商臣

摘要：機電一體化是大規(guī)模集成電路和微型計算機為代表的微電子技術(shù)，是一種新型技術(shù)，在我國經(jīng)濟生產(chǎn)中發(fā)揮了重要作用。尤其是在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，對機械設(shè)備的利用越來越廣泛。為了提高工業(yè)生產(chǎn)效率，必須加強對機械的創(chuàng)新研究。機電一體化技術(shù)是現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展過程中的重要技術(shù)，對于我國實現(xiàn)工業(yè)化發(fā)展具有重要作用。

關(guān)鍵詞：機械設(shè)計;制造生產(chǎn);機電一體化

引言

機電一體化技術(shù)是一種新型的電子操控技術(shù)，它可將機械、微電子、自動控制等技術(shù)進行軟件編程處理，統(tǒng)一整合這些技術(shù)，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(shè)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(shù)解析

機電一體化將機械設(shè)計中的各個部件進行鏈接、融合并集成，使機械設(shè)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(shè)計質(zhì)量的提升。機電一體化技術(shù)最與眾不同的地方，是可將機械設(shè)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(shè)計的方式進行優(yōu)化，通過自動化系統(tǒng)讓機械設(shè)計中的每個部件得以融合集成，繼而加快傳統(tǒng)技術(shù)產(chǎn)品升級的速度。

2.機電一體化技術(shù)組成種類

2.1集成制造技術(shù)

此項技術(shù)主要是通過計算機的輔助整合生產(chǎn)部門設(shè)計部門的機械設(shè)計，通過模擬，讓整個設(shè)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(shè)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(shù)的完美結(jié)合，通過集成技術(shù)的輔助，讓資源得到共享處理，并將技術(shù)設(shè)計的統(tǒng)一和整體性得到兼顧。

2.2總線技術(shù)

總線技術(shù)是控制施工現(xiàn)場的重要手段，不同儀器設(shè)備及操作儀表通過總線技術(shù)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(shù)與現(xiàn)代化的生產(chǎn)模式已經(jīng)無法適配，總線技術(shù)則完美替代了傳統(tǒng)的信號控制，促使機械設(shè)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(shù)效率得到了水平上的保障。

2.3交流傳動技術(shù)

實際操作中交流傳動技術(shù)的承載和信息處理能力相比較其他技術(shù)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(shè)計中的信息交流質(zhì)量更高，促使產(chǎn)品設(shè)計獲得優(yōu)化。微電子以及電子技術(shù)的使用，讓機械設(shè)備的穩(wěn)定性變得更強，保障設(shè)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(shè)計中的應用

3.1機電一體化在數(shù)控設(shè)計中的應用

數(shù)控機床技術(shù)獲得機電一體化技術(shù)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(shù)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(shè)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(shù)后，可讓機床的使用效率提升到更高的水平，CAD技術(shù)也因數(shù)控設(shè)計技術(shù)的優(yōu)化變得更加實用。數(shù)控系統(tǒng)設(shè)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(shù)的實際要求。數(shù)控設(shè)計獲得機電一體化技術(shù)的輔助后，計算機系統(tǒng)可將數(shù)控技術(shù)進行更為精確的操控，并且可以從根本上實現(xiàn)CAD/CAM技術(shù)的整合優(yōu)化。

3.2機電一體化在動力設(shè)計中的應用

動力設(shè)計在機械設(shè)備的運行過程中屬于基礎(chǔ)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(shù)在動力設(shè)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(shè)計動力一般會使用液壓機，這種設(shè)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(shù)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(shè)備運行的實際狀況對設(shè)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(shè)計中的應用

傳感器在機械設(shè)計中屬于信息傳輸中主要的構(gòu)成元件，在機械設(shè)計中非常重要。不同的機械設(shè)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(shù)水平較低，在機械設(shè)備的檢測過程中無法滿足數(shù)據(jù)反饋和傳輸上的技術(shù)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(shù)的輔助后，計算機技術(shù)可以讓傳感器設(shè)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(shù)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(shè)計水平的提高提供應有的保障。顯然機械設(shè)計各個部件的精度提升，為提高設(shè)備運作水平以及增加使用壽命創(chuàng)造有利條件。

3.4應用于機器人領(lǐng)域

機器人在我國的工業(yè)領(lǐng)域應用非常普遍，特別是在汽車制造業(yè)、電子電氣行業(yè)以及鑄造行業(yè)發(fā)揮了重要的作用，它的廣泛應用極大地提高了生產(chǎn)效率，減少了經(jīng)濟成本。由于大部分行業(yè)需要更加精密的產(chǎn)品，所以對工業(yè)機器人的設(shè)計精度要求較高，在工業(yè)機器人每一個制造過程中都對其精度有較高的要求，如今應用機電一體化技術(shù)，采用伺服電機并安裝編碼器對電機的旋轉(zhuǎn)角度進行檢測，將編碼器里的反饋數(shù)據(jù)發(fā)送至伺服驅(qū)動器，校對并使旋轉(zhuǎn)角度正確，保證了其運動精度。此外，機器人控制也是機器人制造業(yè)的一項關(guān)鍵能力，為提高機器人的性能，降低機器人的成本，仍然需要進行大量的研究并引入新的功能。當今備受關(guān)注的機器人發(fā)展領(lǐng)域有多機器人控制、安全控制、3D視覺、遠程機器人監(jiān)控、無線通信等。

4.機電一體化的發(fā)展趨勢

4.1小型化，微型化發(fā)展

微型化是現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品的一大趨勢，各種各樣的信息電子設(shè)備的體積都在不斷縮減，由于納米技術(shù)、微米技術(shù)的迅速發(fā)展，使得應用機電一體化技術(shù)的產(chǎn)品向著小型化、微型化發(fā)展成為可能。比如應用了感應式、光電式、磁敏式、電容式以及超聲波式等各種微型傳感器的工業(yè)機器人可在生產(chǎn)線或在搬運系統(tǒng)中實現(xiàn)快節(jié)奏的工作，并且其緊湊型的結(jié)構(gòu)在密實的機房內(nèi)能留出更大的操作余地。通過微型結(jié)構(gòu)和強大性能，工業(yè)機器人具有卓越的設(shè)計自由度，可以實現(xiàn)廣泛應用，這也就意味著其有更大的靈活性。

4.2智能化發(fā)展

隨著技術(shù)的發(fā)展和應用，特別是物聯(lián)網(wǎng)、云計算等智能技術(shù)的突破式發(fā)展，推動了機電一體技術(shù)的智能化，比如德國的“工業(yè)4.0”、中國的“智能工廠1.0”概念，意思都是在利用新興技術(shù)來推動工業(yè)的智能化發(fā)展。我國制造業(yè)正在從勞動密集型轉(zhuǎn)變?yōu)橹R密集型，技術(shù)密集型，通過制造技術(shù)的智能升級，利用大數(shù)據(jù)分析、人工智能、傳感器等技術(shù)配合完成作業(yè)，讓工人和機器進行配合作業(yè)，實現(xiàn)更高效率的生產(chǎn)。

結(jié)語

機電一體化技術(shù)的應用讓機械技術(shù)與電子技術(shù)得到有機融合，這是機械生產(chǎn)技術(shù)開發(fā)中的壯舉。這項綜合性的高新技術(shù)將會在技術(shù)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(shè)做出應有的貢獻。

參考文獻：

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