益于確保機(jī)械工程制造現(xiàn)場操作相關(guān)技術(shù)人員能夠充分掌握并且監(jiān)控機(jī)械設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的同時(shí)，也可以在第一時(shí)間把故障數(shù)據(jù)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)傳遞，進(jìn)而在最短的時(shí)間內(nèi)解決針對安全隱患的處理，最大限度地減少由設(shè)備機(jī)械故障所造成的不利影響，基于此，機(jī)械設(shè)計(jì)相關(guān)工程技術(shù)人員在機(jī)械設(shè)計(jì)過程中增加了智能監(jiān)控系統(tǒng)，是為了確保該系統(tǒng)具有故障信息自動(dòng)報(bào)警及故障自動(dòng)排查的功能。當(dāng)中自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)可以完成針對機(jī)械設(shè)備內(nèi)部其余輔助運(yùn)行系統(tǒng)的監(jiān)控工作，有益于在相關(guān)智能控制系統(tǒng)發(fā)生機(jī)械故障的過程中，能夠在最短的時(shí)間內(nèi)發(fā)出預(yù)警信息，能夠確保相關(guān)機(jī)械設(shè)備的真實(shí)使用品質(zhì)獲得最大限度的提高。

2.4 機(jī)電一體化相關(guān)技術(shù)在數(shù)控設(shè)計(jì)過程中的使用

現(xiàn)階段，因?yàn)閿?shù)控編程加工技術(shù)在數(shù)控機(jī)床等機(jī)械設(shè)計(jì)過程中具有非常廣泛的應(yīng)用，該技術(shù)有益于確保機(jī)械加工制造行業(yè)的創(chuàng)新與升級，然而繁雜制造加工流程在某種程度上制約了數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步，基于此，在最短的時(shí)間內(nèi)達(dá)成機(jī)電一體化相關(guān)技術(shù)在數(shù)控加工規(guī)劃設(shè)計(jì)過程中的使用，可以最大限度地解決某些數(shù)控裝置內(nèi)部由前期設(shè)計(jì)原因?qū)е碌母鞣N漏洞的狀況，實(shí)現(xiàn)機(jī)械規(guī)劃設(shè)計(jì)的智能化解決方案，最大限度地滿足國內(nèi)現(xiàn)階段機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化技術(shù)水平的需求。比如，機(jī)械設(shè)計(jì)相關(guān)工程技術(shù)人員能夠把自動(dòng)快速換刀相關(guān)技術(shù)使用在數(shù)控加工機(jī)床的規(guī)劃設(shè)計(jì)過程中，在大幅提高相關(guān)機(jī)械裝置工作效率的同時(shí)，確保CAD（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)）技術(shù)的全方位跨行業(yè)的發(fā)展與運(yùn)用。基于此，不管是在機(jī)械裝置進(jìn)行加工制造環(huán)節(jié)還是在實(shí)際工作環(huán)節(jié)，機(jī)電一體化相關(guān)技術(shù)都可以最大限度地體現(xiàn)出優(yōu)良的產(chǎn)品把控及項(xiàng)目管理功能，行之有效地降低了機(jī)械加工相關(guān)工程技術(shù)人員進(jìn)行機(jī)械制造相關(guān)工作的難度系數(shù)。數(shù)控加工技術(shù)如圖4所示。

圖4 數(shù)控加工技術(shù)

3 提高機(jī)電一體化相關(guān)技術(shù)使用品質(zhì)的研究

伴隨著國內(nèi)機(jī)電一體化相關(guān)技術(shù)和廣大人民群眾日常生產(chǎn)及生活的聯(lián)系越來越緊密，為了最大限度地滿足機(jī)電一體化相關(guān)技術(shù)越來越高的使用品質(zhì)技術(shù)需求，機(jī)械設(shè)計(jì)相關(guān)工程技術(shù)人員必須逐步高度關(guān)注重相機(jī)械設(shè)備的日程管理工作，在強(qiáng)化機(jī)械設(shè)計(jì)制造理論研究的同時(shí)，必須持續(xù)創(chuàng)新，并且做好相關(guān)裝置具體功能技術(shù)特性及實(shí)際使用的科學(xué)合理結(jié)合，有益于確保國內(nèi)機(jī)電一體化相關(guān)技術(shù)的高速發(fā)展進(jìn)步。與此同時(shí)，機(jī)械設(shè)備相關(guān)技術(shù)管理工程師還必須借助相關(guān)行業(yè)技術(shù)法規(guī)及標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)真研究來提升相關(guān)機(jī)械設(shè)備的引用品質(zhì)，為徹底解決機(jī)械裝置使用不合理、不能夠按照相關(guān)技術(shù)要求進(jìn)行周期性維護(hù)及技術(shù)參數(shù)選擇不科學(xué)等狀況提供有利幫助，進(jìn)而可以應(yīng)用科學(xué)合理的使用范圍及相關(guān)重要技術(shù)參數(shù)指標(biāo)充分體現(xiàn)出機(jī)械設(shè)備的真實(shí)運(yùn)行價(jià)值。逐步增加投入機(jī)械設(shè)計(jì)及加工技術(shù)的科研資金，爭取在最短的時(shí)間內(nèi)達(dá)成針對機(jī)電一體化相關(guān)技術(shù)使用品質(zhì)的提高，對于國內(nèi)機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)的健康發(fā)展起到非常關(guān)鍵的促進(jìn)作用。

4 結(jié)束語

綜上所述，現(xiàn)階段國內(nèi)很多機(jī)械工程相關(guān)項(xiàng)目都朝向高安全穩(wěn)定性及高品質(zhì)的方向發(fā)展進(jìn)步，為了最大限度地滿足機(jī)械設(shè)計(jì)相關(guān)工程技術(shù)人員及機(jī)械加工與制造相關(guān)技術(shù)在當(dāng)代國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)過程中的真實(shí)需要，機(jī)械加工制造相關(guān)企業(yè)在持續(xù)創(chuàng)新升級計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)及將機(jī)電一體化技術(shù)進(jìn)行完善的同時(shí)，還需借助培養(yǎng)機(jī)械設(shè)計(jì)相關(guān)工程技術(shù)人員的職業(yè)素養(yǎng)、安全降本理念，從而能夠最大限度地提升相關(guān)機(jī)械設(shè)備的工作效率，為機(jī)械加工制造相關(guān)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的可持續(xù)發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。