国在国际范围内属于制造业大国,近些年制造业也得到了飞速发展。同时机械设计制造水平在社会经济发展过程中,直接影响着人民生活产品的质量与生产效率,是急需要进行技术提高的一项技术水平。从目前实际情况来看,我国制造业整体发展十分强大,但是发展模式较为传统,生产过程中产生了较多的污染,材料利用效率也十分不理想,信息化发展水平不充分,这些问题都导致产品质量无法满足市场实际需求。而将机电一体化技术应用在机械设计制造过程中,也是机械制造业未来发展的主要方向,作为一项多项技术融合在一起的杂合体,该技术也会更好地推动现代工业转型与升级。
1. 机电一体化技术在机械设计制造中的重要作用
伴随着我国社会经济的快速发展,工业经济也起到了十分积极的促进作用。而在当前机械设计制造过程中,机电一体化技术的地位十分重要,它发展的好坏直接影响着现代化工业的发展步伐。在科学技术不断进步的今天,机电一体化业融合了信息技术、自动化控制技术等诸多先进的技术类型,这些技术的发展都在不断促进我国传统工业产业的转型与升级,机械制造行业的工作效率也得到了明显提升,为我国工业领域良好发展奠定了坚实基础[1]。同时,作为我国全新发展起来的一种新型电子技术,机电一体化技术能够有效推动机械设计方式的改变,全面提升机械设备的使用效率和应用价值。并且每个部分都会利用自动化系统,充分发挥出了自动化技术的优势,使整个机械设计行业都得到了创新发展。具体优势主要体现在以下几方面:
1.1有利于产品小型化目标的实现
在现代化机械设计制造方面,产品小型化是其主要发展方向,同功能的机械产品,只有占地面积较小才能够更好地实现规模化应用,并且小型化也是对机械设计制造技术水平的一种挑战。而应用机电一体化技术,能够是机械设备节省出预留给控制系统、人为干预的大量空间,机械产品也会具备体积小和重量轻等优点。特别是在电子技术快速发展的当今社会,超高规模电路的芯片制造已经实现,为机械制造产品小型化发展奠定了良好基础。在这样的发展条件下,能够使机械设备的结构得到合理优化,重量和体积能够得到有效控制,从而在有限的空间内实现机械设备协同,完成大规模的机械生产制造。
1.2有利于加强机械制造生产能力
在传统机械制造生产过程中,机械设备过于依赖人工操作,操作人员的技术水平和熟练度都存在很大的限制,这也导致机械设备的使用效率始终无法得到明显提升,通常都耗费了大量的操作时间[2]。而利用机电一体化技术能够提高自动化应用水平,能够自主完成预先设定好的操作流程,同时还可以将原本需要多人参与完成的操作交给计算机系统负责,能够结合材料特点与环境变化做出反应。在提高了生产速度的同时,也保证了机械制造产品几乎拥有同样的生产指标与生产环境。有效规避了人为因素所造成的产品差异,最终获得了较强的生产能力。
1.3提高了产品的安全性能
应用了机电一体化技术的机械设备能够将光学、电学、电磁学技术融合在一起,在机械控制器件引入传感器取样、处理器分析以及控制原理等多项机制,可以减少生产环节中的人为操作,将一些可能由人为因素造成的安全隐患全部排除。而且,由于机电一体化设备还可以随时进行自检,具备危险预警功能,所以一旦出现生产故障问题和突发情况,那么可以在第一时间进行处理,保证了制造产品的安全性能。
1.4适用范围十分广泛
应用机电一体化技术可以为机械设计制造的创新发展提供关键支持,提供强大的设计支持与管理功能,能够为设计分析提供有利帮助,全面提高机械设计效率和设计质量[3]。除此之外,机电一体化技术还可以对设计过程中存在的问题展开分析与研究,及时对机械设计进行完善与改进。由此可见,机电一体化技术的应用范围十分广泛。
1.5维护工作十分便捷
通过科学合理的维护保养,能够使机械设备的使用周期得到充分延长,减少机械设备在具体运行过程中的故障概率,提高了机械设备的应用价值。在传统机械设备维护工作中,一般都会采取人工操作来维护与检测运行问题,整个过程会出现遗漏或缺陷,但是应用机电一体化技术,可以降低工作难度与工作量,有效提高了维护工作效率与整体质量。
