浅谈机电一体化设计

郭集中

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　　【摘要】科学技术的发展促进了不同领域的交叉和渗透,带来了工程领域的技术革命和变革。在机械工程领域，微电子技术和计算机技术的迅猛发展以及机电一体化向机械工业的渗透，正在引起机械工程技术结构、产品配置、功能配置、生产方式、管理体制等方面的变革。机械工业发生重大变化，使工业生产由“机械电气化”发展到“机电一体化”的发展阶段。在此基础上，本文对机电一体化设计进行了分析。

　　关键词：机电一体化；关键技术；设计

引言

　　新形势下，国内工业生产实现了多项重大创新，过去单一技术的应用形式逐渐发生变化。通过不同技术的不断融合，提高了相应技术的适用性。实现了机械制造技术、计算机电子技术、信息网络技术的有机结合，并有效应用于工业生产。控制系统是机电一体化的心脏，可进行数据处理和自动控制，并可通过计算机接口与外部设备连接，保证机电一体化系统各模块的可靠运行。

　　一、机电一体化概述

1.1概念

　　机电控制系统是指在工作和操作过程中将一系列相关的操作技术联系起来，有效地固定特定的装置来控制生产过程的动作，有效地控制工作生产，完成生产工作。在系统形成过程中，融合了互联网技术、网络通信技术、电力技术等大量技术手段，不断完善机电控制系统，最终应用于实际生产工作，指导相关工作各部分之间的协调，实现技术之间的协调。兼容共存。机电控制系统的改进和发展，大大提高了人类的工作效率，同时也大大提高了企业发展的利润。例如，如果将机电控制系统的远程控制系统应用到实际工作中，工作人员只需使用计算机就可以实现对生产工作的远程控制。控制和节省人力管理时间，提高企业生产效率。在实际工作中，远程操作主要分为两种，一种是维护型远程操作系统，可以监控和管理生产工作，另一种是人机对话控制系统，可以实现人机交互。管理。也就是说，科技的发展是决定行业发展的重要因素，只有通过科技的创新和发展，才能达到预期的效果。机电一体化以科技创新为导向，将不同的技术结合起来，形成一个集成的控制系统。这不仅提高了各种资源的利用效率，也加速了运营效率的提升。第二，实现自动控制是机电一体化最基本的功能，逐步消除过多的人为因素，实现机器生产的自动化运行。控制系统由控制设备、执行单元、被控元件等组成，它们通过接口连接，形成一个工作环。它的工作原理如下。先发送指令信号，设置控制数据，用检测仪表接收外部信号，然后送至控制装置进行数据处理，将结果送至执行单元，然后采取动作实现执行，将命令指向控制元件，并使其进入设计的系统状态，最后通过控制元件发送相应的数据，实现机电一体化的系统控制。

1.2设计原则

1.2.1准确原则

　　调试系统时，输出指令与设计指令相差不宜过大，在不降低系统可用性误差的情况下，尽量减小系统可用性误差。精度与产品生产的精度值密切相关，也影响着系统运行的最终结果。

1.2.2稳定性原则

　　保证系统的稳定性就是保证产品结果与设计相匹配，保证产品质量不受外界因素的影响。数据不一致的可能性非常大，尤其是在闭环的情况下，造成系统波动，影响正常运行。

1.2.3捷径原理

Shortcut要求系统在避免错误值和解决异常方面要快。手术操作可能会出现线路和质量问题，应尽快避免系统差异，确保系统顺利运行。

1.3技术发展

　　智能化发展是机电一体化发展的主要方向。智能元素使工业机器操作系统具有决策和推理能力。与传统机电技术相比，智能机电产品的发展重点更加突出。性能的开发，如全自动洗衣机的智能控制和管理，已经进入研究创新阶段。集中化，即集中监控，突出机电一体化产品的功能集成，能够快速发现设备系统细小部位的故障，保障和提高设备运行的安全性能。20世纪90年代，我国将网络技术应用到机电一体化的研发中，通过远程控制技术的发展有效推动了机电一体化产品的网络化。小型化允许机器和控件的有效集成，而无需区分这两个和独立的核心组件，例如CPU和传感器。目前，我国正在兴起微机电一体化产品，应用于军事、通信等领域。PLC，即可编程逻辑控制器，PLC技术具有传统机电系统所不具备的特点：可以实时显示相关数据，保证数量控制，辅助设备数据统计和计算。

