机械设计制造中机电一体化的应用研究

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　　摘要：机电一体化是大规模集成电路和微型计算机为代表的微电子技术，是一种新型技术，在我国经济生产中发挥了重要作用。尤其是在工业生产领域，对机械设备的利用越来越广泛。为了提高工业生产效率，必须加强对机械的创新研究。机电一体化技术是现代工业发展过程中的重要技术，对于我国实现工业化发展具有重要作用。
　　关键词：机械设计;制造生产;机电一体化
　　引言
　　机电一体化技术是一种新型的电子操控技术，它可将机械、微电子、自动控制等技术进行软件编程处理，统一整合这些技术，应用到大规模集成电路上，通过计算机对机械操作进行辅助操作，使得机械设计方案与控制得到全方面的优化，提高了运行效率，降低管理成本。
　　1.机电一体化技术解析
　　机电一体化将机械设计中的各个部件进行链接、融合并集成，使机械设备中感应单元、驱动方式、以及如何执行进行一些列控制优化以及集成，从而实现整体机械整体设计质量的提升。机电一体化技术最与众不同的地方，是可将机械设备中的执行驱动方式和感应单元等组织结构运作效率进行提升，实际上就是将机械设计的方式进行优化，通过自动化系统让机械设计中的每个部件得以融合集成，继而加快传统技术产品升级的速度。
　　2.机电一体化技术组成种类
　　2.1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。
　　2.2总线技术
　　总线技术是控制施工现场的重要手段，不同仪器设备及操作仪表通过总线技术的统一操控，让生产现场中的仪器得到自动化控制。如今，传统的信号控制管理技术与现代化的生产模式已经无法适配，总线技术则完美替代了传统的信号控制，促使机械设备的各项信息可以进行双向传输，最大限度的提升了传输效率。传输中的信号消损幅度降到最小后，这种精确性的现场控制也让生产技术效率得到了水平上的保障。
　　2.3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。
　　3.机电一体化在机械设计中的应用
　　3.1机电一体化在数控设计中的应用
　　数控机床技术获得机电一体化技术的辅助后，让机械制造生产过程得以优化。同时将数控技术中的繁杂步骤进行简化处理，并实现智能化整合，促进整体式设计质量水平的提升。例如：机械产品在实际生产过程中采用自动换刀技术后，可让机床的使用效率提升到更高的水平，CAD技术也因数控设计技术的优化变得更加实用。数控系统设计开发的初始阶段，体系构建较为简单，无法满足现阶段机械技术的实际要求。数控设计获得机电一体化技术的辅助后，计算机系统可将数控技术进行更为精确的操控，并且可以从根本上实现CAD/CAM技术的整合优化。
　　3.2机电一体化在动力设计中的应用
　　動力设计在机械设备的运行过程中属于基础支撑，生态可持续发展战略的提出，节能环保逐渐成为各个产业生产发展过程中的核心内容，对于机械生产来说也不例外。除了保证企业经济效益以外，还要确保资源可以得到充分的利用。机电一体化技术在动力设计中的应用，则将这个问题进行了良好解决。传统的机械设计动力一般会使用液压机，这种设备在实际运作中需要消耗大量的能源，如果想要从源头上节约能源，那么就必须对动力的运作进行精确控制，机电一体化技术中的电子调速器可以让机械的动力压力等实现精确调节，依据设备运行的实际状况对设备转速进行运作误差的降低。
　　3.3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。
　　3.4应用于机器人领域
　　机器人在我国的工业领域应用非常普遍，特别是在汽车制造业、电子电气行业以及铸造行业发挥了重要的作用，它的广泛应用极大地提高了生产效率，减少了经济成本。由于大部分行业需要更加精密的产品，所以对工业机器人的设计精度要求较高，在工业机器人每一个制造过程中都对其精度有较高的要求，如今应用机电一体化技术，采用伺服电机并安装编码器对电机的旋转角度进行检测，将编码器里的反馈数据发送至伺服驱动器，校对并使旋转角度正确，保证了其运动精度。此外，机器人控制也是机器人制造业的一项关键能力，为提高机器人的性能，降低机器人的成本，仍然需要进行大量的研究并引入新的功能。当今备受关注的机器人发展领域有多机器人控制、安全控制、3D视觉、远程机器人监控、无线通信等。
　　4.机电一体化的发展趋势
　　4.1小型化，微型化发展
　　微型化是现代工业产品的一大趋势，各种各样的信息电子设备的体积都在不断缩减，由于纳米技术、微米技术的迅速发展，使得应用机电一体化技术的产品向着小型化、微型化发展成为可能。比如应用了感应式、光电式、磁敏式、电容式以及超声波式等各种微型传感器的工业机器人可在生产线或在搬运系统中实现快节奏的工作，并且其紧凑型的结构在密实的机房内能留出更大的操作余地。通过微型结构和强大性能，工业机器人具有卓越的设计自由度，可以实现广泛应用，这也就意味着其有更大的灵活性。
　　4.2智能化发展
　　随着技术的发展和应用，特别是物联网、云计算等智能技术的突破式发展，推动了机电一体技术的智能化，比如德国的“工业4.0”、中国的“智能工厂1.0”概念，意思都是在利用新兴技术来推动工业的智能化发展。我国制造业正在从劳动密集型转变为知识密集型，技术密集型，通过制造技术的智能升级，利用大数据分析、人工智能、传感器等技术配合完成作业，让工人和机器进行配合作业，实现更高效率的生产。
　　结语
　　机电一体化技术的应用让机械技术与电子技术得到有机融合，这是机械生产技术开发中的壮举。这项综合性的高新技术将会在技术升级与革新中获得更为广泛的应用，并促进机械生产效率的不断提升，继而为我国的经济建设做出应有的贡献。
　　参考文献：
　　[1]张佳奖，李志国，李凯.机电一体化系统在机械工程中的应用[J].中国战略新兴产业，2018（28）：108.
　　[2]温玉春.试论机电一体化的创新及发展方向[J].山东工业技术，2017（05）：127.
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