2. 机械自动化设计与制造的主要原则
2.1满足机械设备的功能需求
为了能够满足人们对机械设计制造产品的基本需求,就必须要充分了解机械设备存在的主要问题并进行妥善处理。在机械产品制造过程中,制造上要结合市场和用户需求来合理组织产品生产,在批量生产过程中,要将生产批次控制在合理范围内,这样才能够最大限度地避免产品出现差异过大的问题。在实际生产过程中,工程人员要具备坚实的技术水平,这样才能够实现大批量加工生产。另外,在产品设计与制造过程中,需要从机械结构、控制系统和其他构件等角度进行综合分析,这样才可以设计出符合机械制造需求的自动化系统。
2.2采用更加先进的技术
一方面,是要合理使用信息处理设备,此设备的主要功能就是对信息进行高效处理,方便人们对其理解,这样才能够保证机械设计制造期间的整个生产过程信息得到精准识别[4]。另一方面,还要在生产加工复杂产品时,提高生产效率,降低产品制造成本。因为复杂的产品加工需要多台加工设备一同协作生产,涉及到的工艺十分复杂。
3. 机电一体化技术在机械设计制造过程中的合理应用策略
3.1数控技术应用
在科学技术快速发展的带动下,现代机电技术已经被广泛应用在了机床数控技术内部,并在数控机床的各个方面都发挥出了至关重要的作用,也延伸到了机床操控系统当中,比如最常见的经济型数控机床和普通数控机床等等。并且,还可以对可操控编程方式进行应用,在数控技术实际应用期间,可以分化出智能机电控制技术,在主轴箱输入相对应的指令,以此来完成机械设备旋转和换刀等多项操作,全面实现自动化操作[5]。另外,数控技术在实际应用过程中,还可以确定CAM技术和CAD各项目标的指向性,确保各类问题能够得到有效处理,然可视化操作能够延伸到机械设计制造生产作业的各个方面,可以拓展数据模型,确保实际操作中的数控技术朝更加科学化的方向发展。
3.2传感技术应用
为了能够使机电一体化技术得到合理应用,避免出现纰漏问题,则必须要全面加强现代化机电技术的研究,在应用现有基本元件的前提下,完成各种信号的高效率传输。传感技术在具体应用过程中,其方式具体体现在以下几个方面:一是,机械产品设计与生产基本都是采用传感器来进行应用的,从而完成信号聚合,利用传感器来解析其中存在的各项数据。在解析完毕之后,就能够顺利完成机械设计制造。二是判断收集数据是否有效和全面的重要依据就是要了解机电一体化技术的应用效果。在数据收集前提下,在实际操作过程中可以对机械设备原有的具体位置进行改变,适当地扩大搜索范围,在具体生产作业期间,能够同时下达不同的口令,提高任务完成的精度和整体效率。比如在某切削设备运行期间,应用了传感技术之后,整体精度都得到了明显提升,当检测和保存转数等关键部件信息内容时,要充分发挥出机电一体化技术的应用优势,从而明确机械设计制造的各项内容真实性与可靠性。三是现代机电一体化技术在经过一段时间发展之后,能够有效带动计算功能的提高。也就是说,操作人员在具体生产过程中,要严格对调度站进行规范化调整,确保各项工作能够合理、高效的展开。
除此之外,在应用传感技术合理提高机械设计生产精度的前提下,还要进一步细化核心部位,做好相对应的检查工作,加快工程生产进程,对机械制造生产过程中的各项问题进行磨合,从而确保合作双方的预期目标得以实现。
3.3动力设计应用
机械设计制造工作具有很强的复杂性,而动力设计则是其中一项十分重要的内容。此内容也是机械设计制造过程中不可缺少的组成部分,并且在整个机械制造过程中起到了决定性作用,影响着最终的机械质量[6]。现如今,各个行业领域在发展过程中都在落实节能环保理念,其中就包括了机械设计制造行业。将机电一体化技术应用在动力设计过程中,能够对各种问题进行有效处理,使各项资源都可以得到合理应用,减少制造企业的投入,提高整体经济效益。通常情况下,在机械设计制造过程中,液压机是首选机械设备。但是液压机需要在使用过程中耗费大量能源,所以在此生产环节中必须要适当减少能源消耗量。通过机电一体化技术的合理应用,来精准调控机械动力压力,以动态方式完成设备运行期间的参数调整,确保机械设计制造效率能够得到显著提高。
