王淑平

摘 要：機(jī)電控制系統(tǒng)中基本上都融入了自動(dòng)化控制技術(shù)，使其機(jī)電產(chǎn)品性能發(fā)揮更大，但是傳統(tǒng)的機(jī)電控制系統(tǒng)已無法滿足市場(chǎng)需求，需要采用一體化設(shè)計(jì)理念，將多種功能融為一體。

關(guān)鍵詞：機(jī)電控制；自動(dòng)控制；一體化設(shè)計(jì)

1 前言

隨著生產(chǎn)規(guī)模的飛速增加，帶動(dòng)著自動(dòng)化技術(shù)的蓬勃發(fā)展。自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用范圍的逐步增加，為其發(fā)展帶來了巨大的空間，使得其成為目前國(guó)內(nèi)社會(huì)中舉足輕重的先進(jìn)技術(shù)。

2 機(jī)電控制系統(tǒng)與自動(dòng)控制系統(tǒng)的含義

2.1 機(jī)電控制系統(tǒng)內(nèi)涵

對(duì)于機(jī)電控制系統(tǒng)，主要是借助計(jì)算機(jī)進(jìn)行生產(chǎn)程序的設(shè)置，實(shí)現(xiàn)對(duì)裝備的遠(yuǎn)程控制，達(dá)到對(duì)生產(chǎn)過程的掌握，其主要特征是自動(dòng)化、智能化和高效化。立足機(jī)電控制系統(tǒng)自身的性質(zhì)，自動(dòng)化是其突出的特點(diǎn)，與通信領(lǐng)域的能力進(jìn)行結(jié)合，達(dá)到對(duì)整個(gè)過程的全面監(jiān)控，同時(shí)，強(qiáng)化對(duì)細(xì)節(jié)的檢測(cè)，及時(shí)解決生產(chǎn)中的問題。立足機(jī)電工作人員，其智能化的特點(diǎn)能夠有效降低工作壓力，減少人工失誤，一旦遇到機(jī)械生產(chǎn)環(huán)境威脅，能夠借助智能機(jī)電控制系統(tǒng)對(duì)人的操作的替代，有力維護(hù)工作人員的安全。立足機(jī)電行業(yè)自身，在機(jī)電控制系統(tǒng)的應(yīng)用下，整個(gè)行業(yè)更具整體性，能夠高效地提升生產(chǎn)效率，綜合控制能力得以增強(qiáng)。

2.2 自動(dòng)控制系統(tǒng)

自動(dòng)化控制技術(shù)依賴的是控制裝置和控制器，先行進(jìn)行生產(chǎn)程序的設(shè)定，在無需人力協(xié)助的情況下，遵守生產(chǎn)規(guī)程，與人力控制相比，其優(yōu)勢(shì)十分明顯，如借助硬盤驅(qū)動(dòng)，能夠?qū)崿F(xiàn)伺服系統(tǒng)的精準(zhǔn)定位，即使運(yùn)行環(huán)境比較復(fù)雜，也能實(shí)現(xiàn)較為穩(wěn)定的工作狀態(tài)。

3 一體化設(shè)計(jì)的理想

隨著機(jī)電技術(shù)水平的不斷提升，機(jī)電一體化目前已經(jīng)形成一個(gè)學(xué)科，其要求在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)要對(duì)設(shè)計(jì)的產(chǎn)品進(jìn)行系統(tǒng)分析，把分析后的結(jié)果綜合起來，從而形成機(jī)電一體化系統(tǒng)，分析與綜合是一個(gè)反復(fù)進(jìn)行的過程，最終使之成為可以有效實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)。從系統(tǒng)的角度出發(fā)，使產(chǎn)品具備智能化、網(wǎng)絡(luò)化、微型化、模塊化、綠色化和系統(tǒng)人格化等一系列特點(diǎn)，使機(jī)電產(chǎn)品具有優(yōu)越的性能，這是機(jī)電一體化設(shè)計(jì)的理想。將機(jī)械技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、微電子技術(shù)等多個(gè)專業(yè)技術(shù)有機(jī)的結(jié)合起來，把系統(tǒng)的功能合理地配置到各個(gè)單元，確保系統(tǒng)特殊功能的實(shí)現(xiàn)。

4 機(jī)電一體化產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案

（1）取代法。取代法一般用于電子線路代替機(jī)械式控制中的機(jī)械類電子化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中。采用電子線路取代機(jī)械式控制，并且在機(jī)電一體化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過程中，控制機(jī)構(gòu)一般靠電子線路來完善。在純機(jī)械運(yùn)行過程中，一般情況下只有單一的機(jī)械控制在進(jìn)行控制。用電子線路進(jìn)行替代先要用計(jì)算機(jī)或者控制器把機(jī)械控制與電子線路有機(jī)結(jié)合起來，用變速裝備取代原先的步進(jìn)開關(guān)和相關(guān)的插銷板等接觸式控制器，這樣不僅能夠提升了產(chǎn)品的整體質(zhì)量和實(shí)用性，還簡(jiǎn)化了機(jī)械結(jié)構(gòu)，把機(jī)電一體化的設(shè)計(jì)凸顯了出來。

