芻議機電一體化產品的設計方法

劉德成 威海職業學院 264210

?

芻議機電一體化產品的設計方法

劉德成 威海職業學院 264210

【文章摘要】

機電一體化是一門新型科學，其具有單獨體系，該技術是一項相當先進的機械工程技術，機電一體化產品已成為各領域十分重視的研究對象，機電一體化產品的設計方法顯得尤為重要。開發應用機電一體化技術，綜合利用交叉學科知識，使得機電一體化產品不斷往智能化、集成化等方向發展。

【關鍵詞】

機電一體化;設計;方法

機電一體化產品是集監控和節能于一身的高新技術產品，研發機電一體化產品，符合“十二五”規劃綱要對于“大力發展節能環保”這一重點領域跨越發展要求，也符合“十三五”對于環保以及產業結構調整規劃的要求。而掌握機電一體化產品設計方法是研發出高效、節能的機電一體化產品的關鍵。

1 機電一體化

1.1概念

所謂機電一體化，是指結合機械技術、信息技術、微電子技術、電工電子技術、信號變換技術與傳感器技術等各項技術，并將綜合體應用于實際領域的一項新興綜合性技術。1971年，日本雜志《機械設計》副刊上最先提到機電一體化這個概念。隨著現代科學技術的發展，機電一體化產品設計逐漸走向智能化、人性化設計的道路。北京數系科技的一款機電一體化設計研發全流程的旗艦品牌CAMEL VIEW，能夠用很少的原型，為客戶有效地研發出自己所需要的一體化產品，以便更快占領市場。

1.2技術發展

隨著我國工業化的發展，作為一項極具綜合性技術的機電一體化技術，已經被廣泛運用于社會各個領域。該技術不斷向智能化、集中化、網絡化、微型化、PLC 技術化發展。智能化發展是機電一體化發展的主要方向，智能化元素使得工業機械操作系統具有決策、推斷等多方面能力，相比傳統的機電技術，開發智能化機電一體化產品主要集中在性能開發上，如對早就進入研究創新階段的自動清潔機進行智能化控制管理。集中化，即集中監控化，突顯機電一體化產品功能合一作用，設備系統一個細小環節出現故障都能被及時發現，運用該技術可以保證設備有效運行和管理，提高設備運行安全性能。20世紀90年代，我國已經將網絡技術應用于機電一體化研發過程中，遠程控制技術的發展，有效推動了機電一體化產品的網絡化。微型化能夠有效融合機械和控制，并且無需對兩者進行區分，不需分離CPU、傳感器等核心部分。目前，我國已出現微機電一體化的產品，還在軍事與通訊等領域有應用。

PLC ，即可編程邏輯控制器，PLC 技術具有傳統的機電系統所沒有的功能，其能實時顯示相關數據，保證數量控制，有助于統計和計算設備數據。

2 機電一體化產品設計方法

機電一體化產品設計要充分考慮產品的性能要求，結合力學、材料等知識設計機械部分，以產品簡易、實用，制造方便，取材便捷，成本低等為目標。設計人員要熟悉相關法律條款，并對人身安全保障措施進行設計，對電氣系統設計充分考慮到開閉式循環應用設計，優化設計結果，并進行檢查，確保智能化分析無漏洞。

2.1機電一體化產品設計流程

近些年來，隨著機械、電子等行業的高速發展，機電一體化設計方法越來越得到重視，機電一體化設計方法是在多學科基礎上的交叉設計方法，其適用性越來越強。機電一體化設計有其特殊的方法與準則，并有其固定的流程。通常，機電一體化設計有開發設計、適應性設計兩個階段。開發設計是指在滿足功能和審美要求的前提下，開發設計出具有市場需求的產品

機電一體化的設計通常要經過開發設計階段和適應性設計階段等。適應性設計，簡單的說，就是修改已有的設計，完善現有設計，提高其性能和功能。設計過程中要充分考慮到產品質地、結構等各項因素，最大可能設計出經濟適用、技術新等產品。

2.2交叉綜合設計

機電一體化設計會涉及到大量的機械設計和電子設計，產品研發過程中要應用多學科、跨專業結合的綜合設計方法，各學科協同作用，無主次之分。設計人員要在設計定位和市場調研基礎上考慮機械結構和電子電路等因素，并協調各因素，實現產品的功能和服務。

2.3產品結構設計

產品結構設計，是指對產品內部結構、機械部分的設計。產品結構設計是一個復雜的過程，一個產品的結構設計好壞決定著該產品能否實現其各項功能。結構設計師要具備全方位、多目標的空間想象能力，還應具備跨領域協調的整合能力素養。設計出安全耐用、性能強，且低成本、易于制造的產品。以綠色節能冷藏箱結構設計為例，設計者不僅要設計一系列相關聯的零件來實現其各項功能，又要考慮該冷藏箱外形美觀、結構緊湊。在設計中不僅要考慮物質和能源消耗的減少，還要考慮產品零部件的回收利用價值，盡量減少有害的物質排放。該綠色產品設計是一種觀念上的創新，采用更簡潔、長久的造型延長產品壽命。

2.4制造工藝設計

產品美觀設計和結構設計固然重要，但若不對制造工藝進行設計，產品設計將達不到預期效果。產品的制造工藝設計在工業生產中占舉足輕重的地位。模具制造過程中出現問題會直接影響到產品的美觀以及產品制造的效率和成本。制造工藝設計應簡潔大方，操作性強，盡量使用智能化操作，減少手工出現的誤差。

3 結束語

機電一體化產品的研發是我國今后研發的重點方向，機電一體化技術是現代制造業的核心技術，并被廣泛應用于機電產業和其他制造業領域。今后對機電一體化產品會有更高的要求，但主要還是集中在對機電一體化系統的高要求，將機械技術、信息技術、傳感技術等融合在一起，使整個系統處于最優化，機電一體化產品設計不僅要注重結構設計還要重視制造工藝設計，使機電一體化設計更科學、更有效。

【參考文獻】

[1]黃增蘭.簡述機電一體化在工程機械中的應用[J].黑龍江科技信息,2015,08:33.

[2]趙黎暢,王晨升,陳亮,侯志晗. 機電一體化設計方法下指導的產品設計——以綠色節能冷藏箱為例[A].清華大學.設計驅動商業創新：2013清華國際設計管理大會論文集（中文部分）[C].清華大學:,2013:5.

[3]高亞萍.機電一體化技術的發展及應用分析[J].電子技術與軟件工程,2015,07:172.

[4]王陽,那國才,王玉倩.淺析發展機電一體化的關鍵技術[J].黑龍江科技信息,2015,03:86.

劉德成.性別.男.出生年月 1965.3.籍貫.山東威海文登,職稱職務副教授副主任.學歷.大本

【作者簡介】