現代機械制造機電一體化技術探討

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摘要：近年來，隨著我國社會經濟的穩步發展，機體一體化技術被廣泛應用在各行業領域中，并取得了顯著的應用效果。以現代機械制造行業為例，通過機電一體化技術的合理科學應用，能夠體現出諸多應用優勢，比如對機械制造過程起到監控作用、使能源消耗得到有效控制等。但是，機電一體化技術在現代機械制造應用期間仍存在較大的發展空間。對此，文章在分析現代機械制造中機電一體化技術的作用的基礎上，進一步分析機電一體化技術的具體應用以及未來發展趨勢，希望以此全面提升機電一體化技術的應用價值，并促進現代機械制造生產工作質量效益的提高。

關鍵詞：現代機械制造；機電一體化技術；機械制造自動化

機械制造行業作為我國經濟的重要支柱型產業之一，提升其技術發展水平，能夠帶動國家工業化持續發展。同時，現代機械制造技術水平的高低，是衡量工業生產水平的主要指標，過去機械制造行業主要以機械替代人力操作，以實現保證產品質量、控制生產成本投入、贏得更多經濟效益的目標。現代機械制造行業則完全不同，主張以先進的信息技術為基礎，靈活運用現代化的管理模式與生產方式，積極引進合理科學的現代化制造技術[1]。近年來，我國機電一體化技術的應用日趨廣泛，并且在其技術水平不斷提升的情況下，提高現代機械制造中機電一體化技術的應用水平，能使現代機械制造模式向智能化、網絡化不斷轉變。由此可見，為了提升現代機械制造生產作業的質量效益，圍繞“現代機械制造中機電一體化技術的作用及發展趨勢”進行分析研究具有重要的價值。

1現代機械制造中機電一體化技術的作用

1.1監控現代機械制造工程作業過程

在現代機械制造期間合理運用機電一體化技術，能夠充分發揮機電一體化技術在工程制造期間的監控功能作用，即在現代機械工程制造期間發生相關問題，應用機電一體化技術，不僅可以滿足及時預警的要求，還能夠精準判定故障的發生位置，以達到最大限度地減少成本損失的目標。與此同時，將現代機械制造與機電一體化技術相結合，能實時監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，有效控制現代機械工程制造中保護成本的投入，并減輕相關工作人員的工作負荷[2]?？傊?，機電一體化技術具有顯著的實時監控作用，可以有效提高機械制造的工作效率及質量，因此值得借鑒及應用。

1.2減少工程制造能源的浪費

近年來，受到工業流水線的影響，現代機械工程制造行業易產生不同程度的能源浪費問題。過去在常規加工行業運轉期間，若加工制造成本投入過大，則會導致企業難以獲取合理的利潤，進而會對制造企業長遠發展造成嚴重影響。以液壓挖掘機作業為例，相關調查研究數據表明其能源利用率僅為22%，顯然這會嚴重阻礙我國能源事業的長遠進步及發展。由此說明，節能能源是我國經濟發展期間的重要任務之一。值得注意的是，將機械制造與機電一體化技術相結合，可以在很大程度上提高能源的利用率，并有助于規避能源污染問題。因此，在現代化機械制造行業，需重視機電一體化技術的應用，以此使能源資源浪費問題得到有效預防控制。

1.3實現工程制造自動化作業

現代機械制造中機電一體化技術應用的成本投入相對較少，除人工服務方面的投入外，剩余僅為材料購買、設備使用耗損方面的投入。近年來，隨著機電一體化技術逐漸融入制造行業，部分機械設備逐步實現自動化操作，能夠在很大程度上減少人工服務的成本投入，減輕人員的工作壓力，進一步提升總體制造工作效率和質量[3]。例如：在水泥混凝土攪拌作業期間，加工精準要求較高，合理運用機電一體化技術，并利用電子機械稱量儀器，可滿足自動化電子稱量的要求，這樣不但能夠保證路面平整度符合工程建設的要求，而且能提高總體作業效率，減輕相關工作人員的人工勞動量和壓力。由此可見，需合理利用機電一體化技術，使工程制造自動化作業目標有效實現。

