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机电一体化数控技术在机械制造中的应用探讨许晟

发表时间：2021/3/26 来源：《中国电力企业管理》2021年1月作者：许晟

[导读] 进入二十一世纪以来，在我国高速发展下，推动了城市化进程的加快。现阶段，我国的机械制造行业当前已经开始向着智能化与完善化角度发展，传统的控制理论已经与当前新的发展理念之间出现了较大嫌隙，所以需要采用机电一体化技术完成对机械制造过程的全面控制。

身份证号码：2106021982072****9 许晟

摘要：进入二十一世纪以来，在我国高速发展下，推动了城市化进程的加快。现阶段，我国的机械制造行业当前已经开始向着智能化与完善化角度发展，传统的控制理论已经与当前新的发展理念之间出现了较大嫌隙，所以需要采用机电一体化技术完成对机械制造过程的全面控制。基于对机电一体化数控技术在机械制造过程作用优势的分析，本文提出了该项技术在机械制造行业中的具体应用方法，提高机械制造行业的整体发展速度。
关键词：机电一体化技术；机械工程；机械制造
        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。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.机电一体化技术的特征
        2.1应用范围广泛
        通过上文分析可知，机电一体化技术属于多项技术的集合，交叉性较强，可以在多个领域中适用。将其应用至机械工程领域，可以促进机械工程领域的发展。
        2.2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。
        2.3提高加工效率
        机电一体化数控系统可以有效提高相关参数的控制精度，完成对所有加工系统的工作对接，最终提高加工效率。除此之外，数控技术在具体的应用过程中可以通过提高零件的加工精度降低返工现象，以此在规定的时间内完成各类零件和产品的制造，使生产加工效率不断提高。

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        3.机电一体化数控技术在机械制造中的应用方法
        3.1整体框架建设
        本文最终提出的整体框架建设方法为，建成了一个分布式控制子系统体系和一个主体性控系统。其中主体控制系统具有整个控制体系中的最高管理权限，而各个分系统的工作状态为，完成对区域性设备以及单台设备的控制工作，在这两个体系的共同作用下，完成对整个机械制造加工区域中，整个控制系统的智能化程度高效提高。主体控制系统的工作状态为，与工作人员的控制设备进行对接，而工作人员的工作内容为，通过对需要加工产品和零件工艺的研究，找到当前工作系统中存在的问题，并在此基础上完成对相应加工方案的具体控制和完善，甚至可以向其中输入加工零件的结构图，而主体控制系统在后续的工作中，通过对相关参数的研究和分析，将具体的控制指令发送到各个子区域的控制系统中，从而让这些设备能够参与到实际的加工参数的控制过程。在各个子系统的工作中，要通过对当前各类信号的研究和完善，找到该系统中存在的问题，并在此基础上提出针对这些问题的解决措施，采取的方法为，通过对收集到信号的对比，发出针对相关信号的控制指令，最终让最终获取的结果精度大幅提高。
        3.2自动化数控系统的应用
        机电一体化的数控系统十分重要，将其应用在工业机器人中可以实现标准化生产，如装配、焊接、拼接等。同时，自动化数控技术可以应用在恶劣环境下，如人工难以完成作业的环境都可以通过自动化数控系统来完成，借助工业机器人的手臂完成零件的运输、抓取等动作，减少因恶劣环境对操作人员造成的影响。在实际操作中,自动化数控系统需要构建出控制单元，以控制单元同步检测执行动作，控制单元的操作需要借助终端设备，如将计算机与控制单元结合，并利用计算机系统构建“中枢神经”，指挥机器人按照特定的指令完成规范化操作，如机器人在工作中发生了故障,传感器会自动检测并发出警报，随后反馈到控制单元，即终端设备计算机，由人工操作解决现存问题。
        3.3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，一方面是使机械设备具备在紧急情况下报警以及自主停机的能力，另一方面则可以在一定程度上实现机械设备自动找到故障位置，自动判断故障类型甚至是自动修复故障的能力。
        3.4故障诊断
        机械生产的运行时间较长，在机械运行过程中必然会产生能源损耗，并且长时间超负荷的运行，会导致设备出现故障，为消除和降低故障发生的概率，技术人员对机电一体化技术的应用十分重视，究其原因，主要是这项技术具有很强的故障诊断能力，通过监测和诊断功能的使用，便于技术人员及时了解机械设备当前的运行情况，并及时发现故障隐患，在分析后及时消除，有助于设备使用年限的延长。实践应用结果表明，机电一体化技术的应用，可以在确保诊断结果准确性的同时，使技术人员的工作压力减少，与此同时，还能节省分析故障成因和维修所耗费的时间。
        结语
        综上所述，各种科学技术的相互交叉和融合，推动了机电一体化技术的发展，其发展和应用于时代要求相符，能够满足工业生产的实际需求。目前，这项技术在工业工程领域的应用效果极为显著。且会随着时间的不断推移，实现智能化、网络化、微型化和绿色化发展。
参考文献
[1]陈耀华.机械设计制造中机电一体化的应用研究[J].南方农机,2019,50(21):246.
[2]吴军.机电一体化技术在机械制造业中的应用分析[J].广西农业机械化,2020(3):48+50.