机械设计制造中机电一体化的应用研究

周敬

河北省产品质量监督检验研究院

摘要：本文首先分析了机电一体化技术应用优势，接下来详细阐述了机电一体化技术组成种类，最后对机电一体化在机械设计中的应用做具体论述，希望通过本文的分析研究，給行业内人士以借鉴和启发。

关键词：机械设计制造;机电一体化;实际应用

工业在国家经济发展中占据重要地位，而机电一体化是应用于现代工厂的重要技术，融合了多种新兴技术，例如：微电子技术、信息技术、自动控制技术、传感技术、编程技术等，集成了大规模的电路与计算机系统功能，促进传统工业的转型与升级，其应用全面提升了整体机械设计与制造的效率、质量

一、机电一体化技术应用优势

作为现代工业自动生产设备运行的重要技术支撑，机电一体化技术实现了机械技术、电工电子技术、信息技术、传感器技术、信号变换技术等诸多内容的系统综合。从应用过程来看，其具有以下方面的突出优势。其一，较强的生产能力。与传统工业生产方式相比，机电一体化技术在现代信息技术的支撑下，其实现了操作流程的高精度、高灵敏度、自动化控制，其使得产品生产的效率更高，质量更加规范，因而社会应用价值十分大。其二，安全性能较高。机电一体化技术下，工程机械的生产过程具备了动态化的监视和报警功能，这种异常信息及时检查和自动保护的落实，使得操作人员、操作设备损伤的程度和频次得以有效控制，有效的提升了设备运行的安全性。其三，机电一体化技术拥有较为强大的应用性能。一方面，在控制系统下，其相关工作状态可以进行数字显示，并且智能化、电子化的操作设备取代了传统的手柄应用，有效的缩减了操作任务量，确保了操作的方便性。其四，应用范围十分广阔。具体而言，复合技术是机电一体化技术应用的基础，在其控制下，其可以充分的应用于每个领域，实现现代工业生产效率和质量的全面提升。

二、机电一体化技术组成种类

（一）集成制造技术

此项技术主要是通过计算机的辅助整合生产部门设计部门的机械设计，通过模拟，让整个设计过程的测试工作顺利完成。提升测试结果的精确性，减小误差，让每个部门的生产步骤可以提前得到模拟实现。机械设计中原材料和生产管理的统一整合，是将整个生产过程进行信息和自动化处理，这是一种机械和信息两种技术的完美结合，通过集成技术的辅助，让资源得到共享处理，并将技术设计的统一和整体性得到兼顾。

（二）交流传动技术

实际操作中交流传动技术的承载和信息处理能力相比较其他技术来说拥有较强的适应性，同时在信号传输能力上也变得更为优质。让信号在传输过程中受到的干扰程度降到最低，保证信号传输过程的稳定，也让机械设计中的信息交流质量更高，促使产品设计获得优化。微电子以及电子技术的使用，让机械设备的稳定性变得更强，保障设计工作的质量达到机械生产要求。

三、机电一体化在机械设计中的应用

（一）动力设计

机电一体化在机械设备动力设计中的有效应用，旨在节约能源，提高生产效率。以往的工业生产中，机械设备在运行过程中需要大量的能耗，生产的效率整体偏低，制约了企业的发展。一般情况下，在机械设备的设计、制造期间，一定要仔细地分析能耗问题。而机电一体化技术的应用，能够有效地降低能源消耗，提升设备的动力水平。以液压机为例，它是一种较为传统的工业设备，需要较高的能耗，能量的利用率偏低。在以往的工程设备中，液压机的生产率非常低，能量的利用率不超过1/3。而在机械设备制造领域，应用机电一体化技术后，在液压挖掘机内装有电子调速装置，可让相关的设备按照实际情况自动地调节压力、转速等工艺参数，从而降低设备的能源消耗。此外，大部分机械设备应用柴油，可在柴油机上安装电子调速装置，柴油机能够适时调整工作方式，以达到提升效率的目的。

（二）监控系统

在机械设备运行的时候，极易发生某些紧急问题，例如：设备突然发生故障、原料供应不足等。此时，机械设备应当及时采取应对措施，如：停止运行，以免增加安全隐患。为了让机械设备及时做出相应的反应动作，一定要不断地优化监控系统，从而实时监测机械设备的运行状态，及时查出故障，自动解决某些问题。机电一体化技术的作用主要体现在自动报警和故障诊断和处理系统的设计上。利用自动报警技术，故障诊断和处理技术，可以实现对工程机械传感和液压系统的有效监控。万一机械设备产生异常现象，系统均会自动地查找故障部位，且初步地确认故障方位、种类，及时发现警报信号，让工作人员第一时间采取必要的检修措施。监控系统的故障警报工作原理：在监控系统内部安装一套标准化的有关机械设备的本体构造以及各个组件参数的装置。机械设备在日常运行中，可把各个元件的详细情况传输于信息系统，通过监控系统对其有效地监督与控制，且与正常的参数对比。若存在较大的差异，则会第一时间发出警报，以免故障的影响蔓延。机电一体化技术在机械制造中的应用提升了设备的工作效率，控制了机械设备损坏的概率，提高了机械设备的使用性能。

（三）机电一体化在传感器设计中的应用

传感器在机械设计中属于信息传输中主要的构成元件，在机械设计中非常重要。不同的机械设计应用的传感器型号也存在一定的差异性，主要表现在数据传输速度和质量要求上。传统的传感器装置因为技术水平较低，在机械设备的检测过程中无法满足数据反馈和传输上的技术要求，这也就直接造成了机械运行过程中的状态无法达到稳定的效果，甚至会产生较大的判断误差。获得机电一体化技术的辅助后，计算机技术可以让传感器设计得到全面优化，从整体上提升数据分析质量。这里值得一提的是，计算机技术可在实际操作过程中对数据进行实时监控，促使这些数据可以直接输入到软件公式中，为机械设计水平的提高提供应有的保障。显然机械设计各个部件的精度提升，为提高设备运作水平以及增加使用寿命创造有利条件。

四、结语：

总之，在机械制造行业发展过程中，应当以有利于加强机械制造的自动化、数字化以及智能化为目标，加强计算机数字控制、计算机集成制造、柔性制造以及敏捷制造等机电一体化技术在机械制造行业的有效应用，对生产设备和产品质量进行有效控制，合理配置各种资源，提高工作效率，降低企业成本，同时不断提高机械制造企业的应变能力，增加顾客对产品的满意度，为企业争取更多的经济效益，促进机械制造行业的可持续发展。

参考文献：

[1]陈辉，王磊.机电一体化技术的现状及发展趋势[J].机械，2008（07）.

[2]胡友祥.现代机械制造中数控技术的应用探究[J].科技风，2019（04）.