浅谈机电产品计算机辅助一体化技术设计

孙　鹏（阜新矿业集团物资有限公司,辽宁　阜新　123000）

浅谈机电产品计算机辅助一体化技术设计

孙鹏
（阜新矿业集团物资有限公司,辽宁阜新123000）

摘要：本文简要介绍了计算机辅助功能在机电一体化设计中的应用，阐述了机电一体化技术的设计方向和发展趋势。

关键词：机电一体化；计算机辅助；自动化

随着科技的发展，机械工程与电子工程的发展也呈现一派欣欣向荣的新景象，传统的两个相对独立的学科也在社会发展的过程中逐渐融合，形成机电一体化工程的概念。所谓的机电产品一体化就是通过将机械工业与电子技术有机结合形成的一种对人们的生活、工作和学习带来巨大帮助的产品。而在这一过程中，计算机辅助技术不仅是机电结合的重要手段，同时也是机电一体化技术发展的重要影响因素[1]。

1　机电一体化技术发展概况

机电产品的出现是机械工程与电子工程高速发展的产物，也是为满足人们生活需要的科技产物，机电一体化设计是当前科技领域的前沿课题，也是众多国家正在极力研究的高端科学领域。随着电子工程技术的不断发展，传统机械设计理念和方式已经远远不能满足电子工程的发展需求，机电产品的发展也陷入瓶颈阶段，而计算机辅助技术的应用和发展为机电一体化技术设计带来了灵感，它不仅使机电一体化设计成为了可能，同时还为机电一体化发展提供了巨大的发展空间。

2　计算机辅助技术在机电一体化设计中的应用

随着计算机技术的不断发展，计算机辅助功能也是日新月异。随着计算机辅助设计、计算机辅助制造、计算机辅助工艺设计、CAD/ CAM/CAPP集成系统、柔性制造系统、计算机集成制造系统的不断涌现和发展，机电一体化技术的发展进入蓬勃发展时期。

（1）计算机辅助技术。计算机辅助技术简称CAD，狭义的CAD技术是指机械CAD软件在产品过程中的一种强大的二维设计以及三维模型设计的软件，但是广义的计算机辅助技术不仅仅包括工程制图，同时也还包括在检索资料、设计方案、计算分析等等在产品设计全过程中的应用。通过对数据的处理，对机电产品一体化设计进行智能分析、优化设计以及模拟仿真等，实现自动化设计。

（2）计算机辅助制造。计算机辅助制造简称CAM，是指通过计算机智能系统通过控制机械设备自主完成对产品的加工、制作、安装、检测、包装、维修等工作，提高加工制造的效率和自动化水平，在缩短加工时间以及成本的同时提高加工质量。

（3）计算机辅助工艺设计。计算机辅助工艺设计简称CAPP，是指计算机系统通过对所生产的产品的要求进行分析，在生产制造的过程对材料、工具、顺序等各个方面的加工工艺进行选择的过程。由计算机系统对加工工艺进行优化选择，避免由于操作人员的专业水平和失误造成产品制造过程中带来成本的提高以及质量的降低。

（4）集成系统。所谓集成系统就是将计算机辅助技术、计算机辅助制造、计算机辅助工艺设计有机的结合起来，充分发挥各自的优点，促进机电一体化设计水平的全面提高。

（5）柔性制造系统。由于计算机辅助系统是通过系统编程等方式事先设计出触发和响应，实现智能化，但是缺少灵活性。柔性制造系统就是指能够及时对生产要求的变更做出相应响应的系统，它通过数控机床、机械臂等设备满足生产过程中的突发状况以及频繁更替的产品设计。

（6）计算机集成制造系统。计算机成成制造系统在原先CAD/ CAM/CAPP集成系统的基础上，加入柔性制造系统以及各种自动化生产设备，将各个元素进行整合处理，在满足产品生产要求的基础上实现全方位的智能化生产制造系统。不仅提高生产效率，而且节约成本[2]。

3　机电产品计算机辅助一体化技术设计的发展趋势

（1）集成化。随着科技的发展，机电一体化的集成程度将会越来越高。所谓集成化也就是将计算机辅助系统、机械工程、电子工程等各个领域交叉综合起来，实现有机结合与统一，发挥各个领域的长处简化生产过程，综合处理产品的加工、制造、装配、包装、检修等加工工艺过程，实现成本的降低以及产品质量的提高。

（2）智能化。智能化生产是机电一体化生产的必然趋势，通过计算机编程系统、人机对话系统以及计算机控制系统，使机电产品具有人的思维模式、自主判断以及自主选择的能力。随着机器人、机械臂等智能设备的不断发展，智能化生产将会不断取代操作人员的手工劳动，是想智能化生产。

（3）数字化。在机电一体化发展过程中，数字化系统能够极大程度上简化编程系统以及操作系统，使得操作更加简便，不易出错，微控制器以及人机交互界面的发展为数字化生产提供了可靠保障，因此，数字化系统在机电一体化生产过程中不仅能够简化操作，结合计算机操作系统还能够实现远程控制、检测以及修复等工作。

（4）人性化。坚持以人为本，人性化的生产不仅能够在心理上与消费者达成共鸣，同时还能够在现实生活中更好的为人们服务，实用型强。充分考虑人们在使用机电产品时的需求，例如产品的大小、重量、颜色、外观等等能够影响人们消费选择的因素，通过市场调研、统计学原理等充分了解人们的需求，根据人们的实际需求来改善机电产品的设计。

（5）微型化。随着集成电路以及电子产品的不断发展，同时快节奏的社会生活使得人们对机电产品的需求趋向微型化。微型传感器、微型处理器、微型探测器等的发展为机电产品微型化的实现提供了契机。综合以上两点，机电产品的微型化发展也是不可避免的。

（6）环保化。随着和谐社会以及可持续发展战略的提出，环保问题成为了整个社会都关注的一个重要话题[3]。电子污染、噪音污染等已经成为制约机电一体化的重要因素之一，因此，解决环保问题，使机电产品环保化不仅是人们生产生活的需求，同时还是人与自然和谐共处的需求，因此，机电产品的环保化是大势所趋。

4　结语

科技的发展为机电一体化生产提供了硬件支持，而人们的需求是机电一体化生产的设计导向。机电产品的出现是为了满足人们的需求以及提高人们的生活品质，在机电一体化设计的过程中，我们既要脚踏实地，又要发挥创新精神，创新是实现机电一体化发展的动力，只有不断创新，才能不被社会所淘汰，才能使机电产品为人们的生产生活带来更大的便利。

参考文献：

[1]陈小安，蒋沪生，王永刚，倪红松.机电产品计算机辅助一体化设计技术[J].兵工自动化,1991.

[2]芮延年，张志伟.机电一体化技术及其发展应用展望[J].苏州大学学报,2004(10).

[3]王宣银，陶国良，陈鹰.机电一体化的创新与及发展方向[J].机电一体化,2000.