机械设计制造中机电一体化的应用研究

机械设计制造中机电一体化的应用研究

袁满巧

昆岳互联环境技术（江苏）有限公司，224051

摘 要：随着社会、经济、科技的不断发展，人们的生产、加工观念不断改变，对机器的需求越来越高，对其机电一体化的技术水平也越来越高。而机械加工技术是机械设计与制造技术中的一项重要技术，它可以将信息化、加工、电力电子等技术相结合，是机械制造业中的一个重要课题。文章通过对机电一体化技术的研究，论述了机电一体化技术在机械产品的开发与生产中的应用。

关键词：机械设计制造；机电一体化；应用研究

作为世界上的制造业大国，工业是我国的重要支柱产业，它的总体发展程度直接关系到整个国家的经济实力，在现代科技的高速发展下，对机械设计制造行业的综合能力提出了更高要求。然而，由于其兼容性强、稳定性好等特点，在许多方面得到了广泛的运用。将机电一体化技术引进到机械设计和生产领域，可以极大地提高机械的使用效率，从而提高整个机械的整体水平，促进国家的工业化。

1 机电一体化概述

机电一体化技术是一门将信息化、自动化控制、软件编程、传感器、电力电子学等多种先进技术相结合的综合技术。在机械设计和制造方面，采用机电一体化技术可以极大地提高设备的工作效率，并且通过精密的自动化控制，可以使机床的质量和精度得到提高，大大提高了机床的市场竞争能力。将机电技术引入到机器的设计与生产中，最大的优点就是它可以通过改变机器的传动方式，改变机器的运行方式，提高机器的整体性能，提高机器的生产效率。

2 机电设计制造领域机电一体化技术分析

2.1 集成制造技术

在机械设计与生产的零配件行业中，机电一体化技术在整个生产中的应用最为广泛，它可以使机械的生产自动化和集约化。在实际生产中，要从原材料准备、生产流程规划、生产质量控制等多个环节入手，才能制订出一套实用的一体化生产工艺。随着机电设备的引进，其总体的自动化程度将得到极大的提高，因此，在产品开发的初期，可以通过使用微机进行仿真示范，发现工艺的缺陷，从而进行改进，从而进一步完善产品的性能，从而建立一个完整的产品设计与制造。

2.2 总线技术

在机械产品的设计生产中，总线技术是将各种仪器、设备整合在一起，实现对其进行统一的管理与运用。特别是在同类产品中，可以采用主控型和分控型两种方式来实现，实现了对同类产品进行有效的有效管理，从而形成了一个封闭的机械产品生产管理体系。通过采用总线技术，可以从技术层次上对设备进行改进和改进，使机械生产系统的管理工作更加有效。而将总线技术运用到机械设计制造的过程中，则是将机电一体化技术引进到了机器设计和制造中，通过对其进行全面的监测，从而达到对设备的统一调度，从而达到节约成本、提高企业竞争能力的目的。总线技术能够把加工工艺的指令传递、信息采集等多种工作有机地结合起来，通过生产信息的交互性，对机器的各种设备进行监控和控制。由于采用了总线技术，使机器与电脑的一体化水平得到了极大的提高。

2.3 交流传动技术

在机械设计与生产中，采用的是一种对系统进行双向传递的技术，在机电一体化技术的支持下，对电力设备的数据传送能力提出了更高的需求。而要提高机器生产的能力与品质，则必须采用双向驱动技术来改善整个机器生产的结构，提高机器的资讯传递的效率与品质。比如，一般的内燃发动机，必须要与多个部件一起工作，以保证发动机的高效率。微电脑与功率电子学技术的运用，使机械手的操作能力得到了极大的改善，而传统的技术交流更是可以加强生产单位之间的沟通与交流，从而使整个机电系统的整体水准得到了提高。

