機(jī)電一體化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用

朱宏宇

（黑龍江工商學(xué)院 黑龍江哈爾濱 150000）

在機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)發(fā)展中，機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)揮著重要作用。針對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造來說，在機(jī)電一體化技術(shù)的作用下，讓傳統(tǒng)制造生產(chǎn)流程發(fā)生了變化，有效提高機(jī)械設(shè)計(jì)制造水平和效率，節(jié)約制造成本。所以，相關(guān)人員應(yīng)該充分了解機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用價(jià)值，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)制造具體要求和現(xiàn)實(shí)情況，促進(jìn)機(jī)電一體化技術(shù)與機(jī)械設(shè)計(jì)制造的充分結(jié)合，促進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì)制造水平的提高，促進(jìn)我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)力的穩(wěn)定發(fā)展，為我國(guó)工業(yè)化發(fā)展提供支持。

1 機(jī)械設(shè)計(jì)制造中機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用意義

1.1 有效提高機(jī)械設(shè)計(jì)制造產(chǎn)能

對(duì)于機(jī)電一體化技術(shù)來說，也就是通過信息技術(shù)、機(jī)械技術(shù)的充分結(jié)合，實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造生產(chǎn)改革創(chuàng)新的一種現(xiàn)代化技術(shù)。在機(jī)械設(shè)計(jì)制造生產(chǎn)中，相關(guān)人員需要在信息技術(shù)的作用下完成電信號(hào)的轉(zhuǎn)變，將其轉(zhuǎn)變成機(jī)械能，有效提高機(jī)械制造生產(chǎn)水平和質(zhì)量，更好地滿足現(xiàn)代化社會(huì)建設(shè)發(fā)展要求。與此同時(shí)，在機(jī)電一體化技術(shù)的作用下，各種生產(chǎn)設(shè)備展現(xiàn)出信息自動(dòng)記錄、識(shí)別等功能，能夠自動(dòng)對(duì)產(chǎn)品信息進(jìn)行收集和分析，實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造的信息化發(fā)展，促進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì)制造水平和效率的提升，對(duì)促進(jìn)機(jī)械制造企業(yè)更好地發(fā)展有著現(xiàn)實(shí)性意義。

1.2 提高機(jī)械設(shè)計(jì)制造的操控性

在機(jī)械制造生產(chǎn)中，各個(gè)機(jī)械設(shè)備需要在程序控制、計(jì)算機(jī)操控等技術(shù)下，通過自動(dòng)程序簡(jiǎn)化機(jī)械操作流程，防止一些不規(guī)范操作行為的出現(xiàn)，有效提高機(jī)械設(shè)備精度和質(zhì)量，促進(jìn)機(jī)械生產(chǎn)質(zhì)量和效率的提高，快速完成機(jī)械制造生產(chǎn)的綜合效益目標(biāo)。與此同時(shí)，通過使用機(jī)電一體化技術(shù)，各個(gè)機(jī)械設(shè)備能夠嚴(yán)格按照相關(guān)要求完成生產(chǎn)操作，讓整個(gè)生產(chǎn)流程更加規(guī)范，所有生產(chǎn)設(shè)備保持相同作業(yè)環(huán)境下，促進(jìn)機(jī)械制造生產(chǎn)效率的提高，無需所有人員參與，節(jié)約機(jī)械生產(chǎn)制造人力成本，提高機(jī)械生產(chǎn)制造經(jīng)濟(jì)效益。

1.3 保證機(jī)械設(shè)計(jì)制造生產(chǎn)安全

機(jī)電一體化技術(shù)在電壓、電流變化感知方面有著一定能力，能夠及時(shí)找到機(jī)械設(shè)備在運(yùn)行過程中的出現(xiàn)各種變化，及時(shí)預(yù)警，實(shí)現(xiàn)斷電保護(hù)，防止機(jī)械設(shè)備元件由于高負(fù)荷而出現(xiàn)損傷。相關(guān)人員通過使用機(jī)電一體化技術(shù)，能夠?qū)㈦娮有畔⑾到y(tǒng)和計(jì)算機(jī)技術(shù)價(jià)值充分發(fā)揮，對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造全過程進(jìn)行監(jiān)督與管理，實(shí)施斷電保護(hù)，及時(shí)找到機(jī)械制造生產(chǎn)中出現(xiàn)的問題，有效地提高機(jī)械制造生產(chǎn)水平，根據(jù)機(jī)械制造設(shè)備運(yùn)行情況，在自動(dòng)化處理下實(shí)現(xiàn)斷電保護(hù)，保證機(jī)械生產(chǎn)的安全性。例如，在內(nèi)燃機(jī)生產(chǎn)過程中，通過分析內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)品性能，相關(guān)人員根據(jù)程序設(shè)計(jì)和電路控制，完成內(nèi)燃機(jī)自動(dòng)化生產(chǎn)，防止人為操作不規(guī)范而產(chǎn)生不必要的生產(chǎn)問題，提高各個(gè)環(huán)節(jié)生產(chǎn)水平和效率，保證內(nèi)燃機(jī)生產(chǎn)質(zhì)量。

