机电一体化技术在现代机械制造业中的运用研究
摘要: 机电一体化作为现代化工业领域中不可或缺的一项技术,借助该技术可以将机械、电子、电气多科学有机融合,形成统一的工业体系,从而提升工业生产效率和效能。在机械制造业领域中,机电一体化已经成为了提升企业核心竞争力的重要技术,目前在机械制造业中应用愈加广泛。基于此,本文介绍了机电一体化技术,并探究机电一体化技术在机械制造业中的应用。

引言

机电一体化技术在长期发展中发生了一系列的变化。在过去,机电一体化技术的核心是机械电气化,是以机械为核心,借助电子电气控制实现机械方面的一体化设计与应用,其主要特点为系统中必须有运动机械,通过电子电气技术实现机械设备的各类功能。新时期,在电气计算机技术持续发展背景下,机电一体化技术体系也发生了变化,是以电子电气技术为核心,机械为了实现电子电气功能而设计,借助传感设备检测机械运动,借助微机终端分析判断从而控制机械设备运动。运用机电一体化技术,可实现自动化、智能化、集成化机械生产,实现机械生产系统高效、高质量运行。

机电一体化技术相关阐述

机电一体化技术借助了计算机技术、通信技术、传感技术、信息技术、自动化技术、智能化技术,从而实现生产功能一项综合性技术[1]。机械一体化借用了多项技术,可实现各类技术的取长补短,充分借助各类技术优势拓展系统功能,从而提高机电一体化的应用效能。机电一体化技术的特点有以下几点:

系统稳定性高、精度高。

强大的自动化控制性能,减少人为因素的影响。

可实现多类且较为复杂的机械运作方式。

借助传感设备可实现生产系统的自动识别、预警故障。

机电一体化技术在机械制造领域中的优势表现在以下几点:

降低生产成本。借助机电自动化技术打造机械自动化生产线,从而有效降低机械产品的生产成本,包括能源成本、人工成本等,同时提升机械生产效率。

提高产品制造质量与精度。借助机电一体化技术,以智能化系统控制生产工序,有助于提升产品加工精度。并且系统控制机械加工可保证生产参数的统一性,保障机械产品生产质量。

提升产品制造效率。机电一体化技术应用机械领域,可实现机械生产过程的自动化功能,每个工艺流程严格按照标准工序生产,极大地提升了机械产品生产效率。

机电一体化技术在机械制造业中的应用

2.1智能化生产系统

在机械制造领域,智能化生产是目前主流的发展趋势,目前机械制造逐渐朝向高速化、大型化方向发展,传统的控制手段难以满足生产需求,这也突出了智能化生产系统的积极作用。在人工智能技术不断发展和成熟的背景下,机电一体化技术的智能化水平也在持续提升,可实现机械制造业的柔性化、自动化方向发展。

机械制造领域中的智能技术主要包括神经网络、模糊控制、专家系统等,可应用于机械生产设计、生产、质控等多个方面。专家系统、神经网络、模糊控制等技术的应用可让机械生产体系更加完善、合理,极大提升机械生产控制精度。如数控机床、自动化加工中心、柔性制造系统、计算机集成制造系统等中均采用了机电一体化技术,实现机械生产企业中的小批量、多品种的生产方式[2]。智能化系统借助了PLC、传感器、专家系统、数据库、云计算等技术,通过专家系统与数据库打造控制中心,借助PLC打造控制系统,借助传感器采集机械生产信息。传感器将采集的信息进行处理传输给PLC系统,PLC对数据处理后传给控制中心,控制中心根据数据采集情况下达操控指令,PLC负责调控设备运行参数,从而实现智能化生产功能。

