机电一体化技术在机械设计制造中的应用研究

发表时间:2020/12/31   来源:《工程管理前沿》2020年10月第29期   作者:吴升波
[导读] 随着我国现代化水平不断提高,科学技术也在不断进步,其不仅满足了自动化机械制造的需求,还带动了机械制造水平的提升
        吴升波
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        摘要:随着我国现代化水平不断提高,科学技术也在不断进步,其不仅满足了自动化机械制造的需求,还带动了机械制造水平的提升。机械制造产品质量与一体化数控技术有着密不可分的关系,若想使机械制造行业实现可持续发展,必须对机械制造中的技术进行科学选择,并把握数控技术的特点,以此使一体化数控技术的应用效果不断提高,使其更加符合实际需求,在此基础上结合我国自动化机械制造中数控技术的应用情况,规范机械应用范围,以现代化技术推动我国机械制造行业的发展。
        关键词:机电一体化;数控技术;机械制造;应用策略
引言
        机电一体化模式的综合程度较高,内部具有动力、传感、驱动等多个模块。其中传感模块能够完成数据信息的采集和输送,有效测定系统运行过程中的工况情况,经由处理后既可获取到对应的控制参数。动力模块作为系统运行过程中不可或缺的能源供给,可以对传感模块发送的控制参数进行分析,为系统提供可靠的动力支撑。如果装置动力无法达到预期标准,会自动测定造成动力不足的根本因素,并及时处理。此外,驱动模块也是机电一体化系统中最为核心的环节,主要含有电气控制系统、主控设备以及相关配件,能够为机电一体化系统的稳定运行奠定稳固基础。
1机电一体化数控技术的概述
        机电一体化数控技术包括传感技术、自动化技术、计算机技术等,其可以通过软件及硬件对加工制造进行控制,通常情况下需要借助终端来完成。传统的机械制造技术较为单一,无法满足当前时代机械制造行业需求,而机电一体化数控技术的应用可以将编程范围扩大,改变传统机械制造单一的模式,借助现场可编辑软件来实现数据的运算,在实际应用中以数控装置完成对机械制造制造的优化,进一步提升设备的应用效率[1]。机电一体化数控技术可以提高机械制造的灵活性,其可以通过建立一体化管理平台,判定处理机械制造当前的制造状态,在机电一体化技术的支持下提高制造质量。同时,机电一体化技术可以融合传感监测技术、无线通信技术等,这样的融合性应用打破传统性质上的纯硬件数控手段,在实际应用中可以将此作为制造品的物质载体,借助编程软件来控制制造或者加工程序,不断提升机械制造的制造精度和质量,让机械制造的加工更加符合实际需求。
2机电一体化技术及其优势
        2.1有利于实现产品小型化
        产品的小型化是现在机械设计制造的重点方向,同功能的机械产品占地更小才能更利于规模化使用,小型化也是对机械设计制造技术水平的一项考验。应用了机电一体化技术,机械设备往往可以节约出为控制系统、人为干预而预留的大量空间,使机械产品具有体积小、重量轻的特点。尤其是现在电子技术的不断进步,已经可以实现超高规模电路的芯片制造,进一步为机械产品的小型化奠定了基础。在这样的技术条件下,可以使机械设备结构得到优化、其重量和体积被有效控制,有利于在有限空间内实现更多的机械设备协同,实现较大规模化的生产制造。
        2.2有利于提高生产效率
        在机械设计制造行业中有效地应用信息技术,可以提高机械设计制造工业的生产效率。并且通过信息技术,还可以实现机械设计制造的自动化发展,减少机械设计制造作业产生的成本,提高作业生产效率的同时,创造更多的效益。
        2.3有利于保证产品安全性能
        机电一体化设备可以应用于电磁学、光学、电学、光电学技术,在机械控制中引入传感器取样、处理器分析、控制器管理、机械设备反应等机制,减少了个环节中操作人员的参与,将一些原本容易产生的人为因素造成的安全隐患排除。由于机电一体化设备在一定程度上具备随时自检和危险警告的能力,一旦出现危及安全的故障或突发情况,都可以及时处置应对,有利于保证产品的安全性能。


