機械設(shè)計中機電一體化理論應(yīng)用研究范文

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摘要：機械和電子相結(jié)合的方式，不僅使機械工程行業(yè)發(fā)展越來越繁榮，并且擴展了行業(yè)所涉及的范圍。根據(jù)這種情況，對這種情況進(jìn)行研究和討論，講述機電一體化這項應(yīng)用方式的客觀功能。

關(guān)鍵詞：機電一體化；機械行業(yè)；應(yīng)用

機電一體化應(yīng)用方式在我國的制造領(lǐng)域處于領(lǐng)先位置，同時也是其發(fā)展的必經(jīng)之路。機電一體化應(yīng)用方式在我國各個行業(yè)中都占有非常重要的地位，對這項技術(shù)進(jìn)行深入分析和探索，再與其他技術(shù)功能進(jìn)行有效結(jié)合，促進(jìn)我國制作領(lǐng)域的發(fā)展。因此，這項技術(shù)的應(yīng)用具有劃時代的意義。

1機電一體化理論概述

機電一體化的應(yīng)用方式指將與機械相關(guān)的技術(shù)和與電子相關(guān)的技術(shù)進(jìn)行融合，成為一種全面性的、完整性的應(yīng)用方式。如今，在我國通訊速度以及軟件系統(tǒng)發(fā)展逐漸加強，機電一體化應(yīng)用方式也得到顯著提高，應(yīng)用方式的成長也有新的改進(jìn)方向，智能和環(huán)保是這種應(yīng)用技術(shù)的兩大特色，間接提高了這項技術(shù)的發(fā)展空間，對我國工業(yè)領(lǐng)域的繁榮發(fā)展發(fā)揮重要作用[1]。政府對機電一體化這項技術(shù)的認(rèn)可度越來越高，并且在其成長過程中，結(jié)合其他新功能，增強這項應(yīng)用技術(shù)的功能以及意義體現(xiàn)。現(xiàn)在，我國機械行業(yè)在定期更新，其功能也逐漸傾向于自動化、智能化以及信息化等。在這項技術(shù)的持續(xù)更新過程中，其價值和功能非常明顯，總之，機械領(lǐng)域與這項應(yīng)用技術(shù)之間的聯(lián)系是密不可分。根據(jù)其存在價值進(jìn)行分析，機電一體化應(yīng)用方式的成長方向，直接確定了機械工程行業(yè)的將來走向和必然之路，1960年以后，更多的電子相關(guān)技術(shù)出現(xiàn)在機械行業(yè)領(lǐng)域中，例如，自動化應(yīng)用方式以及互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用方式，進(jìn)而增強了機電一體化的創(chuàng)新性以及代表性，而且慢慢成長為具有全面性和專業(yè)性的領(lǐng)先應(yīng)用方式。近些年，這項應(yīng)用技術(shù)又得到了國家政府的指導(dǎo)和大力支持，創(chuàng)建了一項《我國機電一體化成長道路與措施》制度，確立了與之相對應(yīng)的成長任務(wù)。

2機電一體化理論應(yīng)用探討

2.1電子信息技術(shù)

如今，人們所生活的時代是互聯(lián)網(wǎng)信息交流的時代，電子行業(yè)不僅與機械行業(yè)進(jìn)行融合，而且與其他行業(yè)也進(jìn)行了融合和聯(lián)系，機電一體化提高了機械行業(yè)的廣泛性和多元性。具體的結(jié)合行為是指電子技術(shù)把機械的外在操作方式轉(zhuǎn)換為電子形式，再應(yīng)用電子設(shè)備進(jìn)行加工和改進(jìn)，達(dá)到機械和電子的有機結(jié)合[2]。電子行業(yè)的成長是和其相關(guān)設(shè)備和技術(shù)相一致，同時，電子技術(shù)的成長也增強了機械發(fā)展的準(zhǔn)確度和永久性。電子技術(shù)發(fā)展中的信息交流和下載以及人工智能的應(yīng)用，促進(jìn)了這項應(yīng)用方式更加廣泛和專業(yè)。

2.2感應(yīng)技術(shù)和軟件管理技術(shù)

在機電一體化應(yīng)用技術(shù)中，感應(yīng)功能與程序管理功能出現(xiàn)相對較晚，它們的出現(xiàn)卻極大地促進(jìn)了機電一體化的發(fā)展，直到現(xiàn)在，這2項技術(shù)功能也增強了機械領(lǐng)域的發(fā)展。感應(yīng)功能最大的優(yōu)勢是其使用的靈活度強以及信息傳達(dá)的準(zhǔn)確度高；弊端是其功能可能會被外部因素所影響。因此，在使用時一定要提前準(zhǔn)備好隔離防護(hù)。程序管理主要功能是增強硬件和軟件相結(jié)合的程度，由于專門為硬件配備相適應(yīng)的軟件需要花費的成本較大，因此，這項管理功能的價值和意義非常顯著，科學(xué)準(zhǔn)備的應(yīng)用會使這項技術(shù)更方便、更長久[3]。

