机械设计制造中机电一体化的应用研究

时间:2022-03-18 10:10:48 阅读:

内容摘要:摘要:科技的快速发展带动我国各行业发展迅速。机械制造业是国家重要的支柱产业,其发展水平是国家工业化程

摘 要:科技的快速发展带动我国各行业发展迅速。机械制造业是国家重要的支柱产业,其发展水平是国家工业化程度的主要标志之一,对促进我国民经济总值的提升具有重要作用。传统机械制造业是用机器取代人力来提高产品质量、降低生产成本和提升生产效益。

关键词:机械设计制造 机电一体化 应用

引言

我国工业建设推动我国整体经济发展迅速,工业在国家经济发展中占据重要地位,而机电一体化是应用于现代工厂的重要技术,融合了多种新兴技术,例如:微电子技术、信息技术、自动控制技术、传感技术、编程技术等,集成了大规模的电路与计算机系统功能,促进传统工业的转型与升级,其应用全面提升了整体机械设计与制造的效率、质量。

1机电一体化概述

机电一体化是一种新型的电子技术,该技术的融合性较强,将机械技术、微电子技术和自动控制技术、信息技术、传感器技术和软件编程技术进行整合,并且使用到大规模的集成电路中,采用计算机进行辅助操作,使得我国的机械设计向着技术型转变。机电一体化技术的应用可以将机械设计方式进行转变,使机械设备中的执行机构、驱动方式和感应单元得到提升,通过自动化系统进行设计,从而将机械设计中各个部件进行融合和集成,使得机械设计更加精确化,各个部件之间通过计算机进行辅助,并使用微电子技术进行指导,这样可以在技术上获得更加明显化的优势,实现整个系统中机械产品的创新,对传统的技术产品进行优化处理,使得高新技术可以全面地应用到机械设计中,从而实现整体机械整体设计质量的提升。

2计算机数字控制的应用

数控技术已有50年的发展历史,根据不同的分类标准,可以将数控技术分为不同的发展阶段;根据体系结构来分,数控技术分为三个发展阶段,即硬数控系统、计算机硬件、软数控系统;根据伺服及控制方式来分,数控技术分为两个发展阶段,即步进电机驱动的开环系统、伺服电机驱动的闭环系统;根据电子器件来分,可以将数控技术分为五个发展阶段,即电子管数控、晶体管数控、中小规模IC数控、小型计算机数控、微处理器数控。目前在现代机械制造过程中,想要实现自动化,必须以数控技术为基础,可见数控技术的重要性。以往的传统数控系统主要由硬件数控系统来完成相关的功能。微型处理器、微型计算机的功能在半导体技术以及计算机技术不断发展不断增强,而价格不断下降,所以数控装置在计算机数字控制装置中得到了发展,形成了计算机数控系统,对于数控功能的实现,主要由软件来实现。

3监控系统

在机械设备运行的时候,极易发生某些紧急问题,例如:设备突然发生故障、原料供应不足等。此时,机械设备应当及时采取应对措施,如:停止运行,以免增加安全隐患。为了让机械设备及时做出相应的反应动作,一定要不断地优化监控系统,从而实时监测机械设备的运行状态,及时查出故障,自动解决某些问题。机电一体化技术的作用主要体现在自动报警和故障诊断和处理系统的设计上。利用自动报警技术,故障诊断和处理技术,可以实现对工程机械传感和液压系统的有效监控。万一机械设备产生异常现象,系统均会自动地查找故障部位,且初步地确认故障方位、种类,及时发现警报信号,让工作人员第一时间采取必要的检修措施。监控系统的故障警报工作原理:在监控系统内部安装一套标准化的有关机械设备的本体构造以及各个组件参数的装置。机械设备在日常运行中,可把各个元件的详细情况传输于信息系统,通过监控系统对其有效地监督与控制,且与正常的参数对比。若存在较大的差异,则会第一时间发出警报,以免故障的影响蔓延。机电一体化技术在机械制造中的应用提升了设备的工作效率,控制了機械设备损坏的概率,提高了机械设备的使用性能。

4机电一体化在传感器设计中的应用

传感器在机械设计中属于信息传输中主要的构成元件,在机械设计中非常重要。不同的机械设计应用的传感器型号也存在一定的差异性,主要表现在数据传输速度和质量要求上。传统的传感器装置因为技术水平较低,在机械设备的检测过程中无法满足数据反馈和传输上的技术要求,这也就直接造成了机械运行过程中的状态无法达到稳定的效果,甚至会产生较大的判断误差。获得机电一体化技术的辅助后,计算机技术可以让传感器设计得到全面优化,从整体上提升数据分析质量。这里值得一提的是,计算机技术可在实际操作过程中对数据进行实时监控,促使这些数据可以直接输入到软件公式中,为机械设计水平的提高提供应有的保障。显然机械设计各个部件的精度提升,为提高设备运作水平以及增加使用寿命创造有利条件。

5机电一体化在动力设计中的应用

机械设备的动力设计是机械运行的保证,并且随着节能环保理念的提出,合理降低能耗也是需要关注的问题,对企业的经济效益具有较大的影响,因此进行动力设计的要求也在提升,不仅需要保证机械设备的运行,同时也需要考虑能耗的降低。而应用机电一体化技术可以将能耗问题进行解决,例如传统机械设计中动力一般选择液压机,但是该设备使用中需要消耗较多能力,而将机电一体化技术应用在机械设计中,在液压挖掘机中加入电子调速器的方式,采用电子技术对机械的动力、压力等情况进行调节,这样可以对设备中的各项运行情况进行合理的监控,从而实现动力的控制。

6柔性制造技术的应用

柔性制造技术是一项先进的生产技术,其核心技术是数控技术,并以工艺设计为先导,通过对柔性制作技术的运用,完成机械制造的相关环节,包括产品价值与制造、产品装配以及检测等,可以有效地将加工对象转化为成品。柔性制造技术包括智能化技术、微电子技术等先进技术,与此同时,柔性制造技术还融合了传统制造技术,具有自动化、先进性以及高效率等特点。柔性制造技术主要以硬件柔性化为基础,对于不同的加工对象,该技术都可以运用自动变化、智能变化进行柔性制造加工。柔性制造系统主要由计算机控制,采用的是数控机床,为生产提供灵活的加工工艺。

结语

总之,机电一体化技术在机械设计制造中的应用使机械技术和电子技术的优势得到更好地融合。这种高新技术在工业技术创新中的有效应用,可以大幅度地提升机械设备的生产效率,为国家的经济建设与发展提供更多的技术支持。

参考文献:

[1]吴传全.机电一体化技术在机械领域的应用与实践探讨[J].南方农机,2018(13):186-187.

[2]郝源.机电一体化化技术在工程机械中的应用探析[J].设备管理与维修,2019(04):40-41.


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