探讨机电一体化系统设计方法

郑念伟

摘要：在经济社会发展的过程中，科学技术现代化发展的现阶段。科学技术的发展对国家的影响是巨大的，而根据科学技术的研发，相关技术需要以科学技术成果为起点，开发出适合相关领域的技术系统，为自身的发展谋求生机。科技技术带给社会的作用是多元化的，例如近年来兴起的互联网产业，颠覆了社会群众对科学技术的认知，互联网技术的通用性，在各行各业的技术范围里，都产生了极大的影响。这种影响是正面的，好处是多样化的，社会群众在互联网时代的普及下，对自身生活品质的要求发生了巨大的变化，过去传统的技术已经无法满足当今发展的需要，而机电一体化相关的技术系统，对机械制造技术的利用对现代的发展的影响是多面性的，如何利用智能微电脑技术提高机械制造的自动化技术，成为了机电一体化和机械制造业首先要研究的发展战略，为带给现代社会的技术应用，以及社会群众的生活质量的提高，应合理地结合现代技术为自身的工业发展提供利好的条件，不断地发展。

关键词：机电一体化;系统设计;方法

1 机电一体化关键技术

机电一体化技术是符合现代工业发展需要，对机械、电子等行业的发展起到重要技术支持，其主要关键技术有传感器技术、电子控制技术。传感技术在机电一体化系统中的应用对提高其产品的灵敏度等起到重要作用，比如在工业机器人中的应用传感器技术，让机器人的感觉和视觉都有进一步提升，提高了机器人在现代工业生产中的运输能力，在机械操作的过程中，能更加科学有效的感觉机械零部件，能更加科学准确的完成工作。电子控制技术在数控机床等生产过程中常用的技术职业，利用现代电子技术对机床生产进行控制，改变传统的人控制，大大提高了工作效率，同时对产品的质量提升也起到促进作用。

2 机电一体化的应用领域方向

2.1 应用于数控机床领域

自从世界上第一台数控铣床问世以来，数控机床制造业就不断向前发展。如今，数控机床在结构、功能、操作和控制精度上都有较大的优势，且大容量存储器的应用和软件的模块化设计极大的提高数控机床的性能，使一台机床能够拥有同时完成多个不同的独立加工作业任务。在数控机床中应用机电一体化，可使其生产产品的质量更高，效益更好，对于促进数控机床的发展和提升在该领域的发展水平具有重要意义。

2.2 应用于机器人领域

机器人在我国的工业领域应用非常普遍，特别是在汽车制造业、电子电气行业以及铸造行业发挥了重要的作用，它的广泛应用极大地提高了生产效率，减少了经济成本。由于大部分行业需要更加精密的产品，所以对工业机器人的设计精度要求较高，在工业机器人每一个制造过程中都对其精度有较高的要求，如今应用机电一体化技术，采用伺服电机并安装编码器对电机的旋转角度进行检测，将编码器里的反馈数据发送至伺服驱动器，校对并使旋转角度正确，保证了其运动精度[2]0此外，机器人控制也是机器人制造业的一项关键能力，为提高机器人的性能，降低机器人的成本，仍然需要进行大量的研究并引入新的功能。

2.3 应用于分布式控制系统

分布式控制系统，也被称为集散控制系统，它可以对生产程序进行指挥和分别控制，它把器件的控制权下发到底层控制器，通过底层控制器和上位机的通讯来实现控制。如今，大型企业生产自动化能力越来越高，集散控制系统也应运而生，通过结合机电一体化技术，集散控制系统已经具有很高的可靠性、开放性、灵活性以及协调性，减少了不必要的信号损失。

一般认为分布式控制系统的发展大概分为四个阶段。第一个阶段的典型产品是在1975年到1980年期间美国霍尼韦尔公司研发的TDC2000，由过程控制单元、数据采集装置、CRT操作站、监控计算机和数据高速公路五部分组成;第二个阶段的典型产品则是在1980年到1985年期间由霍尼韦尔公司研发的TDC3000，由局部网络LAN、多功能控制器、增强型操作站EOS、通用操作站US、网间连接器GW、系统管理模块SMM和主计算机HC组成;而在1985年到1990年，分布式控制系统发展迅速，在硬件更新了许多新技术，采用了制造自动化协议（MAP）标准，解决了一直存在的自动化孤岛问题，将分布式控制系统发展推向第三阶段;1990年以后，霍尼韦尔公司推出更加智能的TPS控制系统，采用了更加开放的硬件工作站，实现了更为高级的集中管理能力解决方法，分布式控制系统也进入现在的第四阶段。

2.4 关于机电一体化系统设计方向

关于机电一体化系统的研发，在专业的设计理念上来讲，运用实际的专业技术知识，对技术设计入员的设计工作逻辑来讲，是相当复杂具有挑战性的，因此，在实际的研究范围里，先要切入简单的内容，以充分掌握基础性内容为基础，才能更清晰地对复杂的环节、设计流程的方向，运用在实际的设计工作里，设计工作一般分为：横向方块方法和纵向分层法。横向分块法的大概含义就是：针对不同的系统板块按照一定的标准幅度划分到统一模块的范围里进行规划设计，在当下的模块下完成相关的设计工作之后，会进行相连的模式，對板块进行区分，系统会自动生成设计模块。这种化整为零的方法非常直观并且易于操作进行。在考虑机械系统与电子技术有机结合的设计中，通常会通过替代法、融合法、组合法。所谓的纵向分层法也是立足于系统整体，按照相关的技术标准要求进行设计，将机电一体化系统的结构层次设计与相关的企业组织结构相应对应，根据不同技术领域的设计任务，都必须要交给专业的部门来完成操作，使用客观的设计理念以及保持微观的战术思维设计方法，对科学技术的有机利用，开展出专业的设计方案。

3 机电一体化技术系统的开发思维

通过对目前的机械工程技术和自动化软件工程理论的了解，采用相关的生命周期算法实现对机电一体化系统技术的工程研发工作。机电一体化自动化系统开发的总体设计流程、元器件的细节设计和零件设计，技术改革设计和工艺效果设计，这些与设计工作密不可分的细节步骤分为：（1）方案落实和测试过程;（2）初期建设设计;（3）细节的设计。

4 机电一体化技术的发展趋势

行业的发展需要科技的支持，机电一体化技术的发展是现代工业发展的需要，同时其它行业的快速发展需要机电一体化技术不断更新，以适合现代企业发展需要。人工智能技术的应用，现在工业发展都需要向智能化方向发展，智能化方向发展是现代工业发展根本，机电一体化技术在机械、电子行业的发展，尤其现代工业机器人的应用，让工业发展越来越智能化，符合现代工业发展需要。机电一体化技术的发展前景美好，为现代工业发展提供了技术支持，同时根据行业发展需要，机电一体化技术向智能化、微型化、模块化方向发展。

总之，机电一体化技术是未来制造业发展的一大突破点，也是未来机械行业发展重要着力点，结合现代人工智能、物联网等智能技术的机电一体化技术有着非常广阔的发展空间。

参考文献

[1]边继宁.浅析机电一体化技术的应用及发展趋势[J].山东工业技术，2017（23）：202.

[2]杨光雄.论机电一体化技术的现状及发展趋势[J].低碳世界，2018（3）：368-369.