機(jī)械設(shè)計(jì)制造中機(jī)電一體化的應(yīng)用研究

摘 要：機(jī)電一體化技術(shù)不僅涵蓋了多種技術(shù)手段（其中包含了機(jī)械設(shè)計(jì)、電子科技、信息技術(shù)等多方面技術(shù)手段），而需要將這些技術(shù)手段綜合運(yùn)用到實(shí)際生產(chǎn)中。在新時期，機(jī)電一體化在各個領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，需要相關(guān)人員結(jié)合機(jī)電一體化的實(shí)際使用情況，來對其中涉及的一些技術(shù)手段進(jìn)行優(yōu)化和改良。在進(jìn)行優(yōu)化后，機(jī)械工作質(zhì)量和工作效率可以大大提升，從而為企業(yè)節(jié)約成本費(fèi)用，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì)制造;機(jī)電一體化;應(yīng)用

一、 機(jī)電一體化的技術(shù)分析

機(jī)電一體化是一種運(yùn)用計(jì)算機(jī)和微電子技術(shù)對機(jī)械設(shè)計(jì)進(jìn)行自動控制的新型電子技術(shù)。它的具體應(yīng)用是改變機(jī)械中一些組成部件的設(shè)計(jì)方式，提升設(shè)備的感應(yīng)度、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和驅(qū)動方式的靈敏度，利用自動化系統(tǒng)將機(jī)械設(shè)計(jì)中的每個部件進(jìn)行融合和集成，這樣可以使機(jī)械設(shè)計(jì)的精確度有所提高。機(jī)電一體化中最有特點(diǎn)的技術(shù)在于可以提升執(zhí)行驅(qū)動方式和感應(yīng)單元等部件的工作效率，優(yōu)化機(jī)械設(shè)計(jì)的方式，從而使傳統(tǒng)的機(jī)械產(chǎn)品可以更快地升級換代。

二、 機(jī)電一體化技術(shù)的分類

（一）集成制造技術(shù)

集成制造技術(shù)是運(yùn)用計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)，通過計(jì)算機(jī)的輔助讓設(shè)計(jì)部門和生產(chǎn)部門的機(jī)械設(shè)計(jì)可以完美地整合在一起，以保障在設(shè)計(jì)過程中，機(jī)械的測試階段可以順利完成。這種技術(shù)是可以減少設(shè)計(jì)部門設(shè)計(jì)的產(chǎn)品和生產(chǎn)部門生產(chǎn)的產(chǎn)品有所不同而造成的誤差，使每個階段都可以順利實(shí)施，在機(jī)械設(shè)計(jì)中需要對生產(chǎn)過程中的信息進(jìn)行自動化處理，將材料與生產(chǎn)管理融合到一起，運(yùn)用集成技術(shù)共享資源。

（二）總線技術(shù)

在施工現(xiàn)場，需要運(yùn)用總線技術(shù)將不同的儀器設(shè)備和操作儀表聯(lián)合到一起統(tǒng)一控制，從而實(shí)現(xiàn)對儀器設(shè)備等的自動控制。這種方法與傳統(tǒng)的信號控制有所不同，總線技術(shù)控制不僅可以將指令傳達(dá)給儀器，還可以接受儀器的信號反饋，信號可以雙向傳輸，這樣可以大大提高傳輸?shù)男?，提升機(jī)械的運(yùn)作效率。同時，在此過程中信號的損耗較傳統(tǒng)的信號傳輸要少很多，生產(chǎn)的技術(shù)效率和生產(chǎn)水平得到了大幅度提升。

（三）交流傳動技術(shù)

交流傳動技術(shù)與總線技術(shù)類似，都是運(yùn)用其傳輸信號以控制施工現(xiàn)場的儀器設(shè)備。但該技術(shù)與總線技術(shù)的不同在于總線技術(shù)保障信號的損耗率低，該技術(shù)則是用以保障信號在傳輸過程中不受其他因素的干擾，使信號在傳輸過程中保持穩(wěn)定，儀器得以良好運(yùn)作。交流傳動技術(shù)的適應(yīng)性非常強(qiáng)，對于信息的承載和處理能力也很好，保障了儀器設(shè)備在施工時的穩(wěn)定性，確保產(chǎn)品的生產(chǎn)效率和質(zhì)量。

三、 機(jī)電一體化的實(shí)際應(yīng)用

（一）在數(shù)控設(shè)計(jì)領(lǐng)域的應(yīng)用

數(shù)控機(jī)床技術(shù)實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化后，可以精簡生產(chǎn)過程的步驟，優(yōu)化生產(chǎn)過程，同時可以實(shí)現(xiàn)智能化整合，讓設(shè)計(jì)的產(chǎn)品質(zhì)量能夠大幅度提升。例如，數(shù)控機(jī)床技術(shù)在實(shí)際生產(chǎn)中由于磨損等原因需要進(jìn)行換刀，但是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化后，就可以運(yùn)用自動換刀技術(shù)，這樣大大減少了生產(chǎn)時間，機(jī)床的生產(chǎn)效率得到了提高，使用壽命也得到延長，數(shù)控設(shè)計(jì)在開發(fā)的初期體系結(jié)構(gòu)十分簡單，已經(jīng)無法滿足當(dāng)下現(xiàn)代化機(jī)械技術(shù)的實(shí)際要求，將機(jī)電一體化技術(shù)運(yùn)用到數(shù)控設(shè)計(jì)中，可以利用計(jì)算機(jī)對設(shè)計(jì)過程進(jìn)行更精確的控制，更好地實(shí)現(xiàn)其他控制技術(shù)的整合。

