摘要：机电一体化技术是机械技术与信息技术深度融合的技术，在我国的现代化历程尤其是工业技术的发展进步中发挥着重 要的作用。文章研究了机电一体化技术的优势，探讨了机电一体化技术在机械设计制造中的应用，并对机械设计制造基于机电一 体化技术的发展方向进行了展望，以期提高机械设计和制造水平，具有重要的理论意义和现实意义。

关键词：机电一体化;机械设计;机械制造

我国是一个制造业大国，制造业的飞速发展，在社会 经济和人民生活生产产品的过程中，机械设计制造水平直 接关系到了产品生产质量和生产效率，是急切需要做到与 时俱进的一项技术水平。目前我国的制造业整体很强，但 仍然存在发展模式过于传统化、生产污染大、材料利用效 率低下、智能化程度不高、信息化水平不强、产品质量和 生产效率不能满足市场需要等一些问题。在机械技术与信 息技术不断完善创新和机电一体化技术应用不断拓展丰富 的今天，在机械设计制造中应用机电一体化技术已经成为 现代机械设计制造的必然选择，文章由此开展机电一体化 技术在机械设计制造中的应用研究，希望为新时代的机械 设计和制造提供一定的参考。

一、机电一体化技术及其优势

（一）有利于实现产品小型化

产品的小型化是现在机械设计制造的重点方向，同功 能的机械产品占地更小才能更利于规模化使用，小型化也 是对机械设计制造技术水平的一项考验。应用了机电一体 化技术，机械设备往往可以节约出为控制系统、人为干预 而预留的大量空间，使机械产品具有体积小、重量轻的特点。 尤其是现在电子技术的不断进步，已经可以实现超高规模 电路的芯片制造，进一步为机械产品的小型化奠定了基础。 在这样的技术条件下，可以使机械设备结构得到优化、其 重量和体积被有效控制，有利于在有限空间内实现更多的 机械设备协同，实现较大规模化的生产制造。

（二）有利于实现较强生产能力

传统机械设备严重依赖与人工操作，操作人员的操作 水平和熟练程度对机械设备的使用效率和工作能力有较大 限制，且需要大量的操作时间。而应用机电一体化的设备 可以具有非常高的自动化程度，自动地完成设定好的操作， 同时将很多原本由操作人员做出的判断交由计算机控制系 统负责，针对环境的变化和材料特征快速做出反应。在加 快了生产速度的同时，机械设备的自动化操作还保证了产 品几乎具有完全相同的生产环境和性能指标，能够有效避免人为因素造成的产品差异，消除了误差对产品性能造成 的影响，有利于实现较强生产能力。

（三）有利于保证产品安全性能

机电一体化设备可以应用于电磁学、光学、电学、光 电学技术，在机械控制中引入传感器取样、处理器分析、 控制器管理、机械设备反应等机制，减少了个环节中操作 人员的参与，将一些原本容易产生的人为因素造成的安全 隐患排除。由于机电一体化设备在一定程度上具备随时自 检和危险警告的能力，一旦出现危及安全的故障或突发情 况，都可以及时处置应对，有利于保证产品的安全性能。

二、机电一体化技术在机械设计制造中的应用

（一）机电一体化与信号控制

在机械设计的过程中应用机电一体化技术，经常遇到 的一个问题就是传统信号技术不能满足现在信号数量更多、 控制要求更严的机械功能带来的新需求，因此在设计环节 就需要引入机电一体化的总线技术。总线的实质是连接多 个元器件的通信干路，应用总线技术，可以实现机械设备 各部件之间的统一管理，从而提升了整体的自动化运行能 力。设计人员也可以应用总线技术，达成不同设计专业和 设计环节之间的协同参与，在一定程度上从设计环节就为 提高机械设备生产效率、生产质量做好了保障 [1] 。同时， 总线技术带来的设备各部件之间信息传输的畅通，还有利 于加强信号控制的质量，提高了机械设备的运行效率，降 低了在检修、保养过程中发现问题并解决的难度。