3 机电一体化在机械设计制造中的应用

3.1 数控设计

将机电一体化技术应用到数据机床的制造与制造中，不仅可以极大地改善加工工艺，而且还可以将数控机床的工艺流程精简、集成与升级，提高整个 CNC的水平。在传统的机械零件的生产中，为了提高工作的生产率，可以使用刀具的自动更换技术。另外， NC技术的发展与运用，也有助于确定 CAD/CAM技术的方向，从而将 CAD/CAM技术的可视化运用到生产工艺中，并作为一个延伸的数据建模工具。基于机电一体化技术，使微机能够更加精确地控制 CNC技术，并通过集成和优化 CAD/CAM技术来促进机床行业的发展。

3.2 动力设计

将机电技术引入到机器设备发电系统，其主要目标是控制电力设备的生产效益，实现了成本节约和能耗降低。传统机械制造业中，电力装置通常存在着效率低下、能耗过大的问题。由于机械制造业的特性，电力装置的设备及技术复杂度较高，制造时间长，容易出现能耗过大的情况，导致整体能耗水平较高，生产率低下。同时，由于电力装置的设备及技术复杂度，加之操作技术的缺乏，使得电力装置的运行维护难度较大，进一步降低了生产率。这就是传统机械制造业中电力装置效率低下、能耗过大的原因。而在经济发展的今天，控制机械的能耗是一种必然的发展方向，它不但影响到企业的生产费用，而且与环保有着直接的联系，因此，在电力系统的设计中，采用机电技术，既可以控制能耗，又可以提高系统的功率利用率。

3.3 传感器设计

在机械设计与生产过程中，通常采用的是传感器来收集和传递系统的数据，因而它在整个自动控制中占有举足轻重的地位。由于其在机械结构中的用途，其采用的类型也各有不同，其差别主要体现在对数据的传递速度和质量上。传统的传感设备技术水平低，导致其难以实现对数据的可靠传输，从而影响着自动控制系统的正常运行。比如，当传感设备技术水平低时，它可能会忽略一些重要的信号，或者延迟反应，从而破坏自动控制系统的正常运行，使得自动控制系统无法正常执行设定的任务，从而大大降低了整个系统的工作效率，并导致系统出现偏差。而在此基础上，利用微电脑实现了对传感系统的全方位更新与优化，从而大大提高了传感系统的工作品质与效能。利用机电一体化技术实现了对传感器的实时监测，确保了其直接录入到系统的软件中，为传感器的研制工作奠定了坚实的基础。

3.4 监控系统

监测系统在机械设计和制造中的作用是非常重要的，它可以帮助企业实现持续、安全、高效的生产。它可以实时监测工厂的生产过程，及时发现设备的异常情况，以便及时采取措施阻止设备及产品损坏，减少生产成本。同时，它还可以帮助企业获取有效的实时生产数据，提高设备的运行效率，从而提高企业的整体生产绩效。在实际的制造中，机器的各种问题是无法避免的，通过监测可以对其进行处理，以减少对产品的影响。而机电一体化因其优越的特性，在设备的故障检测、设备监控等领域有着显著的优越性，可实现对设备的故障进行实时监控，并具备自动报警与检查的能力，便于用户及时发现问题。

3.5 生产线

在机械的设计与生产中，采用机电一体化技术也可以使生产线得到最好的改造和更新，特别是在当今科技发达的今天，机电一体化技术和计算机技术进行深度融合，将其运用到机器的生产工艺中，可以极大地提高流水线的工作效率，同时也可以使整个生产流程更加简单。比如，通过运用现代的电脑技术，科学合理地安排机器生产过程，达到多工序的同步，从而提高产品的生产率和品质，使生产线的潜力得到最大限度的发挥。

结语

总之，在当今科技飞速发展的今天，采用机电技术可以极大地提高设备的工作效率和品质，并降低设备的生产费用，因而将其运用于机械设备的自动化、智能化是目前的发展方向。从总体上讲，国内的机电一体化技术还处于起步状态，今后还有很大的发展空间，需要通过持续的技术革新与改进，加速机电一体化的发展，从而推动中国制造业从中国制造到中国智造的迅速转型。

参考文献：

[1]陈智俊,林丽华. 机电一体化技术在智能制造中的应用分析[J]. 农机使用与维修,2022(4):71-73.