機電一體化機械系統(tǒng)的設計及探討范文

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摘要：機電一體化系統(tǒng)是借助計算機完成機械設計的方法，該方法與傳統(tǒng)機械操作不同，發(fā)展前景極為廣闊。機械系統(tǒng)由多個部件構(gòu)成，需要加強各部分的協(xié)調(diào)管理，保證整個系統(tǒng)更加高效、更加科學。文章針對機電一體化技術(shù)的優(yōu)勢進行了分析，提出了相應設計原則、設計方法，旨在為工程實踐提供一定的理論基礎。

關(guān)鍵詞：機電一體化；機械系統(tǒng)；設計

1機電一體化的特點分析

1.1安全性高

工程項目中，機電一體化技術(shù)的應用價值較高，相關(guān)產(chǎn)品具有性能高、功能全的優(yōu)勢，同時還可以進行監(jiān)視、報警、自動保護等操作。設備運行中，一旦發(fā)生異常問題，系統(tǒng)相關(guān)部分可及時進行自我保護，避免人員、設備等受到損壞，整個設備運行的安全性大幅提升[1]。

1.2生產(chǎn)能力強

機電一體化設備應用中，可及時進行信息自動處理和控制，具有較高的控制精度，同時檢測靈敏度可滿足要求。機電一體化系統(tǒng)一般包含控制元件，設備運行中，相關(guān)作業(yè)人員需要結(jié)合運行條件進行系統(tǒng)啟動，設備可根據(jù)要求完成對應指令，做出相應規(guī)定性動作，可充分保證產(chǎn)品的生產(chǎn)效率，避免產(chǎn)品性能不達標等狀況的發(fā)生。此外，引入自動化技術(shù)之后，整個系統(tǒng)的應用價值大幅提高。

1.3使用價值高

機電一體化設備可及時進行數(shù)字顯示，還具有程序操控的智能，可避免過多按鈕、手柄的設置，人性化程度更高。此外，機電一體化技術(shù)可多次重復操作，如果設備較為先進，可自主選擇控制程序，降低了操作人員的工作量。

2機電一體化機械系統(tǒng)的設計

2.1原則分析

為了保證機械系統(tǒng)的設計滿足要求，需要遵循如下設計原則：①高精度。作為機電一體化產(chǎn)品，必須保證產(chǎn)品精度滿足設計要求，方可將優(yōu)勢充分發(fā)揮出來。如果機械系統(tǒng)設計精度不夠，極易引發(fā)產(chǎn)品不合格的狀況。相關(guān)零部件的尺寸、精度等均需滿足評判標準；②穩(wěn)定性高。機械系統(tǒng)的設計中，需要考慮設備使用壽命、使用效率兩方面要求，提高產(chǎn)品性能參數(shù)的管理，避免穩(wěn)定性差引發(fā)的危害。一般機械系統(tǒng)的子系統(tǒng)較多，需要考慮各部分機械振動的頻率、摩擦系數(shù)等要素，提高零部件尺寸的優(yōu)化，保證整個系統(tǒng)朝著質(zhì)量輕、體積小的方向發(fā)展[2]。

2.2設計流程

1）動力零部件的設計。作為機械系統(tǒng)中的關(guān)鍵部分，動力元件需要引起足夠的重視，動力元件一般是由計算機信息網(wǎng)絡協(xié)調(diào)控制的，可為各傳導部位提供動力支撐作用。動力元件包括發(fā)電機等設備，科技進步帶動系統(tǒng)動力元件朝著更加智能化、自動化的方向進步，可避免人力資源過渡浪費[3]。

2）傳動元件的設計。一體化系統(tǒng)中傳動元件主要承擔傳導的角色，可將計算機指令翻譯成機器可識別的信息，從而指導其進行相應工作。傳動元件一般包括兩方面：傳動機和轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的變換器。傳動機的精度較高，體積小、重量輕、噪音低，還可以滿足機械系統(tǒng)的伺服性能，是穩(wěn)定性非常好的傳動元件。

3）機械系統(tǒng)的性能分析。立數(shù)學模型、數(shù)學表達式來真實反映機械系統(tǒng)的性能。設計系統(tǒng)各個部件運動參數(shù)、關(guān)系和結(jié)構(gòu)，確定零件的精確度、材料和結(jié)構(gòu)。選擇其他部件、原件，配置系統(tǒng)阻尼等等都隸屬于機械系統(tǒng)的性能。機械系統(tǒng)的性能對產(chǎn)品性能具有極大影響，高性能的產(chǎn)品方可保證設備具有較長使用壽命，整體靈敏度、耐磨程度等可滿足預期要求。

3發(fā)展方向分析

首先，系統(tǒng)逐漸朝著智能化方向發(fā)展。智能化需求一般需要建立在扎實的理論基礎之上，將人工化、動力學、自主決策等技術(shù)融入到設計工作中，并加強相關(guān)軟件的開發(fā)，加強芯片技術(shù)、模糊技術(shù)的應用研發(fā)。通過對產(chǎn)品控制系統(tǒng)的智能化處理提高整體性能。其次，系統(tǒng)化發(fā)展。該特點是建立在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模式化、開放化的需求之上，內(nèi)部可進行動態(tài)調(diào)整，對產(chǎn)品控制管理具有極大意義，同時通信功能強，包括RS232、RS485等格式。機電一體化技術(shù)將設備和人的思維進行有效結(jié)合，提高了設備使用對象的精確化管理，發(fā)展層次更高，具有仿生學的特點。然后，網(wǎng)絡化，網(wǎng)絡技術(shù)是當下較為常見的方法，對經(jīng)濟全球化具有積極影響。機電一體化技術(shù)應用中，需要加強網(wǎng)絡化技術(shù)的應用，在網(wǎng)絡環(huán)境中進行合理的遠程監(jiān)控、安全監(jiān)控，方可更加高效的利用當下新技術(shù)。最后，機電一體化機械系統(tǒng)正朝著微型化方向發(fā)展。現(xiàn)階段，新型材料、納米材料的應用逐漸增多，導致電機體積也逐漸減小，加強新技術(shù)的開發(fā)應用具有重大意義。其應用范圍包括：微型機器人、微型傳感器等。增加識別裝置的低成本、微型化方向研發(fā)可極大程度的提高該系統(tǒng)的應用范圍。

4結(jié)束語

機械系統(tǒng)設計中，相關(guān)設計人員需要在滿足機械可靠性的前提下進行設計，充分發(fā)揮設計優(yōu)勢。這是提高機械產(chǎn)品運行質(zhì)量，發(fā)揮運行效益的基本方法，對未來發(fā)展規(guī)劃具有重大現(xiàn)實意義。此外，還需要加強機電一體化相關(guān)人才的培養(yǎng)，保證其可快速適應生產(chǎn)要求。

參考文獻：

[1]魏娟.機電一體化及其機械系統(tǒng)的設計特點[J].煤礦機械,2014(7):17-19.

[2]李春雨.機電一體化技術(shù)的應用與發(fā)展[J].工程技術(shù)研究,2016(7):64-65.

[3]葉成毅.機械制造業(yè)向機電一體化方向發(fā)展的探討[J].南方農(nóng)機,2017,48(1):96+102.

作者：張曉勇 單位：寧夏天信建設發(fā)展有限責任公司