现代机械制造机电一体化技术探讨

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摘要：近年来，随着我国社会经济的稳步发展，机体一体化技术被广泛应用在各行业领域中，并取得了显著的应用效果。以现代机械制造行业为例，通过机电一体化技术的合理科学应用，能够体现出诸多应用优势，比如对机械制造过程起到监控作用、使能源消耗得到有效控制等。但是，机电一体化技术在现代机械制造应用期间仍存在较大的发展空间。对此，文章在分析现代机械制造中机电一体化技术的作用的基础上，进一步分析机电一体化技术的具体应用以及未来发展趋势，希望以此全面提升机电一体化技术的应用价值，并促进现代机械制造生产工作质量效益的提高。

关键词：现代机械制造；机电一体化技术；机械制造自动化

机械制造行业作为我国经济的重要支柱型产业之一，提升其技术发展水平，能够带动国家工业化持续发展。同时，现代机械制造技术水平的高低，是衡量工业生产水平的主要指标，过去机械制造行业主要以机械替代人力操作，以实现保证产品质量、控制生产成本投入、赢得更多经济效益的目标。现代机械制造行业则完全不同，主张以先进的信息技术为基础，灵活运用现代化的管理模式与生产方式，积极引进合理科学的现代化制造技术[1]。近年来，我国机电一体化技术的应用日趋广泛，并且在其技术水平不断提升的情况下，提高现代机械制造中机电一体化技术的应用水平，能使现代机械制造模式向智能化、网络化不断转变。由此可见，为了提升现代机械制造生产作业的质量效益，围绕“现代机械制造中机电一体化技术的作用及发展趋势”进行分析研究具有重要的价值。

1现代机械制造中机电一体化技术的作用

1.1监控现代机械制造工程作业过程

在现代机械制造期间合理运用机电一体化技术，能够充分发挥机电一体化技术在工程制造期间的监控功能作用，即在现代机械工程制造期间发生相关问题，应用机电一体化技术，不仅可以满足及时预警的要求，还能够精准判定故障的发生位置，以达到最大限度地减少成本损失的目标。与此同时，将现代机械制造与机电一体化技术相结合，能实时监控管理工程制造流程，在很大程度上提高工程制造的工作效率，有效控制现代机械工程制造中保护成本的投入，并减轻相关工作人员的工作负荷[2]。总之，机电一体化技术具有显著的实时监控作用，可以有效提高机械制造的工作效率及质量，因此值得借鉴及应用。

1.2减少工程制造能源的浪费

近年来，受到工业流水线的影响，现代机械工程制造行业易产生不同程度的能源浪费问题。过去在常规加工行业运转期间，若加工制造成本投入过大，则会导致企业难以获取合理的利润，进而会对制造企业长远发展造成严重影响。以液压挖掘机作业为例，相关调查研究数据表明其能源利用率仅为22%，显然这会严重阻碍我国能源事业的长远进步及发展。由此说明，节能能源是我国经济发展期间的重要任务之一。值得注意的是，将机械制造与机电一体化技术相结合，可以在很大程度上提高能源的利用率，并有助于规避能源污染问题。因此，在现代化机械制造行业，需重视机电一体化技术的应用，以此使能源资源浪费问题得到有效预防控制。

1.3实现工程制造自动化作业

现代机械制造中机电一体化技术应用的成本投入相对较少，除人工服务方面的投入外，剩余仅为材料购买、设备使用耗损方面的投入。近年来，随着机电一体化技术逐渐融入制造行业，部分机械设备逐步实现自动化操作，能够在很大程度上减少人工服务的成本投入，减轻人员的工作压力，进一步提升总体制造工作效率和质量[3]。例如：在水泥混凝土搅拌作业期间，加工精准要求较高，合理运用机电一体化技术，并利用电子机械称量仪器，可满足自动化电子称量的要求，这样不但能够保证路面平整度符合工程建设的要求，而且能提高总体作业效率，减轻相关工作人员的人工劳动量和压力。由此可见，需合理利用机电一体化技术，使工程制造自动化作业目标有效实现。