2現代機械制造中機電一體化技術的具體應用

2.1計算機數字控制技術的應用

數控技術歷經50余年的發展，結合不同的分類標準，可將數控技術劃分為若干個發展階段，以體系結構劃分為例，數控技術可劃分為三個發展階段：軟數控系統階段、計算機硬件階段及硬數控系統階段。以伺服及控制方式劃分為例，數控技術可劃分為兩個發展階段：伺服電機驅動閉環系統階段、電機驅動的開環系統階段。以電子器件劃分為例，數控技術可劃分為五個發展階段：微處理器數控階段、小型計算機數控階段、中小規模IC數控階段、晶體管數控階段及電子管數控階段[4]。為了實現現代機械制造行業的自動化發展目標，可以以數控技術為基礎，合理使用機電一體化技術。此外，計算機數控系統的構成，需要相關軟件的充分支持。對于傳統數據系統，一般利用硬件數控系統使相關功能得到有效實現。近年來，隨著微型處理器、微型計算機的功能逐步成熟，加上計算機技術、半導體技術的不斷發展，使得數控裝置在計算機數字控制裝置中的應用前景越來越廣泛，在使完整的計算機數控系統得到有效構成的基礎上，可使數控功能通過軟件實現，進一步使現代機械制造的機電一體技術價值有效發揮出來。

2.2計算機集成制造系統的應用

計算機集成制造系統，指的是以計算機網絡及其計算機單元CAM、DNC、CAD為基礎，進行設計、制造、管理的技術系統。將計算機集成系統應用到現代機械制造工作領域中，能夠有效提高現代機械制造生產的效率，并且有助于控制總體成本投入。與此同時，計算機集成制造系統由多個子系統共同組成，包括加工生產子系統、經營管理子系統、決策子系統等。并且，計算機集成制造系統貫穿產品生產全過程，即產品報廢、銷售、生產、開發、設計等全過程[5]。由此可見，現代集成制造系統以過去常規計算機集成系統為基礎，在功能拓展的條件下，結合現代化機械制造技術發展需求再進行功能細化，可以使自身注重突出現代化特征，包括綠色化、數字化、智能化、集成化等。此外，計算機集成制造系統，集合了管理、技術，著重強調人在產品生產中的作用[6]。在計算機集成制造系統應用范圍不斷拓展的情況下，可以使諸多屬性不同、質量更優的機械產品被制造出來。因此，需重視計算機集成制造系統在現代機械制造生產工作領域的應用。

2.3柔性制造技術的應用

柔性制造技術屬于先進的生產技術方法之一，其核心技術便是數控技術，此項技術以工藝設計為指導，主張靈活運用柔性制作技術方法進行機械制造作業，比如在產品價值與制造、產品裝配、檢測等方面，應用價值頗高，能夠將加工主體對象轉化為質量優良的成品。與此同時，柔性制造技術不僅囊括微電子技術、智能化技術等先進技術，還融合了傳統制造技術方法，具有作業效率高、先進性鮮明、自動化突出等特點[7]。并且柔性制造技術主要以硬件柔性化為基礎，對不同的加工主體對象均能滿足自動化變化、智能變化的要求，進一步完成柔性制造加工的目標。此外，柔性制造系統普遍由計算機進行控制，一般選用數控機床，能夠為現代機械制造生產作業提供適宜的加工工藝。在利用計算機的基礎上，可對設備進行連續監控及控制，進一步對設備運行的具體情況進行詳細記錄。應用柔性制造技術可以提高企業制造生產的靈活程度和針對性，從而使企業制造生產的綜合效益水平得到有效提升，因此柔性制造技術值得借鑒及應用。

