机电一体化中电工新技术运用

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引言

机电一体化是一种能够自动运转的加工技术，通过在普通机电中加入数字控制系统，实现了技术的融合，能够保证机电加工的精确性，相对于传统机电实现了技术上的创新。通过对机电一体化进行改造，能够进一步完善机电一体化的功能，可以充分利用信息技术、机械技术、电动电子技术，提升机电一体化的工作效率，而且也有利于将智能技术融合其中，推动机电一体化的智能化发展。

1机械机电一体化改造的必要性

随着生产水平的提升，大量复杂的机械设备应用到了工业生产当中，提升了生产力，满足了各种特殊生产工艺的需求。但是在一些精密性极高、结构复杂的零件加工方面，由于传统技术在机械控制上的问题，导致还存在一定的局限。目前，很多企业使用了数控机电，提升了机械的运转速度和控制精度，但是在实际工作中，数控机电还存在一定的弊端，在控制精度上依然难以满足对精度的要求，因此需要进行机电一体化改造。使用机电一体化改造，相比直接购买先进机械可以节约投资成本，通过对原有机电进行改造和升级，避免出现旧机电闲置的情况，提升了企业的资源利用效率和经济效率[1]。并且，在进行机械设备改造的过程中，会更换设备的陈旧部件，用更高性能的铸件提升设备的性能，可以提升设备的稳定性，并且增加设备的使用寿命。最后，由于改造工作并不需要引入新的设备或者新厂房，工作完全在原有厂房内完成，因此可以缩短生产成本和周期，还能保持原有的生产模式，并且可以降低工人的工作压力，提升人力资源的利用效率。

2基于电工新技术进行机电一体化改造分析

2.1进行电一体化改造的重要性

机电一体化的结构包括数控系统、传动系统、进给伺服系统，在工作过程中，不同的系统需要同步运行，才能保证生产效率和质量。通过机电一体化改造，能够提升不同系统之间运行的同步性，从而提升机电一体化的整体工作水平，提升电工机械的应用价值。并且，引入电工新技术还有利于引入智能技术等其他技术，将很多不同的先进控制技术融入电工机械的生产，促进电工机械的智能化发展，改变电工机械的操控性。另一方面，数控设备的长时间使用、运行，也会影响设备的性能，在实际工作中，可能会出现数控设备和设备运行需求不适应的情况，而通过技术改造，实现电工机械的机电一体化，也能解决过去数控设备和电工机械之间的配合问题，让电工机械具备更加稳定的运行状态[2]。最后，通过进行机电一体化改造工作，能够进一步对电工机械的总体质量、性能、价值进行挖掘，发挥电工机械的作用；还能减少企业对电工机械进行升级换代所需要的资金投入，降低企业的运营成本，提升机电一体化的质量控制水平。

2.2机电一体化改造电工机械的优势

2.2.1提升智能化水平。传统的电工机械在工作过程中，由于会受到控制系统性能的影响，因此存在工作总体效率低下的问题。而通过使用电工新技术来对电工机械进行改造，可以使电工机械获得功能更加完备的系统，尤其可以将智能技术引入到电工机械的控制当中，使电工机械在工作过程中具备自主决策、系统运行状况判断的能力，从而自动完成对工作状态的调整，保证自身生产质量，以及避免出现损坏[3]。2.2.2工作更加高效化。通过使用电工新技术对机电一体化进行改造之后，能够让电工机械在整体上获得更高的运行效率，从而充分发挥电工机械的价值。比如一些电工机械在引入电工新技术之后，能够对自身的工作进行纳米级别的精度控制，从而提升了系统的运行效率，让电工机械能够带来更高的经济效益，并且避免了能源、材料的浪费。2.2.3个性化设计。在对机电一体化的改造工作中，可以根据需要进行个性化的设计，以更好地满足生产工作的要求，也能满足市场多样化的需求。通过个性化的设计，电工机械的工作会有更强的针对性，也给高效化创造了条件，而且改造之后也能明确电工机械的特点，在工作中围绕其特点和优势制定更为合理的生产计划，保证生产质量。

3机电一体化中电工新技术的运用目标

3.1物理模型设计要求

机电一体化的改造工作会受到很多因素的影响，为了避免质量控制问题，就需要采用物理模型设计法进行电工机械的优化设计，加强细节的处理，保证电工机械的整体性，确保改造工作的质量[4]。所以，需要以物理模型来做好对实体系统的分析工作，研究电子系统、机械系统在改造后的功能和价值，明确改造目标后，再制定改造方案。在使用物理模型进行改造的过程中，还要使用抽象的手段来对状态变量、数学模型进行分析，尤其要在状态变量上进行科学化设计，充分利用计算机对电工机械工作状态进行分析和处理，最终制定科学合理的施工方案，以便保证机电一体化的改造效果和改造质量。

3.2最优化改造

对机械设备的改造必须遵守最优化改造的要求，从系统最优化的角度出发，对电工机械进行整体优化，满足对电工机械设计的要求，确保改造质量。改造的过程中，要以机电一体化设计理念为指导，分析如何通过多样化的技术组合应用丰富和完善电工机械的功能。分析电工机械在实际应用中存在的复杂问题，然后从机电一体化设计的角度分析问题的最佳解决方案，以推动技术的融合。最后，还要根据电工机械的实际施工需求对多样化的技术进行科学创新，加强对电工机械的改造工作，并形成最优化的设计方案，以满足对电工机械的质量控制要求。