2 機(jī)械設(shè)計(jì)制造中常見的機(jī)電一體化技術(shù)類型

2.1 現(xiàn)場(chǎng)總控技術(shù)

現(xiàn)場(chǎng)總控技術(shù)也就是結(jié)合機(jī)械設(shè)計(jì)制造系統(tǒng)中各種機(jī)械設(shè)備的充分結(jié)合，在實(shí)際中，通過總控和分控結(jié)合方式，實(shí)現(xiàn)相同類型機(jī)械設(shè)備高效化運(yùn)行。在現(xiàn)場(chǎng)總控技術(shù)引導(dǎo)下，機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)模式更具智能化和自動(dòng)化，和傳統(tǒng)人工監(jiān)督管理模式比較，現(xiàn)場(chǎng)總控技術(shù)能夠促進(jìn)整體控制水平的提高，匯總機(jī)械制造生產(chǎn)過程中各種機(jī)械設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)，便于相關(guān)人員數(shù)據(jù)分析，掌握車間內(nèi)部各個(gè)機(jī)械設(shè)備運(yùn)行情況，這樣不但可以減少機(jī)械設(shè)備維修維護(hù)成本，同時(shí)也能降低機(jī)械生產(chǎn)對(duì)人工管理的依賴性，實(shí)現(xiàn)信息采集與整合的一體化操作，從而促進(jìn)機(jī)械設(shè)備制造生產(chǎn)水平的提高，與計(jì)算機(jī)等現(xiàn)代化技術(shù)充分結(jié)合，提高機(jī)械設(shè)計(jì)制造水平。此外，因?yàn)楫?dāng)前各種機(jī)械設(shè)備性能將會(huì)給機(jī)械制造生產(chǎn)效率帶來一定的影響，在此過程中，需要相關(guān)技術(shù)人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)總控技術(shù)有全面了解，提高各個(gè)設(shè)備自動(dòng)化控制水平，實(shí)現(xiàn)各個(gè)環(huán)節(jié)信息的有效傳遞，給機(jī)械設(shè)計(jì)制造的一線人員提供真實(shí)、有效的信息，保證機(jī)械制造生產(chǎn)質(zhì)量，提高機(jī)械生產(chǎn)安全性。

2.2 交流傳動(dòng)技術(shù)

在機(jī)械設(shè)計(jì)制造過程中，把機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用其中，除了要保證電子信息傳遞效率和質(zhì)量，同時(shí)還要保證電子信息傳遞過程的安全。在實(shí)際中，需要結(jié)合實(shí)際情況，全面提高機(jī)械設(shè)備制造效果，注重雙向傳動(dòng)技術(shù)應(yīng)用，在保證電子信息傳遞效率和質(zhì)量的情況下，促進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì)制造一體化水平的提升。例如，在內(nèi)燃機(jī)生產(chǎn)過程中，在生產(chǎn)各個(gè)環(huán)節(jié)中，要求多個(gè)部門參與，并且各個(gè)部門之間相互合作，保證內(nèi)燃機(jī)生產(chǎn)工作的順利完成。在實(shí)際中，不同車間部門和企業(yè)需要在相同平臺(tái)中合作，從而減少信息交流不順暢而引發(fā)的內(nèi)燃機(jī)生產(chǎn)問題，保證生產(chǎn)效率和質(zhì)量，促進(jìn)內(nèi)燃機(jī)生產(chǎn)水平和效益的提升。通過采用微電子技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)，并在交流傳動(dòng)技術(shù)的作用下，促進(jìn)各個(gè)部門之間信息交流，有效提高機(jī)械設(shè)備運(yùn)行水平和效率，保證機(jī)械設(shè)計(jì)制造質(zhì)量。