（二）机电一体化与机械的数控技术

随着技术的不断发展，“数控”这两字再也不是什么 专属于工业界的高端、神秘的词汇。现代机械设备中有很 多都已经应用了数控技术，如数控机床、数控激光加工机 床、数控火焰切数控机床等制造装备，在数控技术的帮助 下，逐步实现了自动换刀、旋转轴头等操作，为工业制造 提供了极大的便利。机电一体化技术的进一步应用，就是 弥补数控技术在编程、操作等方面复杂烦琐的缺点，解决 目前数控技术存在的一些漏洞，改善操作人员面对常规机 械设备和简单的数控设备时在操作上的不便，为设备生产 制造和运行乃至保养的各环节服务，降低机械设备的设计 和制造难度，进一步带动计算机辅助设计技术的不断发展， 从而实现机电一体化系统的下一个飞跃。

（三）机电一体化与产品制造精度

对于机械产品，除了功能上的一般性要求，对其制造 精度的要求也十分重要。工程机械种类繁多、结构复杂，各零配件之间的配合均有一定的精度要求，在机械产品制 造的过程中，制造精度存在一定的偏差，往往会使产品的 性能受到一定的负面影响。应用机电一体化技术，就可有 效控制各参考数据，从而实现机械产品制造精度的有效控 制，这是传统制造技术难以实现的精度控制。如原材料重 量的精确称量、构件尺寸的精确测量、材料加工进尺的精 确控制，都严重依赖机械一体化所带来的机械运行和电子 控制的巧妙集合。机电一体化技术的应用，为机械设计制 造从设计研究、加工制造、部件装配的各环节提供了精度 控制的有效工具。

（四）机电一体化与设备运行状态监控

利用机电一体化技术建立对设备运行的状态监控，较 早地应用在机械的设计和测试阶段确认各部件状况，如有 一些厂家将设备状态监控用于实现关键技术的保密，通过 加强监控防止关键技术泄密。近年来，设备运行状态监控 技术更多地被用于确保设备本身的使用效能和安全性能上。 在机械设备的运行过程中，很容易遇到较复杂的工况从而 引发一些突然的状况，有的状况在设备的应对能力之中， 有的则会造成设备的故障甚至是报废。利用机电一体化技 术，在机械设备的关键部位加装传感器及控制措施，就可 以实现自动化、智能化的危险评判及故障诊治，一方面是 使机械设备具备在紧急情况下报警以及自主停机的能力， 另一方面则可以在一定程度上实现机械设备自动找到故障 位置，自动判断故障类型甚至是自动修复故障的能力。

（五）机电一体化与机械节能作用

机械设备的运行需要消耗能力，但是由于各种原因， 机械设备常常处于未按照经济效率运行或者过载运行等状 况，出现这种问题的原因，就是传统机械设备缺少对自身 运行状态的判定以及自主调整运行方式的能力。应用机电 一体化技术，可以为机械设备赋予这样的能力，让机械设 备根据自己的运行需要自主进行功率调节和能量调配，从 而优化机械设备的能量利用，使机械设备始终处于较为经 济合理且高效的运行工况中，可以达到较好的节能效果， 既提高了机械设备的生产效益和使用寿命，保证了机械设 备的产品质量，也为机械设备产品的使用者节省了资源， 释放了其不必要的开支。

结束语：

综上所述，制造业为现代生活提供物质支撑，而机电一体化技术 是制造业实现机械化和自动化的关键技术，文章开展机电 一体化技术在机械设计制造中的应用研究，从机电一体化 技术优势、机电一体化在机械设计制造中的应用进行研究， 讨论了机械设计制造基于机电一体化技术的发展方向，将 极大地提高机械设计和制造水平，更好地为制造业的繁荣 发展和产业整体提升贡献价值，也能更好地为社会的发展 进步和人民生活水平的提升贡献力量。

参考文献：

[1]王宝玉.机电一体化技术在机械设计制造中的应用研究[J].科技创新与应用，2022，12（16）：170-173.

[2]董传翠.机电一体化技术在机械设计制造中的应用[J].造纸装备及材料，2021，50（09）：96-98.

[3]程尤亚，王明月.机电一体化技术在机械设计制造中的应用研究[J].南方农机，2020，51（20）：141-142.