机电一体化技术在机械设计制造中的应用研究

　　摘要：在科技时代，工业生产技术水平因各项先进技术的综合应用得以持续提高，尤其是机电一体化技术的发展与普及使用，直接提高了机械设计制造水平和效率。鉴于此，文章以机械设计制造为研究落脚点，在分析机电一体化技术应用价值的基础上，就机电一体化技术的实践应用及前景进行详细研究，旨在为促进机械设计制造行业的健康持续发展助力。

　　引 言：我国是一个制造业大国，制造业的飞速发展，在社会经济和人民生活生产产品的过程中，机械设计制造水平直接关系到了产品生产质量和生产效率，是急切需要做到与时俱进的一项技术水平。

　　1 信号控制

　　传统信号控制技术无法满足当下对于信号传递的实际要求，是机械设计制造过程中会经常发现的问题，诸多机械功能所带来的新需求与现行的信号控制方案并不匹配。因此，建议将机电一体化总线技术融入设计环节，将多个元器件通信干路进行连接，以实现不同机械设备的同步管理，继而将设备整体运行效率与能力予以提升。总线技术同样可以应用在不同环节的协同参与过程中，为机械设备生产效率的提升与产品质量提供保障条件。再加上总线技术的应用打通了不同设备部位之间的信息传输渠道，在将整体运行能力增强的同时，也同样保证了设备维护保养环节问题解决的及时性。

　　2 数控技术

　　数控技术在现代化工业制造体系中具有重要的现实应用价值，例如常见的数控机床、数控火焰切机床等，这些设备在逐步更新的数控技术的应用条件下，能够根据实际需要做出轴头旋转、自动换刀等动作，是提升工业制造效率的关键因素。而在融入机电一体化技术后，将彻底消除原本数控技术的应用缺陷，无论是在编程还是在实际操作过程中，均获得了漏洞修复条件，并为操作人员提供了更多的有效操控条件。自动化的运行环境，使得设备在运行、保养过程中为产品各个生产环节的服务质量提升奠定了基础，将产品的整体制造难度进一步提升，为计算机辅助技术的后续更新与发展提供了完备条件，实现了基于机电一体化技术的系统未来发展目标。伴随近些年来机电一体化技术的更新与发展，在联系实际加工需求后，其在以下几个技术领域均体现出了极大的进步。第一是高速化。高速加工技术的应用与普及，使得数控机床的加工速度相较以往有了明显提升。首先是车床的主轴转速，由原本的每分钟 3000~4000转提升到了每分钟8000~10000转左右，铣床、加工中心等数控机床的主轴转速甚至达到了40000转，且移动速度也有不同程度的明显提升，大大减少了加工时间。速度的提升促使运动部件启动加速度也将同时提升，最高达到了15g。与此同时，大量的直线电机开始在数控机床中大批量使用，当下主轴所使用的多数为具有内装式特点的主轴电机。第二是高精度化。传统数控机床的加工精度仅仅只有0.01~0.02mm左右，经由多年发展已经提升到了0.008mm左右，部分亚微米级机床达到了0.0005mm，在此基础上又发展出了纳米级机床，并配备有整合计算机技术与机电一体化技术的控制单元与专业系统。此外，数控过程中若有两轴以上插补技术的应用需求，纳米级插补促使联动圆弧能够达到1U，并在多程序预读这一功能的配合下将插补质量予以提升，且在自动拐角处理方面凸显出了极佳的技术应用优势。

　　3 产品制造精度

　　机械类的产品不仅需要满足其在功能方面的应用要求，同时也应确保其制造精度符合预期设计标准。当下的工程机械不仅种类繁多，且自身结构过于复杂，不同零部件之间的配合对精度的要求极大，若依旧沿用传统制造方案必然会影响到实际的制造精度，并会使所生产出的产品遭受极大的负面影响。而在融入机电一体化技术后，各类参考数据均将获得有效控制，消除精度控制隐患。以原材料重量称量环节、材料加工进尺等环节为例，在电子控制与机械运行的巧妙配合下，无论是从加工制造还是部件装配角度，均提供了科学有效的精度控制条件，实现了零部件生产状态实时把控的关键目标。

　　4 设备运行监控

　　基于机电一体化技术，能够建立起针对设备运行过程的状态监控体系，若将其应用于机械设计与测试阶段的初期，将达到不同零部件运行状况确认的目的。例如，部分厂家将设备状态监控应用于关键技术的保密环节，由于监控效果获得强化继而避免降低了关键技术泄密的发生风险。近些年来，随着社会的进步与发展，设备运行状态监控相关技术的应用普及率也逐渐提升，为保证设备应用效果与使用安全性能提供了完备条件。但需要注意的是，设备运行环节极有可能由于遭遇到复杂工况继而导致出现突发事件，部分设备若预先并没有设定防备方案，将导致出现较大故障甚至只得做报废处理。

　　5 生产线

　　5.1 仿真应用

　　机电一体化技术由于其自身特殊性，如将其融入到建模过程中，即可实现针对整个生产过程的智能管控目标，且具有一定的仿真延伸参考价值，此外，即使是在后期工作与管理环节，机电一体化技术的应用同样能够在综合调控、管理以及实际操纵等诸多过程中，起到顺序整合作用。从生产角度来看，机电一体化技术的最大应用优势就是计算工作工期与能耗等数据，模拟计算后联合使用信息技术，针对计算结果予以深度优化，最终获取到匹配工作展开特征的生产模式。

　　5.2 机械应用

　　在机电一体化技术的应用背景下，光电技术融入到其他机械设计制造环节更为方便，并在结合具有多元化应用特征的制造技术后，促使整个生产流程得到了进一步的优化与完善，维持了机械设计制造工作顺利推进的稳定状态。以食品加工生产线为例，若能够在过程中科学融入机电一体化技术，整个操作流程与生产流程将呈现出可视化特征，以此作为将企业流程化竞争优势予以提升的关键条件，加速企业发展，并在可视化、产业化的生产状态下，促使企业获得更多的市场份额，独特的竞争优势为企业的未来发展奠定基础。

　　结束语：

　　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]李海峰. 机电技术在机械设计制造中的应用研究——评《机电设备与机械电子制造》[J].铸造，2021，70（04）：514.