機械設計制造中機電一體化的應用研究

唐敏（五冶集團上海有限公司 上海 寶山 201999）

0 引言

機電一體化技術是一種新型的電子操控技術，它可將機械、微電子、自動控制等技術進行軟件編程處理，統(tǒng)一整合這些技術，應用到大規(guī)模集成電路上，通過計算機對機械操作進行輔助操作，使得機械設計方案與控制得到全方面的優(yōu)化，提高了運行效率，降低管理成本。

1 機電一體化技術解析

機電一體化將機械設計中的各個部件進行鏈接、融合并集成，使機械設備中感應單元、驅(qū)動方式、以及如何執(zhí)行進行一些列控制優(yōu)化以及集成，從而實現(xiàn)整體機械整體設計質(zhì)量的提升。

機電一體化技術最與眾不同的地方，是可將機械設備中的執(zhí)行驅(qū)動方式和感應單元等組織結(jié)構(gòu)運作效率進行提升，實際上就是將機械設計的方式進行優(yōu)化，通過自動化系統(tǒng)讓機械設計中的每個部件得以融合集成，繼而加快傳統(tǒng)技術產(chǎn)品升級的速度。

2 機電一體化技術組成種類

2.1 集成制造技術

此項技術主要是通過計算機的輔助整合生產(chǎn)部門設計部門的機械設計，通過模擬，讓整個設計過程的測試工作順利完成。提升測試結(jié)果的精確性，減小誤差，讓每個部門的生產(chǎn)步驟可以提前得到模擬實現(xiàn)。機械設計中原材料和生產(chǎn)管理的統(tǒng)一整合，是將整個生產(chǎn)過程進行信息和自動化處理，這是一種機械和信息兩種技術的完美結(jié)合，通過集成技術的輔助，讓資源得到共享處理，并將技術設計的統(tǒng)一和整體性得到兼顧。

2.2 總線技術

總線技術是控制施工現(xiàn)場的重要手段，不同儀器設備及操作儀表通過總線技術的統(tǒng)一操控，讓生產(chǎn)現(xiàn)場中的儀器得到自動化控制。如今，傳統(tǒng)的信號控制管理技術與現(xiàn)代化的生產(chǎn)模式已經(jīng)無法適配，總線技術則完美替代了傳統(tǒng)的信號控制，促使機械設備的各項信息可以進行雙向傳輸，最大限度的提升了傳輸效率。傳輸中的信號消損幅度降到最小后，這種精確性的現(xiàn)場控制也讓生產(chǎn)技術效率得到了水平上的保障。

2.3 交流傳動技術

實際操作中交流傳動技術的承載和信息處理能力相比較其他技術來說擁有較強的適應性，同時在信號傳輸能力上也變得更為優(yōu)質(zhì)。讓信號在傳輸過程中受到的干擾程度降到最低，保證信號傳輸過程的穩(wěn)定，也讓機械設計中的信息交流質(zhì)量更高，促使產(chǎn)品設計獲得優(yōu)化。微電子以及電子技術的使用，讓機械設備的穩(wěn)定性變得更強，保障設計工作的質(zhì)量達到機械生產(chǎn)要求。

3 機電一體化在機械設計中的應用

3.1 機電一體化在數(shù)控設計中的應用

數(shù)控機床技術獲得機電一體化技術的輔助后，讓機械制造生產(chǎn)過程得以優(yōu)化。同時將數(shù)控技術中的繁雜步驟進行簡化處理，并實現(xiàn)智能化整合，促進整體式設計質(zhì)量水平的提升。例如:機械產(chǎn)品在實際生產(chǎn)過程中采用自動換刀技術后，可讓機床的使用效率提升到更高的水平，CAD技術也因數(shù)控設計技術的優(yōu)化變得更加實用。數(shù)控系統(tǒng)設計開發(fā)的初始階段，體系構(gòu)建較為簡單，無法滿足現(xiàn)階段機械技術的實際要求。數(shù)控設計獲得機電一體化技術的輔助后，計算機系統(tǒng)可將數(shù)控技術進行更為精確的操控，并且可以從根本上實現(xiàn)CAD/CAM技術的整合優(yōu)化。

3.2 機電一體化在動力設計中的應用

動力設計在機械設備的運行過程中屬于基礎支撐，生態(tài)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的提出，節(jié)能環(huán)保逐漸成為各個產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展過程中的核心內(nèi)容，對于機械生產(chǎn)來說也不例外。除了保證企業(yè)經(jīng)濟效益以外，還要確保資源可以得到充分的利用。機電一體化技術在動力設計中的應用，則將這個問題進行了良好解決。傳統(tǒng)的機械設計動力一般會使用液壓機，這種設備在實際運作中需要消耗大量的能源，如果想要從源頭上節(jié)約能源，那么就必須對動力的運作進行精確控制，機電一體化技術中的電子調(diào)速器可以讓機械的動力壓力等實現(xiàn)精確調(diào)節(jié)，依據(jù)設備運行的實際狀況對設備轉(zhuǎn)速進行運作誤差的降低。

3.3 機電一體化在傳感器設計中的應用

傳感器在機械設計中屬于信息傳輸中主要的構(gòu)成元件，在機械設計中非常重要。不同的機械設計應用的傳感器型號也存在一定的差異性，主要表現(xiàn)在數(shù)據(jù)傳輸速度和質(zhì)量要求上。傳統(tǒng)的傳感器裝置因為技術水平較低，在機械設備的檢測過程中無法滿足數(shù)據(jù)反饋和傳輸上的技術要求，這也就直接造成了機械運行過程中的狀態(tài)無法達到穩(wěn)定的效果，甚至會產(chǎn)生較大的判斷誤差。獲得機電一體化技術的輔助后，計算機技術可以讓傳感器設計得到全面優(yōu)化，從整體上提升數(shù)據(jù)分析質(zhì)量。這里值得一提的是，計算機技術可在實際操作過程中對數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)控，促使這些數(shù)據(jù)可以直接輸入到軟件公式中，為機械設計水平的提高提供應有的保障。顯然機械設計各個部件的精度提升，為提高設備運作水平以及增加使用壽命創(chuàng)造有利條件。

4 結(jié)語

機電一體化技術的應用讓機械技術與電子技術得到有機融合，這是機械生產(chǎn)技術開發(fā)中的壯舉。這項綜合性的高新技術將會在技術升級與革新中獲得更為廣泛的應用，并促進機械生產(chǎn)效率的不斷提升，繼而為我國的經(jīng)濟建設做出應有的貢獻。