淺談機電產品計算機輔助一體化技術設計

孫　鵬（阜新礦業集團物資有限公司,遼寧　阜新　123000）

淺談機電產品計算機輔助一體化技術設計

孫鵬
（阜新礦業集團物資有限公司,遼寧阜新123000）

摘要：本文簡要介紹了計算機輔助功能在機電一體化設計中的應用，闡述了機電一體化技術的設計方向和發展趨勢。

關鍵詞：機電一體化；計算機輔助；自動化

隨著科技的發展，機械工程與電子工程的發展也呈現一派欣欣向榮的新景象，傳統的兩個相對獨立的學科也在社會發展的過程中逐漸融合，形成機電一體化工程的概念。所謂的機電產品一體化就是通過將機械工業與電子技術有機結合形成的一種對人們的生活、工作和學習帶來巨大幫助的產品。而在這一過程中，計算機輔助技術不僅是機電結合的重要手段，同時也是機電一體化技術發展的重要影響因素[1]。

1　機電一體化技術發展概況

機電產品的出現是機械工程與電子工程高速發展的產物，也是為滿足人們生活需要的科技產物，機電一體化設計是當前科技領域的前沿課題，也是眾多國家正在極力研究的高端科學領域。隨著電子工程技術的不斷發展，傳統機械設計理念和方式已經遠遠不能滿足電子工程的發展需求，機電產品的發展也陷入瓶頸階段，而計算機輔助技術的應用和發展為機電一體化技術設計帶來了靈感，它不僅使機電一體化設計成為了可能，同時還為機電一體化發展提供了巨大的發展空間。

2　計算機輔助技術在機電一體化設計中的應用

隨著計算機技術的不斷發展，計算機輔助功能也是日新月異。隨著計算機輔助設計、計算機輔助制造、計算機輔助工藝設計、CAD/ CAM/CAPP集成系統、柔性制造系統、計算機集成制造系統的不斷涌現和發展，機電一體化技術的發展進入蓬勃發展時期。

（1）計算機輔助技術。計算機輔助技術簡稱CAD，狹義的CAD技術是指機械CAD軟件在產品過程中的一種強大的二維設計以及三維模型設計的軟件，但是廣義的計算機輔助技術不僅僅包括工程制圖，同時也還包括在檢索資料、設計方案、計算分析等等在產品設計全過程中的應用。通過對數據的處理，對機電產品一體化設計進行智能分析、優化設計以及模擬仿真等，實現自動化設計。

（2）計算機輔助制造。計算機輔助制造簡稱CAM，是指通過計算機智能系統通過控制機械設備自主完成對產品的加工、制作、安裝、檢測、包裝、維修等工作，提高加工制造的效率和自動化水平，在縮短加工時間以及成本的同時提高加工質量。

（3）計算機輔助工藝設計。計算機輔助工藝設計簡稱CAPP，是指計算機系統通過對所生產的產品的要求進行分析，在生產制造的過程對材料、工具、順序等各個方面的加工工藝進行選擇的過程。由計算機系統對加工工藝進行優化選擇，避免由于操作人員的專業水平和失誤造成產品制造過程中帶來成本的提高以及質量的降低。

（4）集成系統。所謂集成系統就是將計算機輔助技術、計算機輔助制造、計算機輔助工藝設計有機的結合起來，充分發揮各自的優點，促進機電一體化設計水平的全面提高。

（5）柔性制造系統。由于計算機輔助系統是通過系統編程等方式事先設計出觸發和響應，實現智能化，但是缺少靈活性。柔性制造系統就是指能夠及時對生產要求的變更做出相應響應的系統，它通過數控機床、機械臂等設備滿足生產過程中的突發狀況以及頻繁更替的產品設計。

（6）計算機集成制造系統。計算機成成制造系統在原先CAD/ CAM/CAPP集成系統的基礎上，加入柔性制造系統以及各種自動化生產設備，將各個元素進行整合處理，在滿足產品生產要求的基礎上實現全方位的智能化生產制造系統。不僅提高生產效率，而且節約成本[2]。

3　機電產品計算機輔助一體化技術設計的發展趨勢

（1）集成化。隨著科技的發展，機電一體化的集成程度將會越來越高。所謂集成化也就是將計算機輔助系統、機械工程、電子工程等各個領域交叉綜合起來，實現有機結合與統一，發揮各個領域的長處簡化生產過程，綜合處理產品的加工、制造、裝配、包裝、檢修等加工工藝過程，實現成本的降低以及產品質量的提高。

（2）智能化。智能化生產是機電一體化生產的必然趨勢，通過計算機編程系統、人機對話系統以及計算機控制系統，使機電產品具有人的思維模式、自主判斷以及自主選擇的能力。隨著機器人、機械臂等智能設備的不斷發展，智能化生產將會不斷取代操作人員的手工勞動，是想智能化生產。

（3）數字化。在機電一體化發展過程中，數字化系統能夠極大程度上簡化編程系統以及操作系統，使得操作更加簡便，不易出錯，微控制器以及人機交互界面的發展為數字化生產提供了可靠保障，因此，數字化系統在機電一體化生產過程中不僅能夠簡化操作，結合計算機操作系統還能夠實現遠程控制、檢測以及修復等工作。

（4）人性化。堅持以人為本，人性化的生產不僅能夠在心理上與消費者達成共鳴，同時還能夠在現實生活中更好的為人們服務，實用型強。充分考慮人們在使用機電產品時的需求，例如產品的大小、重量、顏色、外觀等等能夠影響人們消費選擇的因素，通過市場調研、統計學原理等充分了解人們的需求，根據人們的實際需求來改善機電產品的設計。

（5）微型化。隨著集成電路以及電子產品的不斷發展，同時快節奏的社會生活使得人們對機電產品的需求趨向微型化。微型傳感器、微型處理器、微型探測器等的發展為機電產品微型化的實現提供了契機。綜合以上兩點，機電產品的微型化發展也是不可避免的。

（6）環保化。隨著和諧社會以及可持續發展戰略的提出，環保問題成為了整個社會都關注的一個重要話題[3]。電子污染、噪音污染等已經成為制約機電一體化的重要因素之一，因此，解決環保問題，使機電產品環?；粌H是人們生產生活的需求，同時還是人與自然和諧共處的需求，因此，機電產品的環?；谴髣菟?。

4　結語

科技的發展為機電一體化生產提供了硬件支持，而人們的需求是機電一體化生產的設計導向。機電產品的出現是為了滿足人們的需求以及提高人們的生活品質，在機電一體化設計的過程中，我們既要腳踏實地，又要發揮創新精神，創新是實現機電一體化發展的動力，只有不斷創新，才能不被社會所淘汰，才能使機電產品為人們的生產生活帶來更大的便利。

參考文獻：

[1]陳小安，蔣滬生，王永剛，倪紅松.機電產品計算機輔助一體化設計技術[J].兵工自動化,1991.

[2]芮延年，張志偉.機電一體化技術及其發展應用展望[J].蘇州大學學報,2004(10).

[3]王宣銀，陶國良，陳鷹.機電一體化的創新與及發展方向[J].機電一體化,2000.