摘要：在科技時(shí)代，工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)水平因各項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)的綜合應(yīng)用得以持續(xù)提高，尤其是機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展與普及使用，直接提高了機(jī)械設(shè)計(jì)制造水平和效率。鑒于此，文章以機(jī)械設(shè)計(jì)制造為研究落腳點(diǎn)，在分析機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用價(jià)值的基礎(chǔ)上，就機(jī)電一體化技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用及前景進(jìn)行詳細(xì)研究，旨在為促進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)的健康持續(xù)發(fā)展助力。

　　引 言：我國(guó)是一個(gè)制造業(yè)大國(guó)，制造業(yè)的飛速發(fā)展，在社會(huì)經(jīng)濟(jì)和人民生活生產(chǎn)產(chǎn)品的過(guò)程中，機(jī)械設(shè)計(jì)制造水平直接關(guān)系到了產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效率，是急切需要做到與時(shí)俱進(jìn)的一項(xiàng)技術(shù)水平。

　　1 信號(hào)控制

　　傳統(tǒng)信號(hào)控制技術(shù)無(wú)法滿足當(dāng)下對(duì)于信號(hào)傳遞的實(shí)際要求，是機(jī)械設(shè)計(jì)制造過(guò)程中會(huì)經(jīng)常發(fā)現(xiàn)的問題，諸多機(jī)械功能所帶來(lái)的新需求與現(xiàn)行的信號(hào)控制方案并不匹配。因此，建議將機(jī)電一體化總線技術(shù)融入設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，將多個(gè)元器件通信干路進(jìn)行連接，以實(shí)現(xiàn)不同機(jī)械設(shè)備的同步管理，繼而將設(shè)備整體運(yùn)行效率與能力予以提升。總線技術(shù)同樣可以應(yīng)用在不同環(huán)節(jié)的協(xié)同參與過(guò)程中，為機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)效率的提升與產(chǎn)品質(zhì)量提供保障條件。再加上總線技術(shù)的應(yīng)用打通了不同設(shè)備部位之間的信息傳輸渠道，在將整體運(yùn)行能力增強(qiáng)的同時(shí)，也同樣保證了設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)環(huán)節(jié)問題解決的及時(shí)性。

　　2 數(shù)控技術(shù)

　　數(shù)控技術(shù)在現(xiàn)代化工業(yè)制造體系中具有重要的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用價(jià)值，例如常見的數(shù)控機(jī)床、數(shù)控火焰切機(jī)床等，這些設(shè)備在逐步更新的數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用條件下，能夠根據(jù)實(shí)際需要做出軸頭旋轉(zhuǎn)、自動(dòng)換刀等動(dòng)作，是提升工業(yè)制造效率的關(guān)鍵因素。而在融入機(jī)電一體化技術(shù)后，將徹底消除原本數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用缺陷，無(wú)論是在編程還是在實(shí)際操作過(guò)程中，均獲得了漏洞修復(fù)條件，并為操作人員提供了更多的有效操控條件。自動(dòng)化的運(yùn)行環(huán)境，使得設(shè)備在運(yùn)行、保養(yǎng)過(guò)程中為產(chǎn)品各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的服務(wù)質(zhì)量提升奠定了基礎(chǔ)，將產(chǎn)品的整體制造難度進(jìn)一步提升，為計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)的后續(xù)更新與發(fā)展提供了完備條件，實(shí)現(xiàn)了基于機(jī)電一體化技術(shù)的系統(tǒng)未來(lái)發(fā)展目標(biāo)。伴隨近些年來(lái)機(jī)電一體化技術(shù)的更新與發(fā)展，在聯(lián)系實(shí)際加工需求后，其在以下幾個(gè)技術(shù)領(lǐng)域均體現(xiàn)出了極大的進(jìn)步。第一是高速化。高速加工技術(shù)的應(yīng)用與普及，使得數(shù)控機(jī)床的加工速度相較以往有了明顯提升。首先是車床的主軸轉(zhuǎn)速，由原本的每分鐘 3000~4000轉(zhuǎn)提升到了每分鐘8000~10000轉(zhuǎn)左右，銑床、加工中心等數(shù)控機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速甚至達(dá)到了40000轉(zhuǎn)，且移動(dòng)速度也有不同程度的明顯提升，大大減少了加工時(shí)間。速度的提升促使運(yùn)動(dòng)部件啟動(dòng)加速度也將同時(shí)提升，最高達(dá)到了15g。與此同時(shí)，大量的直線電機(jī)開始在數(shù)控機(jī)床中大批量使用，當(dāng)下主軸所使用的多數(shù)為具有內(nèi)裝式特點(diǎn)的主軸電機(jī)。第二是高精度化。傳統(tǒng)數(shù)控機(jī)床的加工精度僅僅只有0.01~0.02mm左右，經(jīng)由多年發(fā)展已經(jīng)提升到了0.008mm左右，部分亞微米級(jí)機(jī)床達(dá)到了0.0005mm，在此基礎(chǔ)上又發(fā)展出了納米級(jí)機(jī)床，并配備有整合計(jì)算機(jī)技術(shù)與機(jī)電一體化技術(shù)的控制單元與專業(yè)系統(tǒng)。此外，數(shù)控過(guò)程中若有兩軸以上插補(bǔ)技術(shù)的應(yīng)用需求，納米級(jí)插補(bǔ)促使聯(lián)動(dòng)圓弧能夠達(dá)到1U，并在多程序預(yù)讀這一功能的配合下將插補(bǔ)質(zhì)量予以提升，且在自動(dòng)拐角處理方面凸顯出了極佳的技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

