機械設(shè)計中機電一體化的應(yīng)用分析

史建國

摘 要：機電一體化屬于大規(guī)模的集成電路系統(tǒng)，是計算機發(fā)展到一定階段的產(chǎn)物，屬于微電子技術(shù)，也是科技發(fā)展的產(chǎn)物，在生產(chǎn)和生活中發(fā)揮非常重要的作用，特別是工業(yè)領(lǐng)域，機械設(shè)計機電一體化的應(yīng)用可以顯著地提升生產(chǎn)效率，使工業(yè)得到進一步的發(fā)展。但是機電一體化在機械設(shè)計應(yīng)用中還存在一些問題，需要對機電一體化進行更加充分的應(yīng)用，這樣才能進一步實現(xiàn)我國工業(yè)的整體發(fā)展與進步。本文主要針對機械設(shè)計中機電一體化的應(yīng)用進行分析。

關(guān)鍵詞：機械設(shè)計 機電一體化 應(yīng)用分析

中圖分類號：TH-39 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）11（a）-0122-02

1 機電一體化概述

機電一體化是一種新型的電子技術(shù)，該技術(shù)的融合性較強，將機械技術(shù)、微電子技術(shù)和自動控制技術(shù)、信息技術(shù)、傳感器技術(shù)和軟件編程技術(shù)進行整合，并且使用到大規(guī)模的集成電路中，采用計算機進行輔助操作，使得我國的機械設(shè)計向著技術(shù)型轉(zhuǎn)變。機電一體化技術(shù)的應(yīng)用可以將機械設(shè)計方式進行轉(zhuǎn)變，使機械設(shè)備中的執(zhí)行機構(gòu)、驅(qū)動方式和感應(yīng)單元得到提升，通過自動化系統(tǒng)進行設(shè)計，從而將機械設(shè)計中各個部件進行融合和集成，使得機械設(shè)計更加精確化，各個部件之間通過計算機進行輔助，并使用微電子技術(shù)進行指導(dǎo)，這樣可以在技術(shù)上獲得更加明顯化的優(yōu)勢，實現(xiàn)整個系統(tǒng)中機械產(chǎn)品的創(chuàng)新，對傳統(tǒng)的技術(shù)產(chǎn)品進行優(yōu)化處理，使得高新技術(shù)可以全面地應(yīng)用到機械設(shè)計中，從而實現(xiàn)整體機械整體設(shè)計質(zhì)量的提升。

2 機械設(shè)計中機電一體化的應(yīng)用技術(shù)

機電一體化涉及到一些基礎(chǔ)的技術(shù)，這些技術(shù)合理地應(yīng)用到設(shè)計中可以顯著提升工作效率。

2.1 集成制造技術(shù)

該技術(shù)通過計算機輔助設(shè)計的方式，在進行機械設(shè)計中將設(shè)計人員、設(shè)計部門和生產(chǎn)部門進行整合，通過計算機模擬的方式對整個設(shè)計過程進行測試，將各個部門的生產(chǎn)過程進行模擬，使得設(shè)計可以在制造之前獲得更加精確的測試，從而實現(xiàn)機械設(shè)計中原材料、生產(chǎn)管理和產(chǎn)品出貨等整個過程的信息化和自動化，將機械設(shè)計與信息技術(shù)進行結(jié)合，并且通過集成技術(shù)實現(xiàn)資源的共享，對設(shè)計進行統(tǒng)一的規(guī)范化管理，防止設(shè)計中出現(xiàn)技術(shù)與設(shè)計分離的情況，實現(xiàn)整體技術(shù)設(shè)計的創(chuàng)新。

2.2 總線技術(shù)

總線技術(shù)是對施工現(xiàn)場進行合理控制的重要方法，通過現(xiàn)場總線技術(shù)的應(yīng)用，可以將不同的儀器設(shè)備和儀表進行統(tǒng)一的管理，使得現(xiàn)場生產(chǎn)中儀器實現(xiàn)自動化的控制，各個生產(chǎn)過程之間可以及時地進行信息之間的傳遞，從而實現(xiàn)整個生產(chǎn)過程的自動化管控，對機械設(shè)計的整體質(zhì)量進行全面的提升。傳統(tǒng)現(xiàn)場信號控制管理技術(shù)隨著生產(chǎn)的進步已經(jīng)不能適應(yīng)機械設(shè)計的需要，而總線技術(shù)實現(xiàn)了機械設(shè)備各類信息的雙向傳輸，這樣可以將傳輸?shù)男蔬M行提升，減少傳輸中信號的損耗，提升信號的質(zhì)量，使得機械設(shè)計現(xiàn)場控制更加符合技術(shù)需要。

2.3 交流傳動技術(shù)

交流傳動技術(shù)在實際使用中的承載力和適應(yīng)性較好，相較于直流傳統(tǒng)技術(shù)，信號的傳輸能力更強，可以防止信號在傳輸過程中受到的干擾，提升信號的穩(wěn)定性，從而加強設(shè)計中各個部門之間的信息交流質(zhì)量，使得設(shè)計更加符合產(chǎn)品的需要。其次，通過微電子和電力電子技術(shù)的應(yīng)用，機械設(shè)計整體的管理也取得較大的進步，在穩(wěn)定性方面得到保證，使得機械設(shè)備穩(wěn)定性更強，設(shè)計質(zhì)量得到顯著提升。