4机电一体化中电工新技术的运用方法分析

4.1机电一体化主传动系统的改造工作

在机电一体化主传动系统的改造工作中，需要从总体上进行考虑，分析改造后传动系统的性能和在整个系统中的功能，实现对各方面的积极优化。主传动系统中包括动力源、执行元件、变速装置等等，为了能够获得性能更为优异的传动系统，就要对传动系统的各个部分都做好优化工作[5]。比如，动力源的作用在于为执行元件提供动力，确保系统有稳定的运行速度，以达到控制执行元件旋转直线运动的控制要求。在进行改造的过程中，应该从整体性能出发，优化主传动系统的功能，确保系统在获得更高工作效率的同时，也能保证高速、高效运行。主传动系统在实际运行时，应该把横扭矩调速范围控制在1:100~1:1000，并在功率范围达到1:10后，功率达到2.2~2.5kW。在保证主传动系统能够满足相应设计要求的情况下，才能充分发挥主传动系统的功能和作用，所以改造过程中需要确保各种指标的控制。对于系统内的直流和交流电动机，也要满足无极调速的功能要求，所以需要对电动机和主轴的功率做好匹配设计，根据电工机械原有的情况，模块的设计标准和规范，确保改造后的主传动系统可以满足柔性和复合性设计需求，以保证其具有较高的总体质量，提升电工机械的应用效果。

4.2结合电工机械的特征进行优化改造工作

机电一体化在改造工作中应该充分结合电工机械的特点和情况进行优化工作，尤其是要根据电工机械当前的情况确定是否需要进行优化改造工作。有一些电工机械已经比较老旧，在床身、刀架等方面已经出现了十分严重的磨损，进行机电一体化改造工作需要进行大量的硬件更换工作，花费会比较大，所以对其进行改造得不偿失[7]。因此，在具体的改造工作中，必须结合电工机械的实际情况确定优化的方法，通过在优化工作开始之前做好评估工作，分析电工机械是否具备优化的价值，以及明确优化的重点，这样才能让机电一体化改造的价值得到最大幅度的发挥。随着目前电工新技术水平的提升，在对电工机械进行改造时，也要以技术创新作为改造的指导思想，比如改造过程中对调节杆、连接块、控制模块等使用合理的改造方法，对导向块安装减振弹簧、调节杆的固定位置等等，通过一系列改进满足质量上的要求，提升电工机械的整体工作效率。

4.3提升进给伺服系统的功能

在使用电工新技术进行机电一体化的改造工作中，需要明确伺服系统的设计要求，由于该系统能够对干扰信号进行控制，保证系统可以恢复到稳定的运行状态，所以必须明确设计指标，并采取合理的方法进行改造。在改造的过程中，首先需要确保系统的稳定性，进给伺服系统在运行过程中必须能结合指令信号的作用状况来对系统进行控制，保证系统能处在稳定的运行状态下，在对系统进行指令输入时，伺服系统能够对指令的状态进行分析，并对指令进行正确的解析。伺服控制系统的稳定性来自系统结构、元件的组成特点，以及与外界信号的融合情况，因此在改造过程中需要对相关方面做好控制，提升伺服控制系统的稳定水平。其次，要满足精度控制的要求，确保整个电工机械的运行精度。电工机械工作时，进给伺服系统的工作存在动态误差、静态误差和稳定误差等问题，会对精度造成影响。因此改造时应该注意相关误差因素的作用，并对系统的误差进行修正，以满足高精度的控制要求。最后，需要确保伺服控制系统能够做出快速的反应，因此改造工作需要结合系统在实际工作中的应用情况，加入信号质量分析和真理的功能，保证对信号的响应速度，能够在瞬态过程中快速结束进程，使整个系统获得更快的响应速度，也能够给传动装置的加速能力提供一定的参考。同时，提升进给伺服系统的响应能力，让系统保证稳定的运行状态，并提升系统的加工精度，满足生产率的要求。

5结语

机电一体化通过进行机电一体化改造，能够使其具备更为优秀的性能和稳定的工作状态。改造之前，要明确机电一体化的改造价值，做好主轴、传动系统、进给伺服系统的改造，完善机电一体化的功能。改造工作应该做好各方面的设计，明确改造目标，保证改造后电工机械运行的稳定性和可靠性，解决机电一体化之前的运行问题。

参考文献：

[1]杨啟鑫.基于电工新技术的机电一体化改造[J].南方农机,2020,51(16):150-151.

[2]张太勇,安汝伟,王廷猛,谭丽娟,王元伦.电工新技术在机电一体化改造中的应用分析[J].内燃机与配件,2019(05):99-100.

[3]闫岳恋.PC50型机电一体化升级改造[D].西安科技大学,2017.

[4]赵翔宇,方玉云,陈瑾,李龙海,吴波,闫宝和.机电一体化加工曲线类零件工艺编程[J].金属加工(冷加工),2011(21):70-71.

[5]高健.KX-800W机电一体化的特点及市场分析[A].云南省机械工程学会.2003年十一省、区、市机械工程学术年会论文集[C].云南省机械工程学会:2013:5.

作者:罗佳 单位:池州职业技术学院