基于机电一体化技术的机械设计制造与应用

基于机电一体化技术的机械设计制造与应用

王阿丽

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摘要：随着科技水平不断提高和信息时代迅猛发展，机电一体化技术应用于机械制造领域，取得了良好的应用效果，实现了传统工业生产模式的改革与创新，提升了机械设计制造整体效率。本文提出基于机电一体化技术的机械设计制造方案，确保其可靠性和可行性，旨在提高机械设计制造水平。

关键词：机电一体化技术；机械设计制造；应用

制造业的飞速发展使得对产品质量与生产效率的要求也在逐渐提高，对所应用的制造技术进行持续更新与灵活应用，应作为制造业发展的首要工作。但由于传统制造业的发展模式表现出了污染大与材料利用率过于低下等特点，使得最终所生产出的产品逐渐无法满足实际的市场需求。而机电一体化技术的出现突破了以往的传统制造业在生产效率、人力资源以及质量控制方面的诸多限制，并逐渐成为了机械设计制造环节不可或缺的重要技术类型。

1机电一体化技术概述

机电一体化技术作为一种新技术，是以传统机械技术为基础，并将传感技术、微电子技术、信息技术、信号变化技术、接口技术等结合起来的综合性技术[1]。在我国工业领域应用机电一体化技术可以构建集约型工业生产新模式。就目前而言，该技术在我国制造业领域应用十分广泛，通过模拟人脑可以综合评估和动态化监控制造生产各环节，从而为企业提供全面详实的参考信息，助力企业优化生产流程，提高生产效率，降低生产成本。机电一体化产品最突出的特点就是打破了技术与功能的局限性，其集多种技术和功能于一体，尤其是在智能制造中应用功能被放大。而且，机电一体化产品适用领域较广，可以满足不同用户的多元需求。此外，依托机电一体化技术还能使得机械设备结构更加精简，尤其是传动部件得以简化，能够减小因机械磨损、受力变形等导致的作业误差，同时凭借着计算机检测技术与控制技术对外界干扰所形成的动态误差进行校正，从而使得制造精度得以提升。不仅如此，机电一体化产品还能实现自动监测、预警、诊断、保护，这些功能使得设备安全性能提升。

2机械设计制造中机电一体化的应用

2.1智能机器人设计制造

智能机器人设计和制造的过程中，应用各领域知识如电子技术、机械技术以及仿生学技术等，借助机电一体化技术，不断提高设备的智能化、自动化特征。此外，智能机器人具体的设计制造中，还将传感技术、信息技术和控制技术进行了充分整合和利用，不仅实现了人们思维活动的有效模仿和学习，也完成了对相关信息数据的精准识别和科学判断。同时，借助人类行为特征，发出相关操作指令以实现对整个生产流程的科学把控。在机械制造领域中，利用智能机器人，可以最大限度地简化工作人员的手工操作流程，从而降低工作人员的工作强度，将时间和精力投入到信息化操作工作中。此外，在智能机器人的应用背景下，可以促进产品生产流程向智能化、规范化和标准化方向不断发展，避免因人工操作不规范而影响产品的生产质量和效率。

2.2柔性制造系统设计制造

对于柔性制造系统而言，主要由数字控制子系统、物料储运子系统和信息控制子系统组成，具有功能强大、实用性强等特征。该系统在具体的运用中，以操作加工对象为手段，突出系统的自动转换特征，纳入智能化机械系统的领域和范畴。将柔性制造系统应用于机械制造领域，可以确保相关作业人员在充分了解和掌握产品生产流程的基础上，科学合理地选用合适的物料储运系统。借助计算机系统的应用优势，促进产品生产流程向自动化、智能化、信息化方向不断发展。同时，在柔性制造系统的应用背景下，技术人员可以实现对产品生产流程的改进和优化，提高生产资源的利用率。