（2）整體設(shè)計(jì)法。整體設(shè)計(jì)法是指將電子部分和機(jī)械部分整合成一個(gè)密不可分的有機(jī)整體。想要設(shè)計(jì)的產(chǎn)品的性價(jià)比高，設(shè)計(jì)全新的產(chǎn)品，就需要把機(jī)械和電子兩個(gè)部分進(jìn)行整體性連接設(shè)計(jì)。采用全新的產(chǎn)品設(shè)計(jì)理念并不是徹底改變與原產(chǎn)品相關(guān)的一切原理，而是不局限于固有思維模式，創(chuàng)造出能夠使產(chǎn)品性能和質(zhì)量都有質(zhì)的提升的設(shè)計(jì)模式。

（3）組合法。組合法是指把各種標(biāo)準(zhǔn)功能模塊進(jìn)行組合從而形成機(jī)電一體化系統(tǒng)。例如在進(jìn)行數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)時(shí)就要先進(jìn)行采購伺服驅(qū)動(dòng)裝置和專用數(shù)據(jù)控裝置以及相關(guān)的機(jī)械裝置，其次就是組合各個(gè)部分，經(jīng)過這兩部分的準(zhǔn)備整合，就可以實(shí)現(xiàn)數(shù)控車床的自動(dòng)調(diào)速、自動(dòng)進(jìn)給、多種切削的多重功能。通過系統(tǒng)的全方位設(shè)計(jì)從而實(shí)現(xiàn)一體化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)預(yù)期的最佳效果。應(yīng)用組合法開展機(jī)電一體化設(shè)計(jì)具有周期時(shí)間短、質(zhì)量安全有保障、節(jié)約制造成本、便于后期生產(chǎn)管理維修等優(yōu)勢(shì)。

5 機(jī)電控制系統(tǒng)一體化設(shè)計(jì)

機(jī)電一體化設(shè)計(jì)具有較為廣泛的覆蓋領(lǐng)域，主要體現(xiàn)在機(jī)械、電子等領(lǐng)域，只有不斷強(qiáng)化機(jī)電一體化加工技術(shù)，才能實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)機(jī)電控制系統(tǒng)的完善，加快機(jī)電智能化發(fā)展進(jìn)程。機(jī)電一體化的集中特點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)化、模塊化、智能化和微型化，尤其是模塊特征更加明顯。鑒于制造業(yè)的龐大規(guī)模，類型復(fù)雜，在進(jìn)行機(jī)電一體化產(chǎn)生研發(fā)的時(shí)候，要注重模塊化，形成產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，注重新型機(jī)電產(chǎn)品的研發(fā)。微型化的特征主要立足信息技術(shù)的發(fā)展，不受時(shí)刻限制，較大程度地提升了機(jī)電一體化的影響力。

5.1 對(duì)機(jī)電線路中一體化設(shè)計(jì)

這一領(lǐng)域的設(shè)計(jì)主要體現(xiàn)在電子線路方面。傳統(tǒng)的機(jī)電控制中，實(shí)現(xiàn)了線路與裝備的隔離，設(shè)備運(yùn)行中，很難實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品的全面、及時(shí)的了解，設(shè)備使用率不高。在應(yīng)用機(jī)電一體化之后，微型計(jì)算機(jī)和控制器作用于系統(tǒng)，工作效率提升。在一體化設(shè)計(jì)中，產(chǎn)品質(zhì)量被優(yōu)化，工程流程被簡(jiǎn)化，因此，機(jī)電企業(yè)需要重視引進(jìn)，對(duì)傳統(tǒng)機(jī)電設(shè)備進(jìn)行淘汰，發(fā)揮科技的力量，加快模塊經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

5.2 對(duì)機(jī)械裝置中一體化設(shè)計(jì)

對(duì)于機(jī)電控制而言，系統(tǒng)性突出，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)機(jī)械、控制、生產(chǎn)裝備的有效統(tǒng)籌，加快一體化設(shè)計(jì)，因此機(jī)電工程師需要平衡三者之間的關(guān)系，融入一體化設(shè)計(jì)理念。要善于運(yùn)用創(chuàng)造性思維，深入進(jìn)行探討，引進(jìn)機(jī)電人才，重視實(shí)踐活動(dòng)，營(yíng)造協(xié)作氛圍，借用科技改變一體化模式，提升綜合實(shí)力。

5.3 一體化設(shè)計(jì)在機(jī)電功能模塊中應(yīng)用

這一應(yīng)用主要是指對(duì)整個(gè)機(jī)電控制系統(tǒng)和自動(dòng)化控制技術(shù)進(jìn)行統(tǒng)籌，將各個(gè)部分進(jìn)行聯(lián)結(jié)，借助控制器實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)部分的控制。模塊一體化設(shè)計(jì)要立足整體，突破單一部分的功能，最大限度地發(fā)揮一體化的優(yōu)勢(shì)。要立足企業(yè)實(shí)際，選擇最佳機(jī)電組合，最大限度地實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益。

6 結(jié)語

對(duì)于機(jī)電一體化而言，其是在機(jī)電控制系統(tǒng)和自動(dòng)化控制技術(shù)相互融合的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的，能夠有效實(shí)現(xiàn)對(duì)企業(yè)投資和收益的關(guān)系的調(diào)整，切實(shí)提升生產(chǎn)效率，推動(dòng)智能化發(fā)展速度。因此，對(duì)于機(jī)電企業(yè)，需要重視研發(fā)機(jī)電一體化產(chǎn)品，加大信息使用，發(fā)揮自動(dòng)化的優(yōu)勢(shì)，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)模式的轉(zhuǎn)變，節(jié)約投資，提升人員素質(zhì)，強(qiáng)化人才建設(shè)，形成機(jī)電一體化的整體營(yíng)銷戰(zhàn)略，樹立企業(yè)品牌。

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