綠色技術在機電一體化機械系統中的應用探微

孫傳瑜 劉彬

[摘? ? ? ? ? ?要]? 在地球上有著無數資源供人類使用，改善著人類的生活。然而，隨著人類社會的發展，自然資源飛速消耗的同時環境也受到了極大程度的破壞，引進綠色技術并將其融入各方面是如今乃至以后的必然趨勢。

[關? ? 鍵? ?詞]? 綠色技術;機電一體化;機械系統;應用

[中圖分類號]? H-39? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻標志碼]? A? ? ? ? ? ? ? [文章編號]? 2096-0603（2020）34-0162-02

隨著工業和科技的進步，在現代工業機械設計制造過程中，機電一體化技術迅速發展，但同時也存在資源浪費、環境污染等一系列問題。近年來，機械設計與機械制造中綠色技術得到廣泛應用，因此對其進行研究具有積極的意義。

一、綠色技術和機電一體化機械系統的簡單介紹

綠色技術是指工業產品從生產制造到報廢的過程中，運用各種先進的技術手段實現資源利用的最大化，對環境低污染或者無污染的一種可持續生產制造方式。如今的時代是一個飛速發展的時代，同時也是一個不斷創新的時代。其中制造業的發展更是一馬當先，在機器人等產品快速發展的同時，各個行業中，機器人正在逐漸替代人類來完成作業，不僅解放了勞動力，同時也提高了效率，可謂一舉兩得。因為機電一體化效率高、自動化程度高，作業時間沒有太大的限制，所以極大地促進了經濟的發展和時代的進步。隨著5G時代的到來，“網絡+”模式是一種非常普遍的模式，而人工智能便是機電一體化往后發展的必然趨勢。借助網絡信息便捷傳輸的特點，將機電一體化推向另一個嶄新的高度。

二、綠色設計機械系統的要求與原則

設計的目的就是最大化地將產品以合理的方式加以利用，從而達到較為良好的設計效果，這其中包括環保、效率、回收、循環等，本文談到的機電一體化在這一方面更應該注意。因為機器的運作是需要消耗能量的，而能量的來源大多是來自于地球上的自然資源，隨著機器的增多，經濟飛速發展的同時弊端也顯現了出來，因為一切事物都具有兩面性，有好的當然也有壞的，在這個背景之下，環境問題變得日益嚴重，霧霾、黑河、污江等都是環境惡化的表現。引入綠色能源是如今不能懈怠的一個大問題。大眾所熟知的綠色能源有太陽能、風能、潮汐能等，而應用最為廣泛的便為太陽能。在設計過程中，將綠色技術融入機電一體化之中，有利于機電一體化更好、更快地發展。以大眾所熟知的汽車為例，汽車是一個較為復雜的機械系統，它在人們的日常生活中扮演了一個非常重要的角色，極大地便利了人們的日常生活。汽車在使用過程中的穩定性和舒適性是汽車非常重要的一個指標，因此汽車的各個零件需要經常更換，以確保再出問題的時候可以快速解決。所以在汽車零件的設計過程中，要考慮到該零件的可拆卸性這一重要元素，同時拆卸下的汽車零件可以回收，經過處理再次利用，從而達到一個良性循環，提高資源的利用率。同時在設計過程中，還應該考慮產品使用壽命的問題。對于產品的選材、形狀進行考慮，以達到延長產品壽命的目的。因為產品的使用壽命長的話，性能等各個方面絕對是更為優秀的，這樣的產品更具競爭力，不會頻繁地出問題，更不會過了很短的時間就需要更換產品，耗費人力、物力，極大地降低辦事效率。所以在設計的過程中，需要對產品零件進行較為完善的測試，而產品壽命主要在于選材、形狀、精度等方面，可以從這些方面入手進行設計，定能事半功倍。而最后需要注意的是，設計時需要對整體進行把握，因為解決上文討論的問題的目的是提高效率，所以對設計來講以方便、易懂為核心，圍繞這一核心來進行設計，增加人們在操作產品時的舒適度，簡化產品的操作系統，從而間接地提升了辦公效率，達到了設計的目的，提高了對市場的適應能力，在一定程度上避免了資源的浪費。

三、綠色設計過程中重要問題的分析

（一）結構設計機械系統要從整體性基礎上考慮問題

綠色設計與傳統設計最大的不同之處就是在考慮產品的功能、成本的基礎上，也要考慮產品在使用、報廢、回收過程中，回收利用同環境與資源之間密切的聯系。換句話說，就是在進行設計時，進行人—產品—環境這種關系稍稍復雜的設計。所以，在設計過程中腦海中應一直都有這樣一個設計理念：在選材和設計上要對產品零件的可拆卸性和回收性進行設計。對產品的結構進行深度分析，展開測試，建立一個產品模塊體系，將產品劃分為不同的模塊，這樣有利于問題的分析和處理，同時也有利于產品零件的拆卸。同時針對零件的回收利用構建一個回收循環、加工利用、重重檢測這一體系。要知道，回收利用是有效提升資源利用率的一個方法。

（二）對資源利用性能的設計

自然資源是機電一體化的靈魂，在機電一體化機械系統中扮演著極為重要的角色。而在產品正常使用的周期中，使用和消耗自然資源的量也是我們需要去重點關注的問題。可以收集數據以統計學對數據進行分析得出結論，隨后建立數學模型，將分析所得的數據帶入，來進行具體、精確的分析，從而讓人可以直觀地了解產品的性能，從而可以對產品的性能有一個較為精準的把握，使得機器產品可以得到更加有效、合理的配置和安排。