3机电一体化技术在机械设计制造中的应用
        3.1智能控制的应用
        应用于GPS机械系统:目前,国内机电一体化系统的性能不断提升,完善度越来越高。智能控制技术也逐步融入到机械生产之中,显著提升了工作效率。期望更好的达成预期生产目标,就应当进一步融合智能控制技术和机械系统。例如,机械系统中的GPS模块,可以利用信息技术有效采集数据,并完成数据分析整合,通过表格模式为系统优化提供数据支撑。如果可以将GPS模块和智能控制深度结合,就可以提高GPS模块的运行性能,诸如消防体系中的GPS警报模块以及GPS远程控制组件,能够为系统安全运行提高保障。大规模机械生产需要机械设备具有较高的运行效率,此时融入GPS智能模块,便可以实现机电一体化系统的远程操控任务,进一步提升系统运行稳定性。
        3.2机电一体化与设备运行状态监控
        利用机电一体化技术建立对设备运行的状态监控,较早地应用在机械的设计和测试阶段确认各部件状况,如有一些厂家将设备状态监控用于实现关键技术的保密,通过加强监控防止关键技术泄密。近年来,设备运行状态监控技术更多地被用于确保设备本身的使用效能和安全性能上。在机械设备的运行过程中,很容易遇到较复杂的工况从而引发一些突然的状况,有的状况在设备的应对能力之中,有的则会造成设备的故障甚至是报废。利用机电一体化技术,在机械设备的关键部位加装传感器及控制措施,就可以实现自动化、智能化的危险评判及故障诊治能力。
        3.3优化机械设计制造集成化应用
        将集成应用到机械制造中,可以掌握企业目前的整体生产状况,且在实际应用中可对技术进行改进,就目前发展现状来看,其在电梯机械设计制造领域中取得了良好的效果。优化机械设计制造集成化应用,可以将设计制造中的每一项管理活动提升,优化调整企业内部的各种资源和材料集中度,保证生产运行的有效性,突出设计制造时的功能性
        3.4智能控制在机电一体化系统机器人领域中的应用
        机器人实际应用过程中具有诸多优势,尤其是能够完成多元化任务要求,能够有效实现智能控制的目标。目前将智能控制和机器人相结合的方式有以下几种:智能完成视觉处理和传感设备的数据处理功能;智能测定机器人位姿数据;智能控制机器人的行进路线等。
        3.5机电一体化与机械节能作用
        机械设备的运行需要消耗能力,但是由于各种原因,机械设备常常处于未按照经济效率运行或者过载运行等状况,出现这种问题的原因,就是传统机械设备缺少对自身运行状态的判定以及自主调整运行方式的能力。应用机电一体化技术,可以为机械设备赋予这样的能力,让机械设备根据自己的运行需要自主进行功率调节和能量调配,从而优化机械设备的能量利用,使机械设备始终处于较为经济合理且高效的运行工况中,可以达到较好的节能效果。
结束语
        从智能制造的多领域普及中我们可以了解到工业化发展的稳定趋势,在机械生产中应用智能化技术提升了各个生产环节的自动化与智能化水平。众所周知,工业生产为我国的发展做出了贡献,在工业生产中结合智能制造,大幅度提升了工作效率,同时将产品的质量上升了一个层次,稳定了企业的经济发展。机电一体化技术与智能制造的融合是一个双赢的机会,智能制造得到了技术支持,而机电一体化技术也实现了技术突破,成为了智能制造中较为重要的角色。
参考文献
[1]郑永鑫,韩子鑫.机电一体化系统中智能控制的应用分析[J].南方农机,2018,49(24):145.
[2]田永.机械设计制造及其自动化发展方向研究[J].电大理工,2018(04):4-6.
[3]陈巍.机电一体化技术在智能制造中的应用[J].矿业装备,2018(06):48-49.
[4]童群.机电一体化技术在企业智能制造中的应用探析[J].信息系统工程,2018(11):102.
[5]孙相江.机械制造业向机电一体化方向发展的探讨[J].中国金属通报,2018(08):63+65.
       
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