2.4敏捷性制造技術的應用

敏捷性指的是企業處于不可預測、持續變化的經營環境中形成的生存發展、技術革新、善于應變的能力，主要能夠集中體現相關企業的綜合實力。對于敏捷性制造技術而言，指企業運用現代化技術方法，合理快速配置各種資源，并突出產品制造敏捷性、時效性特點，進一步滿足客戶需求的制造技術。由此可知，敏捷性制造需各種先進技術方法的充分支持，而敏捷虛擬企業有必要在快速變化的外界市場環境作出快速反應，保證能夠充分適應現代機械制造的市場競爭形勢。值得注意的是，隨著國民經濟的快速發展，用戶需求日漸嚴格，使現代機械制造行業生產的產品類型日趨豐富多樣[8]。與此同時，在高新技術產品方面，難以由某個企業單獨承擔所有的技術開發、生產制造任務，需聯合行業內多個企業或者一個企業內的多個部門，結合生產任務的繁重程度，合理配置技術、人員、資源，利用臨時組建的虛擬企業鏈條完成相應的生產任務。在上述生產方式的應用下，可以在很大程度上分散企業的生產風險，減少生產成本投入，進一步提升企業的作業效率，滿足用戶的生產需求?？傊?，虛擬企業鏈條是現代社會集成的集中體現，在機械制造行業中的應用價值顯著，可以實現資源優化配置的目標，并使機械制造生產工作的質量效益得到有效提升，因此值得借鑒及應用。

3現代機械制造中機電一體化技術的發展趨勢

3.1朝微型化方向發展

現代機械制造中機電一體化技術的應用及發展期間，開始涌現出全新的微型機電一體化技術的研究，這屬于新興技術的研究范疇，且屬于納米電子技術與機械技術的共同結晶產物。與此同時，運用微型機電一體化技術生產出來的產品，體積普遍小于1cm3，這也是此項技術突出的應用優勢，適用于多個生產制造領域。并且，由微型機電一體化技術生產的產品耗能低，可實現高效運轉的目標，能夠能為人們的日常生活提供更多便利。因此，微型機電技術值得借鑒和應用。近年來，西方一些發達國家開始著手研究微型化的機電一體化技術，并取得了一定程度的技術創新和進步成果。比如，以納米技術為基礎的電子技術與機械技術，能夠在微型化的機電一體化系統發揮出顯著的作用。此外，合理運用微型化機電一體化技術，可以逐步縮小生產的產品體積，適用于醫療、軍事等重要領域，可以在很大程度上降低能源消耗，有利于我國社會經濟的長遠發展。因此，需使機電一體化技術逐步朝微型化方向發展。

3.2朝智能化方向發展

近年來，隨著我國科學技術的快速發展，全球范圍內較多的產品能夠實現智能化的操作要求。同時，現代機械制造中的機電一體化技術更強調理論層面知識的支持，并且機電一體化技術側重突出智能化的特點優勢[9]。因此，機電一體化技術正向人類智能模擬化方向發展轉變，且從側面說明機電一體化技術具有良好的技術發展前景。當下，社會大眾日常生活與智能自動化技術密切相關，比如自動取款機、智能手機等。由此可見，智能化是機電一體化技術發展的必經之路。為了實現機電一體化技術的智能化發展目標，則需合理借助基礎理論知識，加強理論研究，并通過實踐工作的積極開展，使機電一體化技術的智能化水平得到全面提高，從而在現代機械制造中發揮出更為顯著的優勢。

3.3朝人性化方向發展

科學技術的不斷發展，為人們帶來了許多的便利，與此同時，科技產品尤其是新興科技產品的價格居高不下，這顯然與人性化服務目標相違背。為了實現人性化的現代機械制造企業生產服務目標，在機電一體化技術發展過程中，也需朝向人性化方向不斷發展，通過技術應用，營造出人機合一、人機一體化的氛圍，并生產出優質的產品，滿足廣大用戶的切身需求，并使技術、產品協同實現人性化發展的目標。

4結束語

通過文章的分析研究，認識到在機械制造行業發展期間，需使機械制造模式向智能化、數字化、自動化等方向轉變，并將機電一體化技術合理科學地應用到機械制造行業中，包括合理科學地使用計算機數字控制技術、計算機集成制造技術、敏捷制造技術、柔性制造技術等，以此實現有效控制產品質量的目標，并確保生產設備處于正常、可靠的運行狀態，在真正意義上合理優化配置各種資源，進一步提高現代機械制造總體生產工作效率，并有效控制現代機械制造企業的總體成本投入，增強現代機械制造企業的隨機應變能力，提升客戶對產品服務的滿意程度，最終為現代機械制造企業經濟效益及社會效益的全面提升奠定堅實的基礎。

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作者：趙安靜 單智習 單位：開封技師學院