機械設計中的機電一體化問題初探

摘 要：隨著社會經濟的發展，機械在實際生產中的作用越顯突出，在這樣的背景環境，加強對機械設計中的機電一體化問題進行探究，明確機電一體化的重要性和實際應用，對于指導實踐活動來說，具有重要意義。本文對機械設計中的機電一體化問題的探究，將注重分析機電一體化的含義，并就機械本體進行相應分析，為機電一體化技術效益、經濟效益、社會效益分析打下堅實基礎。

關鍵詞：機械設計；機電一體化；機械本體

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.23.142

0 前言

機電一體化是大規模集成電路和微型計算機為代表的微電子技術，其在傳統工業領域的滲透，使傳統工業在生產效率以及生產質量等方面，得到了大幅度提升，是現代工業發展中的重要技術。機械設計中的機電一體化問題，對于當下我國工業化發展來說，起到了巨大的推動作用，對這一問題的研究，有利于促進我國工業化發展和進步。本文對機械設計中的機電一體化問題的研究，將注重對實際問題的分析，闡明了機械本體、動力部分、測試傳感部分、執行機構等在機電一體化中的重要作用，對于指導實踐活動來說，具有重要的理論意義。

1 機電一體化的內涵

機電一體化即微電子技術，是以大規模集成電路和微型計算機發展為背景的新興技術，其在傳統機械工業領域中得到了廣泛應用，是現代化工業發展的基礎技術手段。機電一體化通過綜合利用機械技術、微電子技術、自動控制技術、電力電子技術、信息技術、編程技術，更好地實現了機械生產的標準化和信息化，實現了現代化機械生產的智能化和自動化生產目標。機電一體化這一技術，使機械本體、動力部分、測試傳感部分、執行機構等進行合理布局，使各硬件元素之間的銜接口更加完美，保證了信息傳輸的安全性和可靠性。機械一體化技術，是以微電子技術為主導，以現代高新技術為支撐的機電一體化系統，是實現現代化工業機械生產的關鍵技術手段[1]。

2 機電一體化系統的重要組成部分

2.1 機械本體部分

機械本體部分，即機械支持機構，主要由機身、框架、機械聯系等構成。隨著機電一體化系統的發展和進步，機械本體的結構以及材料性能水平都得到了大幅度提升。同時，在進行實際生產過程中，機械本體更好地滿足了現實需要，能夠實現機械產品加工的節能性和可靠性目標，使加工零件更加美觀、標準化。

2.2 動力部分

動力部分是機電一體化系統的主要生產部分，是進行機械生產的關鍵環節。根據系統控制，動力部分為系統提供動力和能量，以保證系統能夠正常運轉。動力部分在機電一體化設計過程中，注重以小的消耗獲取更大的動能，是實現機械生產節能的關鍵部分[2]。

2.3 傳感器

傳感器是機電一體化系統中的信息傳輸部分，通過傳感器內對數據信息的反應，能夠更好地執行系統下達的相關命令，并根據命令，進行信號傳輸，實現機電一體化系統的自動化和智能化。傳感器部分主要由專門的傳感器和儀表構成，精度較高。

2.4 執行機構部分

執行機構能夠對傳輸的信息進行有效的反應，根據信息進行動作執行。執行機構是機械生產中的運動部件，其主要由機械、電磁等部分構成。一般來說，執行機構部分的變化較大，在進行實際生產時，會根據實際情況，對執行機構進行有效的調整，以提高剛性、減輕重量為調整目標，保證執行機構的可靠性，更好地滿足實際生產需要。

2.5 驅動部分

驅動部分也是信息接收部分，是對控制信息進行反應的單元，驅動部分接受信息后，會對執行機構進行驅動，按照信息要求，進行有針對性的動作。機電一體化系統在設計過程中，必須要保證驅動部分的高效率，這主要是因為驅動部分關系到了機械生產的效率性，只有驅動部分效率高，生產效率才會高。同時，驅動部分的可靠性要求更高。當下機電一體化系統應用的驅動部分，多以高性能步進驅動和直流伺服驅動為主。

2.6 信息處理部分

信息處理部分相當于機電一體化系統的大腦，它對各部分傳回來的信息數據進行實際分析，并根據實際生產需要，對各個部分進行有效控制，更好地完成生產。信息處理部分是保證機電一體化系統有目的運行的關鍵，也是發揮機電一體化系統實際生產作用的核心部分。

3 機電一體化的效益

3.1 機電一體化的技術效益

機電一體化技術減少了機械傳動部件數量，降低了機械磨損，保證機械生產能夠順利進行。這樣一來，機械生產過程中，由于設備故障導致的停產問題得以有效解決。同時，機電一體化技術的應用，更好地提升了機械生產的精度，降低了機械部件校驗的繁瑣，使機械部件生產更具效率性。機電一體化的技術效益主要表現為：利用微型計算機進行零部件誤差檢驗時，其精度能夠由原來的0.025微米提高到0.01微米，極大地實現了高精度零部件的精度，對于促進工業機械化發展來說，意義重大[3]。

3.2 機電一體化的經濟效益

機電一體化在應用于機械生產中，能夠降低機械磨損性，減少機械維修時間。同時，機電一體化技術更好地實現了高精度生產，提升了產品合格率，降低了生產成本，有效地實現了經濟效益。

3.3 機電一體化的社會效益

機電一體化應用于實際生產過程中，能夠對機械生產出現的故障問題進行有效監控和預防，并在故障發生后，能夠主動地采取保護措施。同時，機電一體化系統能夠積極主動地進行系統參數修正，極大地提升了系統運行的安全性和可靠性。例如大型火力發電設備出現故障后，機電一體化能夠對運行參數進行修正，并在第一時間采取有效措施保護，避免設備損壞對環境造成污染，以及影響到工作人員的人身安全，很好地實現了社會效益[4]。

4 結束語

綜上所述，我們不難看出機電一體化在機械生產中的重要作用。對此，在機械設計中要注重機電一體化的實際應用，使其更好地發揮技術效益、經濟效益、社會效益，以促進我國工業機械生產的發展和進步。

參考文獻：

[1]胡鳳英.機械設計基礎“教、學、做”一體化教學模式初探[J]. 重慶文理學院學報（自然科學版），2012（02）：94-96+101.

[2]蘆景英.煤礦工程機械中機電一體化的科學運用[J].河南科技，2012（22）：21-22.

[3]《中國教育技術裝備》2014年總目錄[J].中國教育技術裝備，2015（01）：120-142.

作者簡介：張建（1979-），男，江蘇如東人，講師，高級技師。endprint