2.3 集成制造技術(shù)

從目前情況來說，集成制造技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中應(yīng)用廣泛，發(fā)揮著重要作用，是機(jī)械加工自動(dòng)化、集成化發(fā)展的關(guān)鍵。在機(jī)械制造生產(chǎn)中，需要提前做好設(shè)計(jì)規(guī)劃工作，完成相關(guān)材料準(zhǔn)備工作，確定好生產(chǎn)流程。結(jié)合機(jī)械制造生產(chǎn)具體要求，建立完善的管理體系，從而保證機(jī)械設(shè)計(jì)制造工作的順利進(jìn)行。與此同時(shí)，在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中，把機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用其中，在機(jī)電一體化技術(shù)作用下，不管是前期機(jī)械設(shè)計(jì)，還是后期機(jī)械生產(chǎn)，相關(guān)技術(shù)人員都可以在計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)的作用下完成制造生產(chǎn)模擬工作，可以更好地展現(xiàn)出機(jī)械設(shè)計(jì)制造過程，便于相關(guān)人員及時(shí)找到生產(chǎn)中出現(xiàn)的問題，優(yōu)化生產(chǎn)流程和方案，獲得準(zhǔn)確的生產(chǎn)信息，對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造全過程自動(dòng)化水平提高有著重要意義。

2.4 機(jī)械數(shù)控技術(shù)

在技術(shù)快速發(fā)展中，“數(shù)控”不再是工業(yè)界的高端詞匯，現(xiàn)代機(jī)械設(shè)備中開始廣泛使用數(shù)控技術(shù)，如數(shù)控機(jī)床、數(shù)控激光加工機(jī)等。在數(shù)控技術(shù)的作用下，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)換刀、旋轉(zhuǎn)抽頭等操作，給工業(yè)制造生產(chǎn)提供便利條件。隨著機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大，有效彌補(bǔ)了傳統(tǒng)數(shù)控技術(shù)在編程、制造等方面的不足，有效處理了當(dāng)前數(shù)控技術(shù)在使用中的一些問題，改善了操作人員面對(duì)常規(guī)機(jī)械設(shè)備和簡(jiǎn)單數(shù)控設(shè)備過程中的操作問題，給設(shè)備生產(chǎn)制造和運(yùn)行提供了有利條件，有效地降低了設(shè)備設(shè)計(jì)和操作難度，有利于實(shí)現(xiàn)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)的更好發(fā)展。

2.5 機(jī)械節(jié)能技術(shù)

機(jī)械設(shè)備在運(yùn)行過程中將會(huì)消耗大量能力，但是受到各種因素的影響，機(jī)械設(shè)備時(shí)常會(huì)處于一個(gè)沒有按照經(jīng)濟(jì)效率要求運(yùn)行或者過載運(yùn)行的狀況，導(dǎo)致該現(xiàn)象出現(xiàn)的根本原因就是傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備對(duì)自己運(yùn)行情況和自主調(diào)試能力缺少深入判斷。通過使用機(jī)電一體化技術(shù)，能夠給機(jī)械設(shè)備提供自主判斷能力，讓機(jī)械設(shè)備可以結(jié)合實(shí)際運(yùn)行情況和需求完成功率調(diào)節(jié)等工作，優(yōu)化機(jī)械設(shè)備能量使用，讓機(jī)械設(shè)備處于一個(gè)高經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀態(tài)，從而達(dá)到節(jié)約資源的目的。通過這種方式，不但有效提高機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)效益和質(zhì)量，同時(shí)也能延長(zhǎng)設(shè)備使用期限，節(jié)約更多的成本。