二、机电一体化设计关键技术

2.1信息处理技术

　　信息处理技术在机电一体化产品的设计中起着非常重要的作用。信息处理技术访问和计算获取的信息。信息处理技术为机电一体化产品的设计和决策提供了重要依据。计算机信息处理设备是机电一体化产品的核心部分，可以实现对机电一体化产品运行全过程的控制和指挥。因此，信息处理技术是机电一体化设计中非常重要的技术，直接关系到机电一体化产品性能质量。

2.2精密机械技术

　　精密机械技术是机电一体化产品的技术基础，机电一体化产品功能的实现主要依靠机械技术。因此，在机电一体化设计过程中，精密机械技术起着非常重要的作用。在电子技术与机械传动控制技术相结合的过程中，对传动精度和准确度的要求比较高，这使得机电一体化产品的机械技术比传统的机械技术更具优势。此外，在机械技术的应用过程中，需要不断开发和改进机械系统的新材料、新原理、新工艺，以满足机电一体化产品在机械系统刚度、体积和重量等方面的要求。尽可能提高机电一体化产品的工作性能。

2.3自动控制技术

　　机电一体化的设计离不开自动控制技术的应用。自动控制技术主要体现在高精度定位、自适应控制、速度控制等方面。通过应用自动控制技术，可以及时发现和处理机电一体化产品工作过程中的问题和故障，从而减少企业因故障造成的经济损失。随着自动控制技术在机电一体化产品中应用的不断扩大，机电一体化产品的精度和运行效率也能得到大幅度提高。自动控制技术与计算机控制技术相结合，可以大大提高机电一体化产品的效率和质量，但该技术在建立最优控制模型和抗干扰等方面存在一定的技术难点。

2.4检测传感技术

　　传感器接收电气一体化产品工作过程中的各种相关信息，通过检测技术对信息进行检测，并将信息反馈给机电一体化产品的控制装置，实现机电一体化产品的自动控制。在获取信息的过程中，必须保护传感器不受外界环境和外部工作条件的影响，以保证信息的准确性。

2.5总体系统技术

　　该技术从总体目标的角度对机电一体化产品的功能进行分解，用系统的方法和视角为每个功能寻找合适的技术方案，并对这些技术方案进行综合分析。这是一项通过评估的技术。.选择最好的技术方案。集成系统技术是保证机电一体化产品性能的重要技术。

三、机电一体化设计方法

3.1横切综合设计

　　许多机器涉及机电一体化设计和电子设计。在产品开发过程中，应采用多学科、多学科的综合设计方法，各学科不加区别地通力合作。设计者应在设计定位和市场调研的基础上综合考虑机械结构、电子电路等因素，调整各种因素以实现产品功能和服务。

3.2产品结构设计

　　产品结构设计是一个复杂的过程，产品结构设计的好坏决定了产品能否实现各种功能。结构设计师必须具有整体和多才多艺的空间想象力，以及跨学科协调的能力。我们设计的产品安全、耐用、高性能、低成本且易于制造。以环保节能冰箱的结构设计为例，设计师不仅要设计一系列相关部件来实现不同的功能，还要考虑冰箱的美观紧凑的结构。设计应考虑产品组件的可回收性，以及减少材料和能源消耗，并尽量减少有害排放。

3.3制造工艺设计

　　产品的美学和结构设计固然重要，但如果不设计制造工艺，产品设计就无法达到预期的效果。产品制造工艺设计在工业制造中起着举足轻重的作用。模具制造过程中的问题不仅直接影响产品的外观，而且直接影响产品制造的效率和成本。制造工艺设计应简洁大方，可操作性强，尽可能采用智能化操作，减少人工失误。

结束语

　　随着现代科学技术的进步，机电一体化产品的应用越来越广泛，这对机电一体化产品的设计提出了更高的要求。在机电一体化设计过程中，我们注重各种关键技术的应用，采用特定的产品设计方法，确保机电一体化产品在满足市场需求的前提下具有足够的竞争力。

　　参考文献

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