2现代机械制造中机电一体化技术的具体应用

2.1计算机数字控制技术的应用

数控技术历经50余年的发展，结合不同的分类标准，可将数控技术划分为若干个发展阶段，以体系结构划分为例，数控技术可划分为三个发展阶段：软数控系统阶段、计算机硬件阶段及硬数控系统阶段。以伺服及控制方式划分为例，数控技术可划分为两个发展阶段：伺服电机驱动闭环系统阶段、电机驱动的开环系统阶段。以电子器件划分为例，数控技术可划分为五个发展阶段：微处理器数控阶段、小型计算机数控阶段、中小规模IC数控阶段、晶体管数控阶段及电子管数控阶段[4]。为了实现现代机械制造行业的自动化发展目标，可以以数控技术为基础，合理使用机电一体化技术。此外，计算机数控系统的构成，需要相关软件的充分支持。对于传统数据系统，一般利用硬件数控系统使相关功能得到有效实现。近年来，随着微型处理器、微型计算机的功能逐步成熟，加上计算机技术、半导体技术的不断发展，使得数控装置在计算机数字控制装置中的应用前景越来越广泛，在使完整的计算机数控系统得到有效构成的基础上，可使数控功能通过软件实现，进一步使现代机械制造的机电一体技术价值有效发挥出来。

2.2计算机集成制造系统的应用

计算机集成制造系统，指的是以计算机网络及其计算机单元CAM、DNC、CAD为基础，进行设计、制造、管理的技术系统。将计算机集成系统应用到现代机械制造工作领域中，能够有效提高现代机械制造生产的效率，并且有助于控制总体成本投入。与此同时，计算机集成制造系统由多个子系统共同组成，包括加工生产子系统、经营管理子系统、决策子系统等。并且，计算机集成制造系统贯穿产品生产全过程，即产品报废、销售、生产、开发、设计等全过程[5]。由此可见，现代集成制造系统以过去常规计算机集成系统为基础，在功能拓展的条件下，结合现代化机械制造技术发展需求再进行功能细化，可以使自身注重突出现代化特征，包括绿色化、数字化、智能化、集成化等。此外，计算机集成制造系统，集合了管理、技术，着重强调人在产品生产中的作用[6]。在计算机集成制造系统应用范围不断拓展的情况下，可以使诸多属性不同、质量更优的机械产品被制造出来。因此，需重视计算机集成制造系统在现代机械制造生产工作领域的应用。

2.3柔性制造技术的应用

柔性制造技术属于先进的生产技术方法之一，其核心技术便是数控技术，此项技术以工艺设计为指导，主张灵活运用柔性制作技术方法进行机械制造作业，比如在产品价值与制造、产品装配、检测等方面，应用价值颇高，能够将加工主体对象转化为质量优良的成品。与此同时，柔性制造技术不仅囊括微电子技术、智能化技术等先进技术，还融合了传统制造技术方法，具有作业效率高、先进性鲜明、自动化突出等特点[7]。并且柔性制造技术主要以硬件柔性化为基础，对不同的加工主体对象均能满足自动化变化、智能变化的要求，进一步完成柔性制造加工的目标。此外，柔性制造系统普遍由计算机进行控制，一般选用数控机床，能够为现代机械制造生产作业提供适宜的加工工艺。在利用计算机的基础上，可对设备进行连续监控及控制，进一步对设备运行的具体情况进行详细记录。应用柔性制造技术可以提高企业制造生产的灵活程度和针对性，从而使企业制造生产的综合效益水平得到有效提升，因此柔性制造技术值得借鉴及应用。

2.4敏捷性制造技术的应用

敏捷性指的是企业处于不可预测、持续变化的经营环境中形成的生存发展、技术革新、善于应变的能力，主要能够集中体现相关企业的综合实力。对于敏捷性制造技术而言，指企业运用现代化技术方法，合理快速配置各种资源，并突出产品制造敏捷性、时效性特点，进一步满足客户需求的制造技术。由此可知，敏捷性制造需各种先进技术方法的充分支持，而敏捷虚拟企业有必要在快速变化的外界市场环境作出快速反应，保证能够充分适应现代机械制造的市场竞争形势。值得注意的是，随着国民经济的快速发展，用户需求日渐严格，使现代机械制造行业生产的产品类型日趋丰富多样[8]。与此同时，在高新技术产品方面，难以由某个企业单独承担所有的技术开发、生产制造任务，需联合行业内多个企业或者一个企业内的多个部门，结合生产任务的繁重程度，合理配置技术、人员、资源，利用临时组建的虚拟企业链条完成相应的生产任务。在上述生产方式的应用下，可以在很大程度上分散企业的生产风险，减少生产成本投入，进一步提升企业的作业效率，满足用户的生产需求。总之，虚拟企业链条是现代社会集成的集中体现，在机械制造行业中的应用价值显著，可以实现资源优化配置的目标，并使机械制造生产工作的质量效益得到有效提升，因此值得借鉴及应用。