2.3自动化生产控制设计制造

该技术在具体运用中，需要借助机电一体化技术的应用优势，以促进机械制造的自动化、智能化发展。利用各个控制装置，完成对企业自动化生产流程的优化和完善，如人机交互控制装置、可编程序控制装置等。在机械制造中，任何产品的生产线都离不开对自动化生产控制技术的应用。此外，在生产过程跟踪控制系统的设计和开发过程中，也充分利用了自动化生产控制技术，从数据采集、数据存储和数据处理环节入手，实现对产品制造流程的优化和完善，利用系统庞大的管理功能，为促进制造行业向智能化、自动化和信息化方向不断发展提供有力保障。

2.4数控机床设计制造

数控技术属于机械设计制造最早应用的技术之一。对于数控机床而言，在具体生产中借助机电一体化系统，加强对数控技术的应用，以达到智能化控制数控机床生产环节的目的。此外，利用总主线模式的应用优势，促进整个生产向智能化、自动化、数字化方向不断发展。同时，采用模拟控制技术与三维控制技术相结合的方式，对数控生产流程进行动态化、标准化、自动化控制，利于技术人员及时发现和解决制造工艺中出现的问题和不足，为促进制造工艺的不断修改、优化和完善提供正确的指导和方向。

3机电一体化在机械设计制造中的未来应用趋势

3.1智能化

推动机电一体化技术向智能化方向发展，应用到人工智能技术，以及BP神经网络、模糊逻辑推理、专家智库等算法，把传感器所采集监测信号上传至数据分析模型当中，根据模型输出结果，描述变量因素对系统运行状态、控制效果和机械制造情况造成的具体影响，从专家智库中调取同类型案例进行分析，在其基础上由系统对原有机械制造方案内容进行调整，下达相应控制指令。例如，在机电一体化系统中，列装新型的PLC可编程逻辑控制器来取代微处理器，PLC装置具备强大的逻辑运算功能，既可以采取顺序控制、步进控制等方式执行预先导入控制方案，还可以根据逻辑运算结果进行判断推理、自主决策。

3.2模块化

制造企业应推动机电一体化技术向模块化方向发展，统一各企业所开发机电一体化系统的规格标准，优先使用标准化与通用型号的机械本体、电子元件、零部件，企业可根据机械设计制造需要，选择相应的机械本体、电子元件和现有软件程序，将三者进行拼接组装，即可搭建一套功能完善、运行稳定、具备良好扩展性能的机电一体化系统。同时，在所制造机械产品种类型号发生改变时，仅需对软件程序和系统功能结构进行一定程度的调整，或是在系统中更换其他款式的电子元件、软件程序，即可重新组装成一套满足实际制造需要的机电一体化系统。

3.3绿色化

机电一体化技术的应用促使机械设备将其功能优势进一步发挥，但其并不代表已经完成了绿色化的发展目标。在未来，基于机电一体化技术所制造的各类机械设备，将凸显其应用层面强大性能与智能化的应用优势，在实现材料节约目标的同时也为能源耗费量的缩减提供了必需条件。机械设备的设计制造环节，应加大新材料与新技术的应用比例，以具有环保与可回收特征的材料为设计制造的基础，避免在设计制造过程中对环境造成较大破坏，减少材料浪费以凸显资源的利用与环境修复优势。例如大规模应用复合材料、3D打印技术的诸多机械设备，均是当下机电一体化技术在机械设备中的绿色化发展方向的探索表现。

4结语

综上所述，机电一体化技术的出现，为机械设备发挥其功能优势奠定了基础。相信在未来，随着机电一体化技术应用流程与方案的不断更新，其必然能够在材料应用、资源节约以及环境保护等领域，发挥出更大的应用价值，继而实现我国机械设计制造行业的可持续性绿色化发展目标。

参考文献

[1]廖杰.绿色技术在机电一体化机械系统中的应用分析[J].南方农机，2019，50（9）：119.

[2]NONE.机电一体化技术在机械工程中的深度应用[J].小学语文教学，2019（1）：72-73.