3 機(jī)電一體化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用路徑

3.1 在傳感器領(lǐng)域中應(yīng)用

在機(jī)電一體化領(lǐng)域中，傳感器屬于一個(gè)重要的電子設(shè)備，在其中發(fā)揮著各個(gè)元件系統(tǒng)信息傳遞的效果，有效地保證系統(tǒng)運(yùn)行過程的穩(wěn)定性和安全性。通過把機(jī)電一體化技術(shù)和傳感器的充分結(jié)合，在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械設(shè)備通信系統(tǒng)與執(zhí)行系統(tǒng)的協(xié)調(diào)發(fā)展，不但能夠促進(jìn)數(shù)據(jù)傳遞水平和效率的提升，也有效地保證信息傳遞的安全性，在某種程度上保證機(jī)械設(shè)計(jì)制造生產(chǎn)質(zhì)量。例如，在機(jī)械切削過程中，通常會(huì)需要使用不同尺寸的零件，保證切削工作的順利進(jìn)行，換句話說，尺寸零件精度將會(huì)被切削作業(yè)質(zhì)量和效率產(chǎn)生一定影響。所以，相關(guān)工作人員應(yīng)該了解不同零件質(zhì)量，在實(shí)踐中，通過規(guī)范行為來對(duì)各個(gè)尺寸零件質(zhì)量科學(xué)把控。在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)與生產(chǎn)模式中，相關(guān)工作人員在零件生產(chǎn)質(zhì)量控制方面，通常采用比較落后的人工控制方式，因?yàn)槿斯た刂谱陨肀容^局限，零件生產(chǎn)質(zhì)量還無法滿足實(shí)際生產(chǎn)要求，使得機(jī)械切削質(zhì)量無法保證。在機(jī)械設(shè)計(jì)制造過程中，通過引進(jìn)機(jī)電一體化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，并且在傳感器的作用下，將傳感器的靈敏性充分發(fā)揮，如實(shí)記錄機(jī)械設(shè)備在運(yùn)行過程中的各種參數(shù)，并將其保存在機(jī)械控制系統(tǒng)中，在自動(dòng)化操作的環(huán)境下，有效減少人為因素造成的控制精度問題，同時(shí)，通過各種運(yùn)行參數(shù)來了解機(jī)械設(shè)備運(yùn)行情況和控制成果，相關(guān)人員及時(shí)調(diào)整機(jī)械設(shè)備制造生產(chǎn)中各項(xiàng)參數(shù)，保證操作的專業(yè)性結(jié)合規(guī)范性，有效提高機(jī)械設(shè)計(jì)制造水平和質(zhì)量。

3.2 在監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)用

在機(jī)械設(shè)計(jì)制造監(jiān)控系統(tǒng)中，把機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用其中，便于相關(guān)人員對(duì)機(jī)械制造生產(chǎn)過程進(jìn)行動(dòng)態(tài)追蹤和監(jiān)控，在包裝機(jī)械制造生產(chǎn)精度的同時(shí)，也能更好地了解機(jī)械設(shè)備工作情況。在實(shí)際機(jī)械生產(chǎn)過程中，如果機(jī)械設(shè)備發(fā)生故障問題，可以及時(shí)在監(jiān)控系統(tǒng)的作用下將信息反饋給相關(guān)人員，保證機(jī)械制造設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性，從而減少設(shè)備故障問題的出現(xiàn)。在機(jī)械設(shè)計(jì)制造過程中，監(jiān)控系統(tǒng)作為最重要的環(huán)節(jié)，需要對(duì)機(jī)械設(shè)備運(yùn)行情況有一定了解，給機(jī)械設(shè)備安全生產(chǎn)提供良好的環(huán)境。在監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，機(jī)電一體化技術(shù)能夠優(yōu)化和完善監(jiān)控系統(tǒng)自動(dòng)排查功能及自動(dòng)預(yù)警功能，讓其在機(jī)械設(shè)計(jì)生產(chǎn)過程中，通過輸入對(duì)應(yīng)的指令信息實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，從而促進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì)制造水平的提高，保證機(jī)械制造質(zhì)量。另外，在監(jiān)控系統(tǒng)的作用下，對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造系統(tǒng)中各個(gè)部件運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)控，如果其中一些部件出現(xiàn)故障問題，系統(tǒng)可以及時(shí)獲得故障信息，做出預(yù)警反應(yīng)，便于相關(guān)人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理，降低故障問題帶來的損失，保證機(jī)械設(shè)計(jì)制造系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。