3现代机械制造中机电一体化技术的发展趋势

3.1朝微型化方向发展

现代机械制造中机电一体化技术的应用及发展期间，开始涌现出全新的微型机电一体化技术的研究，这属于新兴技术的研究范畴，且属于纳米电子技术与机械技术的共同结晶产物。与此同时，运用微型机电一体化技术生产出来的产品，体积普遍小于1cm3，这也是此项技术突出的应用优势，适用于多个生产制造领域。并且，由微型机电一体化技术生产的产品耗能低，可实现高效运转的目标，能够能为人们的日常生活提供更多便利。因此，微型机电技术值得借鉴和应用。近年来，西方一些发达国家开始着手研究微型化的机电一体化技术，并取得了一定程度的技术创新和进步成果。比如，以纳米技术为基础的电子技术与机械技术，能够在微型化的机电一体化系统发挥出显著的作用。此外，合理运用微型化机电一体化技术，可以逐步缩小生产的产品体积，适用于医疗、军事等重要领域，可以在很大程度上降低能源消耗，有利于我国社会经济的长远发展。因此，需使机电一体化技术逐步朝微型化方向发展。

3.2朝智能化方向发展

近年来，随着我国科学技术的快速发展，全球范围内较多的产品能够实现智能化的操作要求。同时，现代机械制造中的机电一体化技术更强调理论层面知识的支持，并且机电一体化技术侧重突出智能化的特点优势[9]。因此，机电一体化技术正向人类智能模拟化方向发展转变，且从侧面说明机电一体化技术具有良好的技术发展前景。当下，社会大众日常生活与智能自动化技术密切相关，比如自动取款机、智能手机等。由此可见，智能化是机电一体化技术发展的必经之路。为了实现机电一体化技术的智能化发展目标，则需合理借助基础理论知识，加强理论研究，并通过实践工作的积极开展，使机电一体化技术的智能化水平得到全面提高，从而在现代机械制造中发挥出更为显著的优势。

3.3朝人性化方向发展

科学技术的不断发展，为人们带来了许多的便利，与此同时，科技产品尤其是新兴科技产品的价格居高不下，这显然与人性化服务目标相违背。为了实现人性化的现代机械制造企业生产服务目标，在机电一体化技术发展过程中，也需朝向人性化方向不断发展，通过技术应用，营造出人机合一、人机一体化的氛围，并生产出优质的产品，满足广大用户的切身需求，并使技术、产品协同实现人性化发展的目标。

4结束语

通过文章的分析研究，认识到在机械制造行业发展期间，需使机械制造模式向智能化、数字化、自动化等方向转变，并将机电一体化技术合理科学地应用到机械制造行业中，包括合理科学地使用计算机数字控制技术、计算机集成制造技术、敏捷制造技术、柔性制造技术等，以此实现有效控制产品质量的目标，并确保生产设备处于正常、可靠的运行状态，在真正意义上合理优化配置各种资源，进一步提高现代机械制造总体生产工作效率，并有效控制现代机械制造企业的总体成本投入，增强现代机械制造企业的随机应变能力，提升客户对产品服务的满意程度，最终为现代机械制造企业经济效益及社会效益的全面提升奠定坚实的基础。

参考文献：

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[3]李杨.机电一体化设计理念与自动控制技术应用分析[J].造纸装备及材料,2020,49(5):38-40.

[4]叶佩青,张勇,张辉.数控技术发展状况及策略综述[J].机械工程学报,2015,51(21):113-120.

[5]姚锡凡,景轩,张剑铭,等.走向新工业革命的智能制造[J].计算机集成制造系统,2020,26(9):2299-2320.

[6]张映锋,张党,任杉.智能制造及其关键技术研究现状与趋势综述[J].机械科学与技术,2019,38(3):329-338.

[7]阚艳,舒送,钟靖,等.航空零件柔性加工单元应用研究[J].制造技术与机床,2020(7):113-116+121.

[8]李春雨.机电一体化技术的应用与发展[J].工程技术研究,2016,1(7):64-65.

[9]赵升吨,贾先.智能制造及其核心信息设备的研究进展及趋势[J].机械科学与技术,2017,36(1):1-16.

作者：赵安静 单智习 单位：开封技师学院