（三）環境、回收、循環、拆卸等循環系統性能的設計

機電一體化有著效率高、做工時間長、不容易犯錯的特點，被工廠和企業所喜愛。它給人們帶來了極大的便利，在一定程度上促進了社會的發展，但是一切事物都有雙面性，因為對自然資源的過分利用，二氧化碳、二氧化硫及其原產物一氧化硫等混合物的大量排放，污染了空氣，還有一部分未經政府相關部門允許隨意排放到河里，造成了河流污染，出現了臭河、死水的現象，給環境帶來了極大的危害。要在源頭上解決這些問題，可以在機器上安裝減震裝置，在尾氣排放處安裝過濾裝置，也可以在產品內部安裝混合裝置，使得自然資源充分地利用，減少有害氣體產生的同時也提高了資源的利用率，可謂一舉兩得。

（四）選材及使用的設計和優點

選材是產品制造的基礎。在設計之初應堅持綠色環保的理念，在選材方面，應該選用綠色環保的材料。選用綠色產品符合人—產品—環境這一體系構建的初衷，同時也是保護環境的一種方式。因為綠色產品在環境中易降解、可循環，對環境的自我循環影響不大，從而構建了人與環境和諧發展的關系。從資源利用率上來說，回收利用可以在極大程度上提高資源的利用率，對節能環保有著極大的作用。而且優良的綠色選材可以讓產品在同類商品中更具吸引力，試想同等的兩個產品，一個正常材料，一個是綠色材料，肯定是綠色材料更加受到人們的青睞。

四、綠色技術在機電一體化機械系統實際應用中的問題討論分析

機電一體化機械系統，是一個新時代的高效率工作的產物，以汽車為例，汽車有發動機、氣缸、油箱這些部位。發動機是其靈魂，甚至可以說發動機極大程度上決定著汽車的性能好壞。發動機通過壓縮氣體，從而帶動壓縮機進行工作，為發動機提供更多的氣體，從而提高燃油的效率，使發動機的能耗降低，符合經濟節能的原則。將綠色技術融入機電一體化機械系統是符合社會發展潮流的理念和思想，是堅持可持續發展理念的做法。通過對機電一體化機械系統各個部位進行設計，降低能耗、提高效率，降低了生產成本，有利于經濟發展。這就說明，將綠色設計應用到機電一體化機械系統之中有著極為優秀的表現，所以可以對機電一體化與綠色技術的融合進行深度的研究，從而使兩者融合得更加徹底，也可以嘗試著將綠色技術向其他還未開發的領域中延伸拓展，這樣在一定程度上促進機電一體化與綠色技術融合的發展，因為綠色技術與其他領域進行融合可以作為機電一體化與綠色技術融合的借鑒案例，從而間接地促進機電一體化與綠色技術融合得更加深入。

五、綠色設計在機電一體化機械系統中的實際效果分析討論

在機械系統的實際操作過程中，將綠色技術有機地結合進來，是一種新的嘗試，也是向著更好發展的第一步。在實際操作中，綠色設計具有比傳統的機械系統更好的工作環境，噪聲小、味道小，且節能環保。以生產pcb板為例，這其中有好幾個步驟，如內層、外層、壓合、鉆孔、成型、電測等，其中，電測的職能是測試pcb板是否有壞板、誤板。下面就重點說電測這一環節。

在車間里，分布著許多測試機，將減震裝置安裝在機器的機床處，減小了因為震動而發出的噪聲，這就會使得原本嘈雜的車間變得相對安靜，心情也不會因為噪音過大而變得糟糕，從而使得工人工作的效率提高，間接地達到了提升員工工作效率的目的。原本車間里面都是新制成的pcb板，所以會有一種化學物品特有的味道，盡管無毒，且通風口一直開著，但是難免會有味道，尤其是在夏天，而采用綠色技術，采用綠色材料可使成品pcb板所帶有的味道減少，從而改善了員工的工作環境，且綠色材料的成本相對較低，在改善員工工作環境的同時也節約了成本，可謂一舉多得。

因為pcb板在制作的過程中會用到化學產品，所以在這些會用到化學產品的部門都需要穿上防護服和特制的鞋子。如防護服和鞋子采用綠色材料進行制作，不僅可以使防護服的重量減輕，同時成本也可降低。再者在實際的工作之中，需要接觸化學用品，在用過化學用品之后要進行綠色處理，而不是不管不顧，雖然相對之前有些麻煩，但是貴在綠色環保。最后在經過化學產品處理后的成品同樣要進行綠色處理，這是為了避免下一道工序的員工會因為化學物品處理不當而造成意外事故。

機電一體化是現代社會飛速發展訴求之下的一個產物，它解決了很多之前工作耗費極大人力、物力資源的一個問題，極大地提高了工作效率，可以說是一個較為完美的產物，而它的缺點也很明顯：容易出故障、太消耗資源，而將綠色技術融入其中，則在極大程度上解決了這個問題，遵循了可持續發展的理念，這樣才是健康的生產方式。

參考文獻：

[1]趙傳生.機電一體化技術在機械工程上的應用及其趨勢展望[J].山東工業技術，2018（8）：31，79.

[2]陳輝，王磊.機電一體化技術的現狀及發展趨勢[J].機械，2018（7）：1-4.

編輯 原琳娜