2.2微型化控制

微型化也被成为集成化,也就是在现有空间内融入更多的元器件、实现更多的功能,目前机电一体化技术的重要发展趋势就是微型化。如今,机械制造领域都在追求高尖端生产工艺,而实现机电一体化微型化发展可适用于微型机床,使生产工艺能够满足微小、高精度零部件生产,如车、铣、磨等微切削加工机床以及微电、微激光、微压加工机床等[3]。微型机电一体化生产加工系统中包含了微型处理器、微型执行器、集成化控制电路、微型扩展接口等,具有设备体积小、能耗低、效率高、操作灵活等优势,在当代机械制造业领域具有广泛的发展空间。

2.3集成化系统

计算机系统集成化已经成为必然发展趋势,这也推动了机电一体化系统的集成化发展进程。机电一体化是一个综合性系统,其中包含了机械、能源、传感、信息处理等诸多子系统,在节能降耗视域下,近些年新能源技术在机电一体化系统中已经有所应用。如将光学技术应用于机电一体化系统中,借助光能的优势,改进机电一体化能源子系统,为传感、信息处理子系统提供能源支持。在集成化方面,除了机械物理结构集成,还包括系统功能集成,将生产、经营、管理、控制组成一个整体,实现机械生产从原料进厂到产品营销一系列的自动化控制,实现全过程自动化管理即,可起到减少人工、节能降耗、提升生产率等作用,有效提升机械制造企业市场竞争力。

2.4绿色化机械产业

节能降耗、绿色发展已经成为我国经济发展的主旋律,也是现代机械制造业实现可持续发展的必经之路。机械制造作为推动国民经济发展的支柱型产业,过去为了快速推动经济发展,机械制造产业以牺牲环境换取效益,从而导致机械工业体系升级停滞不前、资源损耗率大、环境污染严重。

绿色机械制造是指减少或避免机械生产中产生的污染问题。而借助机电一体化技术生产的产品规格更加统一,标准化更强,提升了报废产品的可回收性。绿色机械制造作为一种闭环系统,从机械产品设计到报废整个生命周期都要严格按照相关标准执行,全寿命周期对周围环境影响非常小、资源利用率高。在机械产品设计之初,就要以环保观念考虑机械产品的环保属性,如选用环保原材料、使用清洁电力等,改善了传统制造模式仅凭借末端治理的环境保护方法。同时,基于对机械产品的基本属性,确保产品性能、使用寿命、质量等满足用户所需标准,从产品设计、生产、质检、包装运输、销售、报废等所有流程,充分利用既有资源,最大程度减少对自然环境的影响[4]。

机电一体化技术在机械制造领域还体现在清洁生产领域。清洁生产覆盖机械生产全生命周期,以预防性环境战略为核心,贯彻在机械产品整个生产流程。清洁生产的核心理念是环境保护、资源综合利用。在生产中,使用无公害材料取替有毒有害材料、使用再生能源取替传统能源,提高清洁能源、二次能源的利用率,改善机械生产工艺设备,生产所生成的排放物控制在脱离生产体系之前,通过二次处理对排放物二次利用,无法利用的资源进行处理后排放。

结束语

综上所述,机电一体化技术在近些年发展中也在不断升级和创新,随着智能化、自动化技术的应用,机电一体化技术在机械生产领域的功能效用更加明显。合理利用智能传感器、专家系统、AI、PLC等先进技术,对机械生产工艺进行优化,在保障产品生产质量的同时提升生产效率,缩短产品开发周期,推动科技成果转化,从而提升机械制造企业的核心竞争力,实现可持续发展的战略目标。

参考文献

[1] 陆小健,杨海,翟鑫.机电一体化技术在机械制造业中的运用探讨[J].电子乐园, 2023(3):109-111.

[2] 张少鹏.机电一体化技术在机械制造中的应用[J].中国科技期刊数据库 工业A, 2023(1):499-501.

[3] 和冠冠.现代工程机械中机电一体化技术的应用研究[J].建筑·建材·装饰, 2023(10):755-758.

[4] 李鹏,安建胜.机电一体化技术在机械设计制造中的应用研究[J].机械与电子控制工程, 2023(2):72-75.