史建國

摘 要：機(jī)電一體化屬于大規(guī)模的集成電路系統(tǒng)，是計(jì)算機(jī)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(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)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(jìn)一步的發(fā)展。但是機(jī)電一體化在機(jī)械設(shè)計(jì)應(yīng)用中還存在一些問題，需要對(duì)機(jī)電一體化進(jìn)行更加充分的應(yīng)用，這樣才能進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)我國工業(yè)的整體發(fā)展與進(jìn)步。本文主要針對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)中機(jī)電一體化的應(yīng)用進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì) 機(jī)電一體化 應(yīng)用分析

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

1 機(jī)電一體化概述

機(jī)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(qiáng)，將機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)和自動(dòng)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(jìn)行整合，并且使用到大規(guī)模的集成電路中，采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行輔助操作，使得我國的機(jī)械設(shè)計(jì)向著技術(shù)型轉(zhuǎn)變。機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用可以將機(jī)械設(shè)計(jì)方式進(jìn)行轉(zhuǎn)變，使機(jī)械設(shè)備中的執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)方式和感應(yīng)單元得到提升，通過自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，從而將機(jī)械設(shè)計(jì)中各個(gè)部件進(jìn)行融合和集成，使得機(jī)械設(shè)計(jì)更加精確化，各個(gè)部件之間通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行輔助，并使用微電子技術(shù)進(jìn)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(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)中機(jī)械產(chǎn)品的創(chuàng)新，對(duì)傳統(tǒng)的技術(shù)產(chǎn)品進(jìn)行優(yōu)化處理，使得高新技術(shù)可以全面地應(yīng)用到機(jī)械設(shè)計(jì)中，從而實(shí)現(xiàn)整體機(jī)械整體設(shè)計(jì)質(zhì)量的提升。

2 機(jī)械設(shè)計(jì)中機(jī)電一體化的應(yīng)用技術(shù)

機(jī)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(jì)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(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的方式，在進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)中將設(shè)計(jì)人員、設(shè)計(jì)部門和生產(chǎn)部門進(jìn)行整合，通過計(jì)算機(jī)模擬的方式對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)過程進(jìn)行測試，將各個(gè)部門的生產(chǎn)過程進(jìn)行模擬，使得設(shè)計(jì)可以在制造之前獲得更加精確的測試，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)中原材料、生產(chǎn)管理和產(chǎn)品出貨等整個(gè)過程的信息化和自動(dòng)化，將機(jī)械設(shè)計(jì)與信息技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，并且通過集成技術(shù)實(shí)現(xiàn)資源的共享，對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行統(tǒng)一的規(guī)范化管理，防止設(shè)計(jì)中出現(xiàn)技術(shù)與設(shè)計(jì)分離的情況，實(shí)現(xiàn)整體技術(shù)設(shè)計(jì)的創(chuàng)新。

2.2 總線技術(shù)

總線技術(shù)是對(duì)施工現(xiàn)場進(jìn)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(jìn)行統(tǒng)一的管理，使得現(xiàn)場生產(chǎn)中儀器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的控制，各個(gè)生產(chǎn)過程之間可以及時(shí)地進(jìn)行信息之間的傳遞，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)生產(chǎn)過程的自動(dòng)化管控，對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)的整體質(zhì)量進(jìn)行全面的提升。傳統(tǒng)現(xiàn)場信號(hào)控制管理技術(shù)隨著生產(chǎn)的進(jìn)步已經(jīng)不能適應(yīng)機(jī)械設(shè)計(jì)的需要，而總線技術(shù)實(shí)現(xiàn)了機(jī)械設(shè)備各類信息的雙向傳輸，這樣可以將傳輸?shù)男蔬M(jìn)行提升，減少傳輸中信號(hào)的損耗，提升信號(hào)的質(zhì)量，使得機(jī)械設(shè)計(jì)現(xiàn)場控制更加符合技術(shù)需要。

2.3 交流傳動(dòng)技術(shù)

交流傳動(dòng)技術(shù)在實(shí)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(hào)的傳輸能力更強(qiáng)，可以防止信號(hào)在傳輸過程中受到的干擾，提升信號(hào)的穩(wěn)定性，從而加強(qiáng)設(shè)計(jì)中各個(gè)部門之間的信息交流質(zhì)量，使得設(shè)計(jì)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(jī)械設(shè)計(jì)整體的管理也取得較大的進(jìn)步，在穩(wěn)定性方面得到保證，使得機(jī)械設(shè)備穩(wěn)定性更強(qiáng)，設(shè)計(jì)質(zhì)量得到顯著提升。

3 機(jī)械設(shè)計(jì)中機(jī)電一體化的應(yīng)用體現(xiàn)

3.1 機(jī)電一體化在數(shù)控設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

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

3.2 機(jī)電一體化在動(dòng)力設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

機(jī)械設(shè)備的動(dòng)力設(shè)計(jì)是機(jī)械運(yùn)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(duì)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益具有較大的影響，因此進(jìn)行動(dòng)力設(shè)計(jì)的要求也在提升，不僅需要保證機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行，同時(shí)也需要考慮能耗的降低。而應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)可以將能耗問題進(jìn)行解決，例如傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)中動(dòng)力一般選擇液壓機(jī)，但是該設(shè)備使用中需要消耗較多能力，而將機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用在機(jī)械設(shè)計(jì)中，在液壓挖掘機(jī)中加入電子調(diào)速器的方式，采用電子技術(shù)對(duì)機(jī)械的動(dòng)力、壓力等情況進(jìn)行調(diào)節(jié)，這樣可以對(duì)設(shè)備中的各項(xiàng)運(yùn)行情況進(jìn)行合理的監(jiān)控，從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)力的控制。

3.3 機(jī)電一體化在傳感器設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

傳感器是機(jī)械設(shè)計(jì)中進(jìn)行信息傳輸?shù)牟考煌臋C(jī)械設(shè)計(jì)傳感器的型號(hào)和需求是不同的，對(duì)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(jì)中傳感器的設(shè)計(jì)要求較高，例如在運(yùn)動(dòng)機(jī)械中對(duì)傳感器中數(shù)據(jù)的距離、運(yùn)動(dòng)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?yàn)榧夹g(shù)的限制，在進(jìn)行機(jī)械設(shè)備檢測中對(duì)數(shù)據(jù)的反饋和傳輸不到位，造成機(jī)械運(yùn)行中對(duì)運(yùn)行狀態(tài)的判斷存在偏差。而采用機(jī)電一體化技術(shù)，將計(jì)算機(jī)技術(shù)全面地應(yīng)用到傳感器設(shè)計(jì)中，通過計(jì)算機(jī)輔助可以全面地提升數(shù)據(jù)分析質(zhì)量，通過計(jì)算機(jī)技術(shù)可以將數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，通過機(jī)械設(shè)計(jì)功能的需要將數(shù)據(jù)帶入到公式中，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)中各項(xiàng)部件的精度，提升機(jī)械設(shè)備的使用效率。

3.4 機(jī)電一體化在監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

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

4 結(jié)語

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

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