机电一体化技术在机械设计制造中的应用研究
摘要:在机电一体化技术和信息技术稳步上升的社会,机电一体化技术的应用重要性毋庸置疑,是促进我国现代化工业进程的关键因素。文章简述机电一体化技术的应用优势,并就其在机械设计制造过程中的具体应用进行深入分析,阐述机电一体化技术的未来发展方向,希望能够为同行业工作者提供一些帮助。
生活中最常见纳米技术关键词:机电一体化技术;机械设计制造;应用
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。目前我国的制造业整体很强,但仍然存在发展模式过于传统化、生产污染大、材料利用效率低下、智能化程度不高、信息化水平不强、产品质量和生产效率不能满足市场需要等一些问题。在机械技术与信息技术不断完善创新和机电一体化技术应用不断拓展丰富的今天,在机械设计制造中应用机电一体化技术已经成为现代机械设计制造的必然选择,文章由
此开展机电一体化技术在机械设计制造中的应用研究,希望为新时代的机械设计和制造提供一定的参考。
1机电一体化概述
机电一体化是一种综合性技术,它融合了信息化技术、自动化控制技术、软件编程、传感器技术以及电力电子技术等众多现代化技术的优势,并整合了大规模集成电路和微型计算机,属于新兴技术。在机械设计制造领域内,应用机电一体化技术能够大幅度提升机械制造的效率,并凭借着其精准的自动控制系统可以生产出高质量、高精度的产品,从而能够大大提升机械制造企业的市场竞争力。将机电一体化技术应用于机械设计制造的最大优势在于,其可以改变机械设备的驱动方式以及传感器等组织结构的工作方式,从本质上来讲,就是将对机械设计进行优化和升级,并使用自动化系统对机械设计制造系统中每个零部件进行集成,从而改变了传统机械制造的模式,实现了机械加工质量和效率质的提升。
2机电一体化技术在机械设计制造中的应用研究
2.1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[4]。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。我国机床拥有量始终占据世界前列,但智能数控机床的保有量却仅仅只有8%左右,现如今各大中小型工厂仍以普通数控机床为主。而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。
2.2动力部件中的应用
机械设计制造过程当中所应用的机械设备往往需要借助大量的能源来保持稳定的动能,这就意味着传统机械设备往往能耗较大,但其生产效率较低。所以,在机械设备设计与制造
时,需注重控制设备能源的消耗问题。例如汽车制造生产过程当中,所使用的液压机是一种相对较为传统的机械设备,液压机主要是以液体来做为介质进行动能传递,从而实现压制工艺的运行,但液压机运行过程中有近30%的能量利用率限制了整体生产的效率,而采用机电一体化技术进行压机操控则能够实现利用额外电子调速器来提高设备的转速与压力值等相关参数的控制精度,从而最大程度上降低设备运行的能耗,而且对汽车部件的加工效果,以及整体效率都有着大幅度的增长。
2.3微型化
微型化所指的是基于机电一体化技术的微型机械设备与朝着微观领域探索的机械设备发展趋势,其中的典型代表就是现今已经发展较为成熟且在各个行业有着广泛应用的微电子机械系统。该系统通常体积不超过1cm3,且伴随时间的推移各类机械设备产品明确了其微米、纳米级的发展方向。体积小、耗能少以及运转灵活是微机电一体化机械设备产品的主要应用优势,也正是由于这一特点使得其无论是在信息、军事,还是在生物医疗领域均凸显出了无可替代的重要优
势。对于微机电一体化的发展方向来说,限制其发展的重点在于微机械技术,其也是未来
行业需要重点研究的机械设备发展领域。精细加工技术是当下微机电一体化产品在加工环节所应用的主要技术类型,也就是超精密技术,目前在诸多领域均有着突出的应用优势,常见的包括蚀刻技术、光刻技术等。
2.4监控系统中的应用
机电一体化技术在机械设计制造领域当中的应用,除能够发挥其提高生产制造精度优势之外,还可以针对机械设计制造相关设备运行状态以及生产加工实际进行实时的监控。借助于监控设备,能够仔细监测整个生产制造过程当中机械设备运行的状态和参数数据,并及时发现其中异常状态,将所采集的故障信息快速传递给操控系统,并对技术人员发出预警,使技术人员能够在最短时间内进行故障问题的诊断和排除,降低故障发生率,同时也能够减少由于故障而引发的不良影响。其主要发挥功能作用的部分是自动报警系统以及故障排查系统,自动预警系统可实现针对机械内部系统的运行,一旦发现故障隐患,可快速做出反应。而故障排查功能则需要技术人员提前输入相关程序指令,利用高效化与标准化的系统运行来充分提高运行问题的处理效率。
2.5总线技术
机械设计制造领域内的总线技术指的是将系统中的仪器仪表设备组合起来,对其实行统一管理和应用。尤其是对于同一类别的仪器设备,还可以对它们采取总控和分控两种不同的模式进行管理,已达到对系统中具有相同功能设备进行高效管理的目标,构建起闭环式的机械设计制造管理模式。总线技术的应用能够对设备在技术层面上进行优化和升级,大大提升了机械制造系统化控制效率。由于在传统的机械加工模式中,对设备的管理都是采用人工模式,因此整体效率不高,而总线技术的应用,是在机电一体化引入机械设计制造领域内的一次创新,它可以对整个生产流程设备运行状况进行监控,实现了对设备的统一管理,并且还能够同时降低生产成本,提升产品竞争力。总线技术可以实现将机械制造过程中的指令传递、信息采集等功能融于一体,在生产信息数据交互下,完成对系统中设备进行实时监测和控制任务。通过对总线技术的应用,使得机械设备和计算机控制系统之间的融合程度有了大幅提升。
结语
综上所述,在现代科学快速发展的背景下,机电一体化技术的应用能够大幅度提升机械设备的生产效率和质量,并同时节约生产的成本,因此,在机械设计制造领域内应用机电一
体化技术已成为机械设备向着自动化、智能化方向发展的主要趋势。从大的方向上来看,我国机电一体化技术的发展水平还处在初级阶段,在未来仍有很长的路要走,只有不断对其进行创新和优化,才能够加快机电一体化的发展步伐,进而助推我国制造业由中国制造向着中国智造快速转变。
参考文献
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[2]姜明珠,温伊宁.机械设计制造中机电一体化的应用探析[J].中国机械,2020,14(15):22,25.
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[4]刘伟强.浅析机械设计制造中机电一体化的应用[J].内燃机与配件,2019,114(24):215-216