3.3 在數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域中應(yīng)用

在現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)制造生產(chǎn)過程中，數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用比較廣泛，為機(jī)械設(shè)計(jì)制造工作順利開展提供支持，有效提高機(jī)械設(shè)計(jì)制造質(zhì)量和水平。在實(shí)際中，數(shù)控技術(shù)和機(jī)電一體化技術(shù)的重復(fù)結(jié)合，將其應(yīng)用到機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)中，能夠促進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì)制造創(chuàng)新發(fā)展，并且更好地滿足當(dāng)前社會(huì)對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造提出的更高要求。但是毋庸置疑的是，數(shù)控技術(shù)為機(jī)械設(shè)計(jì)制造生產(chǎn)提供技術(shù)支持的同時(shí)，在一定程度上增加了機(jī)械設(shè)備制造流程的復(fù)雜性，讓各個(gè)操作變得更加復(fù)雜，嚴(yán)重影響產(chǎn)品生產(chǎn)水平和質(zhì)量的提升。在機(jī)電一體化技術(shù)作用下，可以促進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì)制造智能化水平的提升，并且讓數(shù)控系統(tǒng)變得更加完善，這樣能夠有效地降低機(jī)械設(shè)計(jì)制造工藝的復(fù)雜性，降低機(jī)械設(shè)計(jì)制造難度，有效提高機(jī)械設(shè)備運(yùn)行水平和效率，對(duì)促進(jìn)機(jī)械制造行業(yè)的更好發(fā)展有著現(xiàn)實(shí)性意義。例如，在數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)過程中，通過把自動(dòng)換刀技術(shù)與CAD技術(shù)的重復(fù)結(jié)合，有效地提高機(jī)械設(shè)備使用水平，讓各個(gè)技術(shù)使用價(jià)值得到充分發(fā)揮，有效提高機(jī)械設(shè)計(jì)制造水平和質(zhì)量。在這種情況下，不管是機(jī)械設(shè)備運(yùn)行，還是生產(chǎn)環(huán)節(jié)，都可以實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化技術(shù)與數(shù)控技術(shù)的重復(fù)結(jié)合，從而充分發(fā)揮其管控價(jià)值，有效地降低機(jī)械設(shè)計(jì)難度，提高機(jī)械設(shè)計(jì)制造管理水平，保證機(jī)械設(shè)計(jì)制造安全性。

3.4 在動(dòng)力設(shè)計(jì)領(lǐng)域中應(yīng)用

在傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)制造中，設(shè)備動(dòng)能產(chǎn)生將會(huì)投放大量能源，使得傳統(tǒng)生產(chǎn)設(shè)備可能會(huì)面臨能源消耗量高、產(chǎn)能低等問題，無法滿足機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)戰(zhàn)略發(fā)展要求。所以，在新形勢(shì)背景下，在開展機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)制造工作中，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注設(shè)備能源消耗問題，并在實(shí)際中，將機(jī)電一體化技術(shù)合理應(yīng)用其中，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力設(shè)計(jì)優(yōu)化處理，保證生產(chǎn)質(zhì)量，促進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì)制造生產(chǎn)水平和效益的提高。例如，液壓機(jī)作為傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)中廣泛采用的機(jī)械設(shè)備，在實(shí)際生產(chǎn)中，可以發(fā)展液壓機(jī)能源使用率相對(duì)比較低，大約有50%的能源沒有得到使用，造成能源的嚴(yán)重浪費(fèi)，并且也會(huì)給液壓機(jī)生產(chǎn)帶來直接影響。在液壓機(jī)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過程中，在機(jī)電一體化技術(shù)作用下，通過機(jī)電一體化技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備運(yùn)行效率和壓力值等參數(shù)的控制，并且在電子調(diào)速器的配合下，高效利用制造系統(tǒng)中的效能，有效地降低機(jī)械設(shè)備能源消耗，更好地完成機(jī)械設(shè)備制造生產(chǎn)工作，對(duì)節(jié)約型發(fā)展戰(zhàn)略的完成起到了促進(jìn)作用。

4 結(jié)語

總而言之，在機(jī)械設(shè)計(jì)制造過程中，通過使用機(jī)電一體化技術(shù)，能夠優(yōu)化機(jī)械設(shè)計(jì)制造流程。為了更好地滿足我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)制造發(fā)展要求，機(jī)械設(shè)備制造企業(yè)應(yīng)結(jié)合時(shí)代發(fā)展需要，樹立現(xiàn)代化生產(chǎn)理念，加強(qiáng)技術(shù)總結(jié)與分析，讓機(jī)電一體化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中充分使用，發(fā)揮自身價(jià)值，帶動(dòng)我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)制造水平的全面提升。