2.3自動化技術(shù)

機械行業(yè)的發(fā)展能夠代表現(xiàn)階段技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新，也能夠代表機電一體化最初的發(fā)展情況，機電一體化的形成與發(fā)展是以機械行業(yè)為發(fā)展前提，結(jié)合多樣化的電子功能，逐漸發(fā)展出機電一體化應(yīng)用方式。電子相關(guān)技術(shù)的結(jié)合，使得機械行業(yè)的發(fā)展更加優(yōu)質(zhì)和快速以及準(zhǔn)確[4]。機電一體化體系與自動控制功能的相融合，促進(jìn)了這項技術(shù)的多樣性以及多功能的應(yīng)用，如自動生產(chǎn)、系統(tǒng)仿真等，也就是說，大部分技術(shù)功能都是自動化，適應(yīng)和監(jiān)控功能的自動化、模仿功能的自動化、修正和改進(jìn)功能的自動化以及檢測和監(jiān)督功能的自動化。

2.4伺服傳動技術(shù)

電力裝置、氣液化裝置等都選取了伺服傳動技術(shù)，目的是增強傳動工作的準(zhǔn)確度以及高速度等，應(yīng)用伺服傳動技術(shù)能夠?qū)⑿畔⑦M(jìn)行轉(zhuǎn)換，信息通過這項應(yīng)用技術(shù)，完成信息和機械行為之間的轉(zhuǎn)變，以及監(jiān)控整個過程的行為表現(xiàn)，進(jìn)而促進(jìn)機械系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和優(yōu)質(zhì)度。

3機電一體化理論在機械設(shè)計中的具體應(yīng)用

3.1在包裝機械方面的應(yīng)用

在早期的包裝機械程序中，有大量電路和凸輪等設(shè)備，這些設(shè)備的安裝使得包裝機械的構(gòu)造尤為煩瑣，以至于結(jié)束階段的維修很難實施。將機電一體化應(yīng)用方式與包裝機械結(jié)合起來，能夠解決包裝機械內(nèi)部構(gòu)造煩瑣的難題，既能夠改變設(shè)備的大小，調(diào)整零件之間的接觸距離，保證其緊密連接，也能夠提高其制作準(zhǔn)確性。模塊化的包裝制作為之后的維修和檢測提供了方便性，如果包裝機械遇到了障礙或者漏洞，工作者可以先進(jìn)行根源障礙檢測，再進(jìn)行模塊更新，維修和檢測工作也會順利進(jìn)行[5]。

3.2在機床機械方面的應(yīng)用

早期的機床屬于半智能化，將機電一體化與機床進(jìn)行有效融合所創(chuàng)作出數(shù)控機床，具有劃時代性的意義。相對于機械領(lǐng)域，電子相關(guān)技術(shù)的結(jié)合和應(yīng)用，使得機床遵從程序的需求，完成各種任務(wù)。和半智能化的機床進(jìn)行比較，數(shù)控機床最大的優(yōu)點是準(zhǔn)備性和快速性的增強。數(shù)控機床的每部分構(gòu)造都是選取模塊化，一旦遇到漏洞和障礙，后期維修非常簡易方便[6]。例如，數(shù)控機床中的珠絲杠具有操作方便和快速等優(yōu)勢。現(xiàn)在數(shù)控機床已經(jīng)從早期的三軸形式，逐漸發(fā)展成功能和效果更加顯著的五軸形式，由于機電一體化應(yīng)用形式的快速成長，技術(shù)創(chuàng)新促進(jìn)了機械領(lǐng)域的發(fā)展，機械領(lǐng)域的公司所花費的成本大幅度減少，收益大幅度提高。

3.3在電子監(jiān)控方面的應(yīng)用

機電一體化應(yīng)用方式在機械領(lǐng)域中的發(fā)展非常廣泛，無論是操作體系還是生產(chǎn)加工系統(tǒng)，都涉及這項應(yīng)用方式。因為機電一體化應(yīng)用技術(shù)的完整體系，當(dāng)設(shè)備遇到障礙或者漏洞時，能夠直接在監(jiān)控系統(tǒng)中查找出來，管理者參考監(jiān)控信息，找出造成漏洞和障礙的根源，間接地提高了維修進(jìn)程。

