機械設計中機電一體化的應用分析

史建國

摘 要：機電一體化屬于大規模的集成電路系統，是計算機發展到一定階段的產物，屬于微電子技術，也是科技發展的產物，在生產和生活中發揮非常重要的作用，特別是工業領域，機械設計機電一體化的應用可以顯著地提升生產效率，使工業得到進一步的發展。但是機電一體化在機械設計應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用，這樣才能進一步實現我國工業的整體發展與進步。本文主要針對機械設計中機電一體化的應用進行分析。

關鍵詞：機械設計 機電一體化 應用分析

中圖分類號：TH-39 文獻標識碼：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，該技術的融合性較強，將機械技術、微電子技術和自動控制技術、信息技術、傳感器技術和軟件編程技術進行整合，并且使用到大規模的集成電路中，采用計算機進行輔助操作，使得我國的機械設計向著技術型轉變。機電一體化技術的應用可以將機械設計方式進行轉變，使機械設備中的執行機構、驅動方式和感應單元得到提升，通過自動化系統進行設計，從而將機械設計中各個部件進行融合和集成，使得機械設計更加精確化，各個部件之間通過計算機進行輔助，并使用微電子技術進行指導，這樣可以在技術上獲得更加明顯化的優勢，實現整個系統中機械產品的創新，對傳統的技術產品進行優化處理，使得高新技術可以全面地應用到機械設計中，從而實現整體機械整體設計質量的提升。

2 機械設計中機電一體化的應用技術

機電一體化涉及到一些基礎的技術，這些技術合理地應用到設計中可以顯著提升工作效率。

2.1 集成制造技術

該技術通過計算機輔助設計的方式，在進行機械設計中將設計人員、設計部門和生產部門進行整合，通過計算機模擬的方式對整個設計過程進行測試，將各個部門的生產過程進行模擬，使得設計可以在制造之前獲得更加精確的測試，從而實現機械設計中原材料、生產管理和產品出貨等整個過程的信息化和自動化，將機械設計與信息技術進行結合，并且通過集成技術實現資源的共享，對設計進行統一的規范化管理，防止設計中出現技術與設計分離的情況，實現整體技術設計的創新。

2.2 總線技術

總線技術是對施工現場進行合理控制的重要方法，通過現場總線技術的應用，可以將不同的儀器設備和儀表進行統一的管理，使得現場生產中儀器實現自動化的控制，各個生產過程之間可以及時地進行信息之間的傳遞，從而實現整個生產過程的自動化管控，對機械設計的整體質量進行全面的提升。傳統現場信號控制管理技術隨著生產的進步已經不能適應機械設計的需要，而總線技術實現了機械設備各類信息的雙向傳輸，這樣可以將傳輸的效率進行提升，減少傳輸中信號的損耗，提升信號的質量，使得機械設計現場控制更加符合技術需要。

2.3 交流傳動技術

交流傳動技術在實際使用中的承載力和適應性較好，相較于直流傳統技術，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，提升信號的穩定性，從而加強設計中各個部門之間的信息交流質量，使得設計更加符合產品的需要。其次，通過微電子和電力電子技術的應用，機械設計整體的管理也取得較大的進步，在穩定性方面得到保證，使得機械設備穩定性更強，設計質量得到顯著提升。

3 機械設計中機電一體化的應用體現

3.1 機電一體化在數控設計中的應用

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

3.2 機電一體化在動力設計中的應用

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

3.3 機電一體化在傳感器設計中的應用

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

3.4 機電一體化在監控系統設計中的應用

機械設計中監控系統也是需要關注的部分，機械在運行中不可避免地會出現一些故障，這些突發狀況對企業的產生造成影響較大，因此需要在設計中就加入對機械設備的監控，這樣可以合理地對設備可能出現的故障進行及時處理，盡早發現問題并進行解決。機電一體化在監控系統設計中體現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，可以將機械使用中傳感系統和液壓系統進行監控，一旦這些系統出現問題，可以及時發布預警信息，提醒技術人員進行檢查。而通過自動故障排查系統，將故障發生的原理通過計算機進行輸入，系統自動對故障進行排查，提升故障處理效率，將機械設計方案進行完善，從而全面提升設備在實際使用中的質量。

4 結語

機電一體化技術是科技發展的產物，在機械設計中進行使用可以對設計方法進行優化，使得設計中各個元件之間的關系得到協調發展，促進機械使用的質量。同時，將機電一體化應用于傳感器、數控等設計中，將機械設計的整體管理質量進行提升，解決機械使用中動力、故障等問題，從而使機械設備的工作效率更高、能耗更低，使得機械設計更加符合實際使用的需要，促進機械設計行業的進步。

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