　　3 產(chǎn)品制造精度

　　機(jī)械類的產(chǎn)品不僅需要滿足其在功能方面的應(yīng)用要求，同時(shí)也應(yīng)確保其制造精度符合預(yù)期設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)下的工程機(jī)械不僅種類繁多，且自身結(jié)構(gòu)過(guò)于復(fù)雜，不同零部件之間的配合對(duì)精度的要求極大，若依舊沿用傳統(tǒng)制造方案必然會(huì)影響到實(shí)際的制造精度，并會(huì)使所生產(chǎn)出的產(chǎn)品遭受極大的負(fù)面影響。而在融入機(jī)電一體化技術(shù)后，各類參考數(shù)據(jù)均將獲得有效控制，消除精度控制隱患。以原材料重量稱量環(huán)節(jié)、材料加工進(jìn)尺等環(huán)節(jié)為例，在電子控制與機(jī)械運(yùn)行的巧妙配合下，無(wú)論是從加工制造還是部件裝配角度，均提供了科學(xué)有效的精度控制條件，實(shí)現(xiàn)了零部件生產(chǎn)狀態(tài)實(shí)時(shí)把控的關(guān)鍵目標(biāo)。

　　4 設(shè)備運(yùn)行監(jiān)控

　　基于機(jī)電一體化技術(shù)，能夠建立起針對(duì)設(shè)備運(yùn)行過(guò)程的狀態(tài)監(jiān)控體系，若將其應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計(jì)與測(cè)試階段的初期，將達(dá)到不同零部件運(yùn)行狀況確認(rèn)的目的。例如，部分廠家將設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控應(yīng)用于關(guān)鍵技術(shù)的保密環(huán)節(jié)，由于監(jiān)控效果獲得強(qiáng)化繼而避免降低了關(guān)鍵技術(shù)泄密的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。近些年來(lái)，隨著社會(huì)的進(jìn)步與發(fā)展，設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用普及率也逐漸提升，為保證設(shè)備應(yīng)用效果與使用安全性能提供了完備條件。但需要注意的是，設(shè)備運(yùn)行環(huán)節(jié)極有可能由于遭遇到復(fù)雜工況繼而導(dǎo)致出現(xiàn)突發(fā)事件，部分設(shè)備若預(yù)先并沒有設(shè)定防備方案，將導(dǎo)致出現(xiàn)較大故障甚至只得做報(bào)廢處理。

　　5 生產(chǎn)線

　　5.1 仿真應(yīng)用

　　機(jī)電一體化技術(shù)由于其自身特殊性，如將其融入到建模過(guò)程中，即可實(shí)現(xiàn)針對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的智能管控目標(biāo)，且具有一定的仿真延伸參考價(jià)值，此外，即使是在后期工作與管理環(huán)節(jié)，機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用同樣能夠在綜合調(diào)控、管理以及實(shí)際操縱等諸多過(guò)程中，起到順序整合作用。從生產(chǎn)角度來(lái)看，機(jī)電一體化技術(shù)的最大應(yīng)用優(yōu)勢(shì)就是計(jì)算工作工期與能耗等數(shù)據(jù)，模擬計(jì)算后聯(lián)合使用信息技術(shù)，針對(duì)計(jì)算結(jié)果予以深度優(yōu)化，最終獲取到匹配工作展開特征的生產(chǎn)模式。

　　5.2 機(jī)械應(yīng)用

　　在機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用背景下，光電技術(shù)融入到其他機(jī)械設(shè)計(jì)制造環(huán)節(jié)更為方便，并在結(jié)合具有多元化應(yīng)用特征的制造技術(shù)后，促使整個(gè)生產(chǎn)流程得到了進(jìn)一步的優(yōu)化與完善，維持了機(jī)械設(shè)計(jì)制造工作順利推進(jìn)的穩(wěn)定狀態(tài)。以食品加工生產(chǎn)線為例，若能夠在過(guò)程中科學(xué)融入機(jī)電一體化技術(shù)，整個(gè)操作流程與生產(chǎn)流程將呈現(xiàn)出可視化特征，以此作為將企業(yè)流程化競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)予以提升的關(guān)鍵條件，加速企業(yè)發(fā)展，并在可視化、產(chǎn)業(yè)化的生產(chǎn)狀態(tài)下，促使企業(yè)獲得更多的市場(chǎng)份額，獨(dú)特的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)為企業(yè)的未來(lái)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

　　結(jié)束語(yǔ)：

　　綜上所述，機(jī)電一體化技術(shù)的出現(xiàn)，為機(jī)械設(shè)備發(fā)揮其功能優(yōu)勢(shì)奠定了基礎(chǔ)。相信在未來(lái)，隨著機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用流程與方案的不斷更新，其必然能夠在材料應(yīng)用、資源節(jié)約以及環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域，發(fā)揮出更大的應(yīng)用價(jià)值，繼而實(shí)現(xiàn)我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)的可持續(xù)性綠色化發(fā)展目標(biāo)。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1]李海峰. 機(jī)電技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用研究——評(píng)《機(jī)電設(shè)備與機(jī)械電子制造》[J].鑄造，2021，70（04）：514.

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