3.4生产线应用
通常情况下,机电一体化技术可以在基础建模中对整个生产过程实施智能化管控,进一步延伸仿真参考性与价值性。并且,机电一体化技术还可以应用在后期工作的管理与调控操作中,按照一定的顺序来进行高效整合,并对工作期间所产生的工期和能耗等问题进行模拟计算。在此之后,通过计算机技术对这些计算结果进行合理优化,挑选出最合适的工作模式。另外,此技术的应用还可以将制造产业和仿真技术有机结合在一起,不仅可以有效延伸原有工作的仿真化与可视化效果,还可以加深制造企业内部工作人员对机械设计制造工作的基本流程了解,最终提高生产效率和生产质量。
除此之外,生产线的应用还包括机械应用。在机电一体化技术的助力下,光电技术也可以延伸到制造工作的其余工作环节当中,并进一步对多元话制造技术进行完善和优化,从而推动生产工作顺利进行[7]。比如在食品加工生产线上,利用机电一体化技术可以让整个操作过程和生产过程变得可视化,在一定程度上提高了企业流程化竞争的优势地位。另外,机电一体化技术在应用期间,还可以和自动化技术与智能化技术配合在一起,丰富了机械设计制造的基本流程,实现了生产效率和生产质量全面提高的目标。
3.5监控技术应用
机械设计制造生产复杂性很强,在实际生产期间会存在各种不同的影响因素,导致设备出现了不同类型的故障为题,对机械设计生产的顺利进行造成了影响。比如机械设备在具体运行过程中,部件很容易受外界各种因素的影响而出现故障,在生产期间也会出现原材料不足的问题。这些故障为题都会对机械设计生产作业造成限制约束。所以,合理应用机电一体化技术能够对各个环节展开精准检测,确保机械设计制造能够顺利进行,使检测设备能够利用自动化技术,采取监控的方法来及时发现制造过程中出现的各种问题,并进行及时处理。比如将监控技术应用在液压系统挑选中,可以完成相关数据的精准检测,如果检测参数过大,那么就会对各项问题数据投射在屏幕上,这也是相关工作人员能够快速定位故障部位,展开科学处理。
结束语:
综上所述,大力发展制造业能够为现代化生活提供关键物质支持,而机电一体化技术也是制造业实现自动化和机械化的核心技术。该技术为工业生产做出了巨大的贡献,虽然在数控设计和监控设计等方面表现形式不同,但是却可以让机械设计制造更符合设计,从而推动整个工业行业进步发展。所以,相关工作人员需要从机电一体化的技术优势和具体应用角度出发,对该技术展开深入研究,从而更好地为制造业繁荣发展提供宝贵价值,提升人们的生活水平。
参考文献:
[1]马韬.机械设计制造中机电一体化的应用研究[J].中国设备工程,2021(21):215-216.
[2]董传翠.机电一体化技术在机械设计制造中的应用[J].造纸装备及材料,2021,50(09):96-98.
[3]程尤亚,王明月.机电一体化技术在机械设计制造中的应用研究[J].南方农机,2020,51(20):141-142.
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[5]员园园.机械设计制造中机电一体化的应用分析[J].内燃机与配件,2020(14):198-199.
[6]刘亮.机械设计制造中机电一体化的应用研究[J].价值工程,2020,39(11):252-254.
[7]张杰.机械设计制造中机电一体化的应用分析[J].科学技术创新,2020(10):148-149.
作者简介
李国善(1977.2—),男,汉族,甘肃民勤人,甘肃农业大学机械设计制造及自动化学士,副教授, 研究方向:机械设计制造及自动化。