3 機械設(shè)計中機電一體化的應(yīng)用體現(xiàn)

3.1 機電一體化在數(shù)控設(shè)計中的應(yīng)用

機械設(shè)計中數(shù)控技術(shù)是使用范圍非常廣的方面，數(shù)控機床等技術(shù)的應(yīng)用，可以實現(xiàn)機械制造行業(yè)的整體革新，但是數(shù)控技術(shù)在設(shè)計中需要較多的工藝流程，這些設(shè)計過程通過機電一體化技術(shù)完成，可以實現(xiàn)整體設(shè)計的智能化處理，例如在設(shè)計中使用自動換刀技術(shù)，可以將數(shù)控機床的使用效率進行提升，帶動CAD等技術(shù)向著實用化的角度進步。早期的數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計過程較為簡單，無法達(dá)到現(xiàn)階段機械技術(shù)水平的要求，因此機電一體化使用到數(shù)控設(shè)計中，通過計算機進行輔助，可以將數(shù)控技術(shù)進行更加科學(xué)的發(fā)展，實現(xiàn)集成化CAD/CAM技術(shù)的整合。

3.2 機電一體化在動力設(shè)計中的應(yīng)用

機械設(shè)備的動力設(shè)計是機械運行的保證，并且隨著節(jié)能環(huán)保理念的提出，合理降低能耗也是需要關(guān)注的問題，對企業(yè)的經(jīng)濟效益具有較大的影響，因此進行動力設(shè)計的要求也在提升，不僅需要保證機械設(shè)備的運行，同時也需要考慮能耗的降低。而應(yīng)用機電一體化技術(shù)可以將能耗問題進行解決，例如傳統(tǒng)機械設(shè)計中動力一般選擇液壓機，但是該設(shè)備使用中需要消耗較多能力，而將機電一體化技術(shù)應(yīng)用在機械設(shè)計中，在液壓挖掘機中加入電子調(diào)速器的方式，采用電子技術(shù)對機械的動力、壓力等情況進行調(diào)節(jié)，這樣可以對設(shè)備中的各項運行情況進行合理的監(jiān)控，從而實現(xiàn)動力的控制。

3.3 機電一體化在傳感器設(shè)計中的應(yīng)用

傳感器是機械設(shè)計中進行信息傳輸?shù)牟考?，不同的機械設(shè)計傳感器的型號和需求是不同的，對于數(shù)據(jù)的傳輸速度和質(zhì)量的要求也不同，因此在設(shè)計中傳感器的設(shè)計要求較高，例如在運動機械中對傳感器中數(shù)據(jù)的距離、運動狀態(tài)等要求較高，傳感器的敏感性是保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確和傳輸質(zhì)量的基礎(chǔ)，傳統(tǒng)的傳感器裝置因為技術(shù)的限制，在進行機械設(shè)備檢測中對數(shù)據(jù)的反饋和傳輸不到位，造成機械運行中對運行狀態(tài)的判斷存在偏差。而采用機電一體化技術(shù)，將計算機技術(shù)全面地應(yīng)用到傳感器設(shè)計中，通過計算機輔助可以全面地提升數(shù)據(jù)分析質(zhì)量，通過計算機技術(shù)可以將數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)控，通過機械設(shè)計功能的需要將數(shù)據(jù)帶入到公式中，從而實現(xiàn)機械設(shè)計中各項部件的精度，提升機械設(shè)備的使用效率。

3.4 機電一體化在監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計中的應(yīng)用

機械設(shè)計中監(jiān)控系統(tǒng)也是需要關(guān)注的部分，機械在運行中不可避免地會出現(xiàn)一些故障，這些突發(fā)狀況對企業(yè)的產(chǎn)生造成影響較大，因此需要在設(shè)計中就加入對機械設(shè)備的監(jiān)控，這樣可以合理地對設(shè)備可能出現(xiàn)的故障進行及時處理，盡早發(fā)現(xiàn)問題并進行解決。機電一體化在監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計中體現(xiàn)在自動報警和自動故障排查這兩個方面，通過自動報警系統(tǒng)，可以將機械使用中傳感系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)進行監(jiān)控，一旦這些系統(tǒng)出現(xiàn)問題，可以及時發(fā)布預(yù)警信息，提醒技術(shù)人員進行檢查。而通過自動故障排查系統(tǒng)，將故障發(fā)生的原理通過計算機進行輸入，系統(tǒng)自動對故障進行排查，提升故障處理效率，將機械設(shè)計方案進行完善，從而全面提升設(shè)備在實際使用中的質(zhì)量。

4 結(jié)語

機電一體化技術(shù)是科技發(fā)展的產(chǎn)物，在機械設(shè)計中進行使用可以對設(shè)計方法進行優(yōu)化，使得設(shè)計中各個元件之間的關(guān)系得到協(xié)調(diào)發(fā)展，促進機械使用的質(zhì)量。同時，將機電一體化應(yīng)用于傳感器、數(shù)控等設(shè)計中，將機械設(shè)計的整體管理質(zhì)量進行提升，解決機械使用中動力、故障等問題，從而使機械設(shè)備的工作效率更高、能耗更低，使得機械設(shè)計更加符合實際使用的需要，促進機械設(shè)計行業(yè)的進步。

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