機(jī)電一體化理論在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究

章建鋒

紹興市上虞區(qū)杭州灣綜合管理辦公室 浙江 紹興 312300

引言：在中國(guó)制造業(yè)中，機(jī)電一體化技術(shù)的廣泛應(yīng)用帶來了生產(chǎn)效率的大飛躍，使得中國(guó)工業(yè)生產(chǎn)處于國(guó)際領(lǐng)先的地位，也是工業(yè)發(fā)展一種重要的方式。 機(jī)電一體化在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用模式，給中國(guó)各個(gè)行業(yè)帶來了非常巨大的發(fā)展推動(dòng)力。因此，對(duì)于機(jī)電一體化的技術(shù)進(jìn)行更為深入的研究和革新，可以為工業(yè)發(fā)展的再突破貢獻(xiàn)力量，這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用對(duì)現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展至關(guān)重要。

1 機(jī)電一體化概述

機(jī)電一體化的技術(shù)是一種融合技術(shù)，它充分的結(jié)合了機(jī)械技術(shù)，電子技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)，信息技術(shù)，傳感技術(shù)和編程技術(shù)等等，并將這些技術(shù)整合到大規(guī)模集成電路的新型電子技術(shù)。這種技術(shù)充分的運(yùn)用了計(jì)算機(jī)技術(shù)來輔助工業(yè)生產(chǎn)的工作，這使得我國(guó)的工業(yè)生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用可以改變機(jī)械設(shè)計(jì)方法。以實(shí)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行結(jié)構(gòu)、機(jī)械設(shè)備中的驅(qū)動(dòng)方法和感應(yīng)設(shè)備得到非常大的完善和改進(jìn)，設(shè)計(jì)通過自動(dòng)化系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)和要求進(jìn)行，以允許各種部件、機(jī)械的融合設(shè)計(jì)更加精確和智能，機(jī)械組件輔以先進(jìn)的計(jì)算機(jī)和微電子技術(shù)，可以獲得更加明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中所有機(jī)械產(chǎn)品的性能擴(kuò)增，提高工業(yè)生產(chǎn)的效率和質(zhì)量。傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)被高科技化、信息化、智能化的集成電路系統(tǒng)所代替，可以完全應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的環(huán)節(jié)，這將提高整體工業(yè)生產(chǎn)的水平和質(zhì)量。

2 機(jī)電一體設(shè)計(jì)構(gòu)成要素

根據(jù)機(jī)電一體化技術(shù)的文字含義，我們可以看到其結(jié)構(gòu)的核心內(nèi)容包括機(jī)械和電子兩個(gè)主要部分：

2.1 工業(yè)機(jī)械主體

設(shè)備的主要機(jī)械系統(tǒng)部分包括機(jī)械框架、機(jī)械傳動(dòng)設(shè)備、連接設(shè)備和其他組成部件，它們構(gòu)成電機(jī)設(shè)備的基礎(chǔ)和根本的系統(tǒng)，這也是機(jī)電設(shè)備中最主體的部分。

2.2 控制器是系統(tǒng)控制中樞

信號(hào)和檢測(cè)命令被電子元件存儲(chǔ)、處理、以及輸出，整個(gè)機(jī)械系統(tǒng)受到電子元件的控制，以便按照程序指令有序地運(yùn)行。通過電子控制系統(tǒng)，工業(yè)生產(chǎn)行業(yè)的機(jī)械控制系統(tǒng)可以使工廠的工人能夠極大的簡(jiǎn)化工業(yè)生產(chǎn)的復(fù)雜的操作程序，并發(fā)出最快的控制指令和生產(chǎn)程序，減少了人為操作的失誤、降低了工業(yè)生產(chǎn)的耗時(shí)。

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

在工業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，數(shù)字控制技術(shù)是一種涵蓋范圍很廣的應(yīng)用技術(shù)，使用數(shù)控機(jī)床和其他技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造業(yè)的高速、高質(zhì)量、高水平的發(fā)展，但這一技術(shù)的應(yīng)用其實(shí)是有一定的難度的，它涉及到非常多先進(jìn)技術(shù)的融合并且需要更多的設(shè)計(jì)流程，必須通過機(jī)電一體化的技術(shù)進(jìn)行。機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用可以高效、智能化的進(jìn)行整體設(shè)計(jì)。例如使用工具自動(dòng)更換技術(shù)，提高數(shù)字控制機(jī)床的使用效率，以及促進(jìn)諸如計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的完善，傳統(tǒng)的機(jī)電一體化的機(jī)床設(shè)計(jì)功能相對(duì)單一，無法滿足當(dāng)前高水平機(jī)械生產(chǎn)的要求。因此，在數(shù)字控制設(shè)計(jì)的系統(tǒng)中，需要輔助以計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)，使機(jī)械技術(shù)更為完善。

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)備的電氣設(shè)計(jì)是機(jī)械操作的基礎(chǔ)保障，而節(jié)能和環(huán)境保護(hù)的概念和機(jī)電設(shè)備的連接，也是合理減少能源消耗、提升工業(yè)生產(chǎn)環(huán)保效益的一個(gè)重要突破。而且對(duì)工業(yè)企業(yè)的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)利益都有很大的提升作用。由此可知，機(jī)電行業(yè)的動(dòng)力設(shè)計(jì)不僅可以確保機(jī)械設(shè)備的平穩(wěn)可靠運(yùn)行，而且還可以有效的減少和降低能源消耗。機(jī)械技術(shù)的廣泛應(yīng)用可以減小能源消耗問題方面做出很大的貢獻(xiàn)。例如，傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)過程中通常會(huì)大量應(yīng)用液壓機(jī)械，但設(shè)備需要使用更多的能量才能保證正常工作，而液壓設(shè)備和電子元件相連接。電子調(diào)節(jié)器被添加到機(jī)器上，以便通過電子技術(shù)調(diào)節(jié)機(jī)器的功率和運(yùn)行，從而能夠?qū)υO(shè)備的不同操作條件進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，保證了液壓機(jī)效果的同時(shí)，降低了能源的消耗。

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

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,比較容易造成機(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)技術(shù)可以將數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,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)中使用的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)也需要特別注意，因?yàn)闄C(jī)械的操作不可避免地會(huì)出現(xiàn)故障。會(huì)對(duì)生產(chǎn)環(huán)節(jié)造成很大的干擾，降低生產(chǎn)效率、提升生產(chǎn)成本，進(jìn)而影響到企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。需要迅速處理可能的設(shè)備故障，查明問題并盡快加以解決，這在機(jī)械生產(chǎn)的過程中才是合理高效的。提高對(duì)于機(jī)械故障管理的能力，改進(jìn)機(jī)械故障及時(shí)處置的水平，以提高所用機(jī)械設(shè)備的效率。

結(jié)束語(yǔ)：根據(jù)上述內(nèi)容的論述和分析，機(jī)械和機(jī)械電子工業(yè)的發(fā)展是相互促進(jìn)、相互依存和不可分割的。機(jī)械電子的發(fā)展有助于機(jī)械工業(yè)的生產(chǎn)方式和生產(chǎn)效率的變革，突破了傳統(tǒng)機(jī)械工業(yè)的發(fā)展瓶頸，從而使機(jī)械領(lǐng)域的每一個(gè)新的功能，都能根據(jù)現(xiàn)代化的機(jī)械工業(yè)生產(chǎn)的需要達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。這種技術(shù)更深層次的廣泛應(yīng)用，將更好的推動(dòng)機(jī)械設(shè)備和工業(yè)發(fā)展，促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的繁榮和興盛。