淺談機(jī)電產(chǎn)品計(jì)算機(jī)輔助一體化技術(shù)設(shè)計(jì)

孫　鵬（阜新礦業(yè)集團(tuán)物資有限公司,遼寧　阜新　123000）

淺談機(jī)電產(chǎn)品計(jì)算機(jī)輔助一體化技術(shù)設(shè)計(jì)

孫鵬
（阜新礦業(yè)集團(tuán)物資有限公司,遼寧阜新123000）

摘要：本文簡要介紹了計(jì)算機(jī)輔助功能在機(jī)電一體化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，闡述了機(jī)電一體化技術(shù)的設(shè)計(jì)方向和發(fā)展趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化；計(jì)算機(jī)輔助；自動(dòng)化

隨著科技的發(fā)展，機(jī)械工程與電子工程的發(fā)展也呈現(xiàn)一派欣欣向榮的新景象，傳統(tǒng)的兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的學(xué)科也在社會(huì)發(fā)展的過程中逐漸融合，形成機(jī)電一體化工程的概念。所謂的機(jī)電產(chǎn)品一體化就是通過將機(jī)械工業(yè)與電子技術(shù)有機(jī)結(jié)合形成的一種對(duì)人們的生活、工作和學(xué)習(xí)帶來巨大幫助的產(chǎn)品。而在這一過程中，計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)不僅是機(jī)電結(jié)合的重要手段，同時(shí)也是機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的重要影響因素[1]。

1　機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展概況

機(jī)電產(chǎn)品的出現(xiàn)是機(jī)械工程與電子工程高速發(fā)展的產(chǎn)物，也是為滿足人們生活需要的科技產(chǎn)物，機(jī)電一體化設(shè)計(jì)是當(dāng)前科技領(lǐng)域的前沿課題，也是眾多國家正在極力研究的高端科學(xué)領(lǐng)域。隨著電子工程技術(shù)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)理念和方式已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足電子工程的發(fā)展需求，機(jī)電產(chǎn)品的發(fā)展也陷入瓶頸階段，而計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展為機(jī)電一體化技術(shù)設(shè)計(jì)帶來了靈感，它不僅使機(jī)電一體化設(shè)計(jì)成為了可能，同時(shí)還為機(jī)電一體化發(fā)展提供了巨大的發(fā)展空間。

2　計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)在機(jī)電一體化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)輔助功能也是日新月異。隨著計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助制造、計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)、CAD/ CAM/CAPP集成系統(tǒng)、柔性制造系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)的不斷涌現(xiàn)和發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展進(jìn)入蓬勃發(fā)展時(shí)期。

（1）計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)。計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)簡稱CAD，狹義的CAD技術(shù)是指機(jī)械CAD軟件在產(chǎn)品過程中的一種強(qiáng)大的二維設(shè)計(jì)以及三維模型設(shè)計(jì)的軟件，但是廣義的計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)不僅僅包括工程制圖，同時(shí)也還包括在檢索資料、設(shè)計(jì)方案、計(jì)算分析等等在產(chǎn)品設(shè)計(jì)全過程中的應(yīng)用。通過對(duì)數(shù)據(jù)的處理，對(duì)機(jī)電產(chǎn)品一體化設(shè)計(jì)進(jìn)行智能分析、優(yōu)化設(shè)計(jì)以及模擬仿真等，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化設(shè)計(jì)。

（2）計(jì)算機(jī)輔助制造。計(jì)算機(jī)輔助制造簡稱CAM，是指通過計(jì)算機(jī)智能系統(tǒng)通過控制機(jī)械設(shè)備自主完成對(duì)產(chǎn)品的加工、制作、安裝、檢測、包裝、維修等工作，提高加工制造的效率和自動(dòng)化水平，在縮短加工時(shí)間以及成本的同時(shí)提高加工質(zhì)量。

（3）計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)。計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)簡稱CAPP，是指計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通過對(duì)所生產(chǎn)的產(chǎn)品的要求進(jìn)行分析，在生產(chǎn)制造的過程對(duì)材料、工具、順序等各個(gè)方面的加工工藝進(jìn)行選擇的過程。由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)加工工藝進(jìn)行優(yōu)化選擇，避免由于操作人員的專業(yè)水平和失誤造成產(chǎn)品制造過程中帶來成本的提高以及質(zhì)量的降低。

（4）集成系統(tǒng)。所謂集成系統(tǒng)就是將計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)、計(jì)算機(jī)輔助制造、計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)有機(jī)的結(jié)合起來，充分發(fā)揮各自的優(yōu)點(diǎn)，促進(jìn)機(jī)電一體化設(shè)計(jì)水平的全面提高。

（5）柔性制造系統(tǒng)。由于計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)是通過系統(tǒng)編程等方式事先設(shè)計(jì)出觸發(fā)和響應(yīng)，實(shí)現(xiàn)智能化，但是缺少靈活性。柔性制造系統(tǒng)就是指能夠及時(shí)對(duì)生產(chǎn)要求的變更做出相應(yīng)響應(yīng)的系統(tǒng)，它通過數(shù)控機(jī)床、機(jī)械臂等設(shè)備滿足生產(chǎn)過程中的突發(fā)狀況以及頻繁更替的產(chǎn)品設(shè)計(jì)。