（二）在動力設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

動力是機(jī)械設(shè)備運(yùn)行的基礎(chǔ)，因此動力設(shè)計(jì)在機(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)中也有著十分重要的地位。對于機(jī)械生產(chǎn)而言，由于工業(yè)生產(chǎn)會造成大量的污染和浪費(fèi)，如果不加以控制和解決，會對環(huán)境造成不可逆轉(zhuǎn)的傷害。因此，在機(jī)械生產(chǎn)中需要注意節(jié)能環(huán)保，將資源充分的利用，這就對動力設(shè)計(jì)提出了很高的要求。而機(jī)電一體化在動力設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，可以很好地解決這一問題。機(jī)電一體化技術(shù)可以對動力的運(yùn)行進(jìn)行精準(zhǔn)地控制和調(diào)節(jié)，根據(jù)設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行狀況對于運(yùn)行轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)，減少誤差，使動力資源可以得到充分的利用，同時保障了企業(yè)的收益。

（三）在傳感器設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

由于環(huán)境等因素，機(jī)械設(shè)備在施工現(xiàn)場需要通過信號對其進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，因此，傳感器在機(jī)械設(shè)備中是十分重要的部件。對傳感器的設(shè)計(jì)也是機(jī)械設(shè)計(jì)中的一個重點(diǎn)。傳感器的型號與機(jī)械設(shè)備的不同相關(guān)聯(lián)，設(shè)備型號不同則傳感器也有差異性，傳輸速度與質(zhì)量也不盡相同。運(yùn)用機(jī)電一體化技術(shù)對傳感器進(jìn)行設(shè)計(jì)后，可以很好地對數(shù)據(jù)的反饋和傳輸起作用，傳感器的整體質(zhì)量都會得到改善，對數(shù)據(jù)分析的精確度也大大提高，機(jī)械在運(yùn)行過程中也可以達(dá)到很好的穩(wěn)定。

四、 生產(chǎn)線的應(yīng)用

（一）仿真應(yīng)用

在實(shí)際生產(chǎn)過程中，該技術(shù)能夠在基礎(chǔ)建模中實(shí)現(xiàn)智能化的過程控制，并在過程中拓展仿真的價(jià)值。特別是該技術(shù)能夠?qū)⒐芾?、操作、調(diào)控技術(shù)進(jìn)行整合，并在實(shí)際生產(chǎn)中進(jìn)行相應(yīng)的工期、產(chǎn)量、能耗的模擬值計(jì)算，并通過信息技術(shù)的優(yōu)化計(jì)算，達(dá)到最優(yōu)化生產(chǎn)模式。同時，該技術(shù)能夠?qū)⒎抡婕夹g(shù)與產(chǎn)業(yè)進(jìn)行整合，促使產(chǎn)業(yè)在實(shí)際生產(chǎn)中實(shí)現(xiàn)可視化的仿真拓展，幫助技術(shù)人員能夠更好地規(guī)劃制造產(chǎn)業(yè)中所需要的流程和操作，進(jìn)而更好地優(yōu)化產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)效率。

（二）機(jī)械應(yīng)用

在生產(chǎn)過程中能夠?qū)⒐怆娂夹g(shù)合理的拓展至實(shí)際操作當(dāng)中，并在過程中實(shí)現(xiàn)了多元化制造技術(shù)的細(xì)化。如在飲料的生產(chǎn)線的應(yīng)用中，該技術(shù)實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)可視化、操作可視化的模式，進(jìn)而有效地彰顯流程化產(chǎn)業(yè)的意義。同時，該技術(shù)能夠在實(shí)際操作中進(jìn)行多元技術(shù)的宏觀整合，包括與數(shù)控技術(shù)、模擬電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)及其智能化技術(shù)以及自動化技術(shù)的運(yùn)用，并通過動態(tài)實(shí)踐的操作有效節(jié)約了制造的實(shí)踐，達(dá)到了一鍵出入庫的操作模式，對不同產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有積極意義。

五、 結(jié)語

綜上所述，機(jī)電一體化是機(jī)械設(shè)計(jì)制造中重要的環(huán)節(jié)，該技術(shù)的運(yùn)用使得機(jī)械設(shè)計(jì)的工作效率大大提高。隨著時代的發(fā)展，這項(xiàng)技術(shù)必將會在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域得到更廣泛地應(yīng)用，發(fā)展壯大我國的工業(yè)生產(chǎn)為經(jīng)濟(jì)建設(shè)做出卓越的貢獻(xiàn)。

作者簡介：

張海鵬，河北省張家口市。