3.4在節(jié)能系統(tǒng)方面的應(yīng)用

我國機械所選取的能源物質(zhì)基本是柴油，然而柴油的揮發(fā)物質(zhì)會破壞自然環(huán)境，機電一體化會改變這種現(xiàn)象，其所發(fā)揮的功能是加快柴油的快速揮發(fā)、減少污染物質(zhì)的釋放以及增強任務(wù)完成速度，相對于我國制造領(lǐng)域，是兩全其美的辦法。如今，機電一體化柴油設(shè)備的大量使用，使得柴油能源物質(zhì)的供給不斷提升，和早期設(shè)備進(jìn)行比較，降低了其能源物質(zhì)的消耗。同時，節(jié)能體系的發(fā)展得到了國家指導(dǎo)和幫助，尤其是近些年，再加上環(huán)保觀念的傳播與深入，促進(jìn)了機電一體化更加長久以及更廣泛地發(fā)展。

3.5在產(chǎn)品開發(fā)方面的應(yīng)用

如今，人們對機械相關(guān)的產(chǎn)品以及電子相關(guān)的產(chǎn)品期望越來越高，進(jìn)而產(chǎn)品的設(shè)計也逐漸傾向于電子化。大多數(shù)產(chǎn)品的設(shè)計都會結(jié)合機電一體化功能，進(jìn)而生產(chǎn)出多樣化的產(chǎn)品供人們使用。機電一體化最明顯的功能是對產(chǎn)品進(jìn)行本質(zhì)上的改變，普通類型的功能轉(zhuǎn)換為智能類型，增強了產(chǎn)品的實際功能以及意義的體現(xiàn)。

4機電一體化技術(shù)在國內(nèi)外的未來展望

機電一體化應(yīng)用方式在我國制造領(lǐng)域處于領(lǐng)先位置的同時，也是其發(fā)展的必經(jīng)之路，在我國各個行業(yè)都占有重要地位。例如，在日本，感應(yīng)功能、人工智能等都是日本在機電一體化方面所推崇的重點技術(shù)；在歐洲許多國家，關(guān)于機電一體化的應(yīng)用方式，有5個可適用的行業(yè)以及24個主要可實施項目，也是機電一體化應(yīng)用方式的方案和措施，將機電功能與網(wǎng)絡(luò)功能以及光電功能等技術(shù)進(jìn)行有效結(jié)合，完成新階段的機電行業(yè)更新[7]；機電一體化的快速發(fā)展也得到了政府的大力支持與專業(yè)指導(dǎo)，數(shù)控機床、產(chǎn)品自動化發(fā)展等15個工程被列入工業(yè)領(lǐng)域未來成長的重點工程，而且將6個公共機電一體化功能列入科學(xué)探索和分析的課題，同時在這些高科技成長過程中，提倡和傳播環(huán)保觀點，用這個理念處理工業(yè)發(fā)展與自然環(huán)境之間的沖突，進(jìn)而提高兩者之間的緊密關(guān)系，使機電一體化功能得到更多人的認(rèn)可和信任以及增強了其價值。

4.1自動化

現(xiàn)階段，我國在技術(shù)方面主要重視的是其自動化功能，機電一體化作為一項全面性的功能，自動化的實現(xiàn)也是其發(fā)展的必經(jīng)之路。自動化功能的出現(xiàn)，使得整個生產(chǎn)過程相一致，也就是說同步發(fā)展，一些設(shè)備的運轉(zhuǎn)可以不需要借助人力指揮，就能夠順利實施。自動化功能的出現(xiàn)，增強了制造領(lǐng)域的準(zhǔn)確性，具有自動化功能的監(jiān)控體系，使得整個生產(chǎn)過程中的每個環(huán)節(jié)以及每個設(shè)備，都能夠單獨地進(jìn)行與實施，遇到突發(fā)狀況，自動按照已經(jīng)設(shè)置好的程序進(jìn)行解決。

4.2網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)

智能化以及自動化的發(fā)展，為機電一體化應(yīng)用方式提供了目標(biāo)和方向，由于互聯(lián)網(wǎng)具有先進(jìn)性和開放的特點，工作者可以使用電子設(shè)備每時每刻對信息進(jìn)行遠(yuǎn)程操控和傳輸。這項技術(shù)的應(yīng)用所體現(xiàn)的準(zhǔn)備性與安全性也在增強，工作者能夠采取互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)遠(yuǎn)距離操控機械設(shè)備，或者每個部門的工作人員共同參與，沒有了時間或者空間的約束。因此，機電一體化應(yīng)用技術(shù)具有劃時代的意義。

5結(jié)束語

綜合以上內(nèi)容進(jìn)行闡述，機械行業(yè)與機電一體化的發(fā)展是相互關(guān)聯(lián)，密不可分。機電一體化功能促進(jìn)了機械行業(yè)的快速發(fā)展，取代了傳統(tǒng)機械行業(yè)的形式和規(guī)模，進(jìn)而使機械領(lǐng)域中的每個功能同時進(jìn)步，并且達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。這項技術(shù)的應(yīng)用必然會促進(jìn)社會的繁榮發(fā)展和更多收益，同時其在機械行業(yè)的地位也在逐步提高。

參考文獻(xiàn)：

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作者：陳端毓 單位：哈爾濱工程大學(xué)