（6）計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)成成制造系統(tǒng)在原先CAD/ CAM/CAPP集成系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，加入柔性制造系統(tǒng)以及各種自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備，將各個(gè)元素進(jìn)行整合處理，在滿足產(chǎn)品生產(chǎn)要求的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)全方位的智能化生產(chǎn)制造系統(tǒng)。不僅提高生產(chǎn)效率，而且節(jié)約成本[2]。

3　機(jī)電產(chǎn)品計(jì)算機(jī)輔助一體化技術(shù)設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)

（1）集成化。隨著科技的發(fā)展，機(jī)電一體化的集成程度將會(huì)越來越高。所謂集成化也就是將計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)、機(jī)械工程、電子工程等各個(gè)領(lǐng)域交叉綜合起來，實(shí)現(xiàn)有機(jī)結(jié)合與統(tǒng)一，發(fā)揮各個(gè)領(lǐng)域的長處簡化生產(chǎn)過程，綜合處理產(chǎn)品的加工、制造、裝配、包裝、檢修等加工工藝過程，實(shí)現(xiàn)成本的降低以及產(chǎn)品質(zhì)量的提高。

（2）智能化。智能化生產(chǎn)是機(jī)電一體化生產(chǎn)的必然趨勢(shì)，通過計(jì)算機(jī)編程系統(tǒng)、人機(jī)對(duì)話系統(tǒng)以及計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，使機(jī)電產(chǎn)品具有人的思維模式、自主判斷以及自主選擇的能力。隨著機(jī)器人、機(jī)械臂等智能設(shè)備的不斷發(fā)展，智能化生產(chǎn)將會(huì)不斷取代操作人員的手工勞動(dòng)，是想智能化生產(chǎn)。

（3）數(shù)字化。在機(jī)電一體化發(fā)展過程中，數(shù)字化系統(tǒng)能夠極大程度上簡化編程系統(tǒng)以及操作系統(tǒng)，使得操作更加簡便，不易出錯(cuò)，微控制器以及人機(jī)交互界面的發(fā)展為數(shù)字化生產(chǎn)提供了可靠保障，因此，數(shù)字化系統(tǒng)在機(jī)電一體化生產(chǎn)過程中不僅能夠簡化操作，結(jié)合計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)還能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程控制、檢測以及修復(fù)等工作。

（4）人性化。堅(jiān)持以人為本，人性化的生產(chǎn)不僅能夠在心理上與消費(fèi)者達(dá)成共鳴，同時(shí)還能夠在現(xiàn)實(shí)生活中更好的為人們服務(wù)，實(shí)用型強(qiáng)。充分考慮人們?cè)谑褂脵C(jī)電產(chǎn)品時(shí)的需求，例如產(chǎn)品的大小、重量、顏色、外觀等等能夠影響人們消費(fèi)選擇的因素，通過市場調(diào)研、統(tǒng)計(jì)學(xué)原理等充分了解人們的需求，根據(jù)人們的實(shí)際需求來改善機(jī)電產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。

（5）微型化。隨著集成電路以及電子產(chǎn)品的不斷發(fā)展，同時(shí)快節(jié)奏的社會(huì)生活使得人們對(duì)機(jī)電產(chǎn)品的需求趨向微型化。微型傳感器、微型處理器、微型探測器等的發(fā)展為機(jī)電產(chǎn)品微型化的實(shí)現(xiàn)提供了契機(jī)。綜合以上兩點(diǎn)，機(jī)電產(chǎn)品的微型化發(fā)展也是不可避免的。

（6）環(huán)保化。隨著和諧社會(huì)以及可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的提出，環(huán)保問題成為了整個(gè)社會(huì)都關(guān)注的一個(gè)重要話題[3]。電子污染、噪音污染等已經(jīng)成為制約機(jī)電一體化的重要因素之一，因此，解決環(huán)保問題，使機(jī)電產(chǎn)品環(huán)保化不僅是人們生產(chǎn)生活的需求，同時(shí)還是人與自然和諧共處的需求，因此，機(jī)電產(chǎn)品的環(huán)保化是大勢(shì)所趨。

4　結(jié)語

科技的發(fā)展為機(jī)電一體化生產(chǎn)提供了硬件支持，而人們的需求是機(jī)電一體化生產(chǎn)的設(shè)計(jì)導(dǎo)向。機(jī)電產(chǎn)品的出現(xiàn)是為了滿足人們的需求以及提高人們的生活品質(zhì)，在機(jī)電一體化設(shè)計(jì)的過程中，我們既要腳踏實(shí)地，又要發(fā)揮創(chuàng)新精神，創(chuàng)新是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化發(fā)展的動(dòng)力，只有不斷創(chuàng)新，才能不被社會(huì)所淘汰，才能使機(jī)電產(chǎn)品為人們的生產(chǎn)生活帶來更大的便利。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳小安，蔣滬生，王永剛，倪紅松.機(jī)電產(chǎn)品計(jì)算機(jī)輔助一體化設(shè)計(jì)技術(shù)[J].兵工自動(dòng)化,1991.

[2]芮延年，張志偉.機(jī)電一體化技術(shù)及其發(fā)展應(yīng)用展望[J].蘇州大學(xué)學(xué)報(bào),2004(10).

[3]王宣銀，陶國良，陳鷹.機(jī)電一體化的創(chuàng)新與及發(fā)展方向[J].機(jī)電一體化,2000.