机电一体化理论在机械设计中的应用研究

章建锋

绍兴市上虞区杭州湾综合管理办公室 浙江 绍兴 312300

引言：在中国制造业中，机电一体化技术的广泛应用带来了生产效率的大飞跃，使得中国工业生产处于国际领先的地位，也是工业发展一种重要的方式。 机电一体化在工业生产中的应用模式，给中国各个行业带来了非常巨大的发展推动力。因此，对于机电一体化的技术进行更为深入的研究和革新，可以为工业发展的再突破贡献力量，这项技术的应用对现代工业发展至关重要。

1 机电一体化概述

机电一体化的技术是一种融合技术，它充分的结合了机械技术，电子技术和自动化技术，信息技术，传感技术和编程技术等等，并将这些技术整合到大规模集成电路的新型电子技术。这种技术充分的运用了计算机技术来辅助工业生产的工作，这使得我国的工业生产实现了质的飞跃。机电一体化技术的应用可以改变机械设计方法。以实现设备运行结构、机械设备中的驱动方法和感应设备得到非常大的完善和改进，设计通过自动化系统的标准和要求进行，以允许各种部件、机械的融合设计更加精确和智能，机械组件辅以先进的计算机和微电子技术，可以获得更加明显的技术优势，实现系统中所有机械产品的性能扩增，提高工业生产的效率和质量。传统的工业生产技术被高科技化、信息化、智能化的集成电路系统所代替，可以完全应用于工业生产的环节，这将提高整体工业生产的水平和质量。

2 机电一体设计构成要素

根据机电一体化技术的文字含义，我们可以看到其结构的核心内容包括机械和电子两个主要部分：

2.1 工业机械主体

设备的主要机械系统部分包括机械框架、机械传动设备、连接设备和其他组成部件，它们构成电机设备的基础和根本的系统，这也是机电设备中最主体的部分。

2.2 控制器是系统控制中枢

信号和检测命令被电子元件存储、处理、以及输出，整个机械系统受到电子元件的控制，以便按照程序指令有序地运行。通过电子控制系统，工业生产行业的机械控制系统可以使工厂的工人能够极大的简化工业生产的复杂的操作程序，并发出最快的控制指令和生产程序，减少了人为操作的失误、降低了工业生产的耗时。

3 机械设计中机电一体化的应用体现

3.1 机电一体化在数控设计中的应用

在工业生产环节中，数字控制技术是一种涵盖范围很广的应用技术，使用数控机床和其他技术可以实现机械制造业的高速、高质量、高水平的发展，但这一技术的应用其实是有一定的难度的，它涉及到非常多先进技术的融合并且需要更多的设计流程，必须通过机电一体化的技术进行。机电一体化技术的应用可以高效、智能化的进行整体设计。例如使用工具自动更换技术，提高数字控制机床的使用效率，以及促进诸如计算机辅助设计控制系统的完善，传统的机电一体化的机床设计功能相对单一，无法满足当前高水平机械生产的要求。因此，在数字控制设计的系统中，需要辅助以计算机技术和信息技术，使机械技术更为完善。

3.2 机电一体化在动力设计中的应用

机械设备的电气设计是机械操作的基础保障，而节能和环境保护的概念和机电设备的连接，也是合理减少能源消耗、提升工业生产环保效益的一个重要突破。而且对工业企业的社会效益和经济利益都有很大的提升作用。由此可知，机电行业的动力设计不仅可以确保机械设备的平稳可靠运行，而且还可以有效的减少和降低能源消耗。机械技术的广泛应用可以减小能源消耗问题方面做出很大的贡献。例如，传统机械设备生产过程中通常会大量应用液压机械，但设备需要使用更多的能量才能保证正常工作，而液压设备和电子元件相连接。电子调节器被添加到机器上，以便通过电子技术调节机器的功率和运行，从而能够对设备的不同操作条件进行适当的调整，保证了液压机效果的同时，降低了能源的消耗。

3.3 机电一体化在传感器设计中的应用

传感器的敏感性是保证数据准确和传输质量的基础,传统的传感器装置因为技术的限制,比较容易造成机械运行中对运行状态的判断存在偏差。而将计算机技术全面地应用到传感器设计中,通过计算机技术可以将数据进行实时监控,提升机械设备的使用效率。

3.4 机电一体化在监控系统设计中的应用

机械设计中使用的监测系统也需要特别注意，因为机械的操作不可避免地会出现故障。会对生产环节造成很大的干扰，降低生产效率、提升生产成本，进而影响到企业的经济效益。需要迅速处理可能的设备故障，查明问题并尽快加以解决，这在机械生产的过程中才是合理高效的。提高对于机械故障管理的能力，改进机械故障及时处置的水平，以提高所用机械设备的效率。

结束语：根据上述内容的论述和分析，机械和机械电子工业的发展是相互促进、相互依存和不可分割的。机械电子的发展有助于机械工业的生产方式和生产效率的变革，突破了传统机械工业的发展瓶颈，从而使机械领域的每一个新的功能，都能根据现代化的机械工业生产的需要达到相关标准。这种技术更深层次的广泛应用，将更好的推动机械设备和工业发展，促进社会经济的繁荣和兴盛。