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機電一體化設(shè)計在實踐中的應(yīng)用
機電一體化設(shè)計在實踐中的應(yīng)用,隨著社會的發(fā)展，機電一體化這一專業(yè)越來越受到我們的重視，下面小編就為大家推薦一篇機電一體化應(yīng)用的論文，歡迎大家閱讀哦!
【摘 要】機電一體化的設(shè)計是一個自上而下的過程，為了實現(xiàn)機電系統(tǒng)的合理集成，就必須保證系統(tǒng)功能和性能指標(biāo)在子系統(tǒng)中是合理分配的。本文以機電一體化的技術(shù)發(fā)展為背景，對其在實踐中的設(shè)計進行了分析，首先分析了機電一體化產(chǎn)品的特點，重點研究了設(shè)計中的關(guān)鍵技術(shù)，最后給出了實際的設(shè)計方法，以期給相關(guān)人員參考。
【關(guān)鍵詞】機電一體化;產(chǎn)品;設(shè)計方法
引言
機電一體化的概念起始于上世紀(jì)70年代，發(fā)展到今天已經(jīng)有40多年的歷史了，其技術(shù)也在不斷的發(fā)展和豐富。尤其是近年來，科學(xué)技術(shù)日新月異，人們對于機電一體化的設(shè)計有了更高的要求，要求柔性設(shè)計，工作可靠， 性能好等。傳感技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、控制技術(shù)等為機電一體化的發(fā)展提供了技術(shù)支出，各種技術(shù)交叉運用于機電一體化中，使其成為了一門新型的學(xué)科技術(shù)，涉及到：機械設(shè)計、機械制造、信息處理、伺服和接口技術(shù)等等。
1 機電一體化產(chǎn)品特點
分析機電一體化產(chǎn)品的特點，主要有以下幾點：
(1)機械系統(tǒng)。在機電一體化中，機械系統(tǒng)的組成包括：機身、框架、機械傳動以及聯(lián)接等。它是產(chǎn)品功能實現(xiàn)的基礎(chǔ)，因此對機械結(jié)構(gòu)具有較高的要求;其結(jié)構(gòu)、材料以及工藝加工等都必須滿足產(chǎn)品高效、可靠、節(jié)能等的要求。
(2)動力系統(tǒng)。該系統(tǒng)的主要功能是提供能量和功能給機電一體化產(chǎn)品，驅(qū)動相應(yīng)的執(zhí)行機構(gòu)工作，從而完成主功能。動力系統(tǒng)的動力源包括：電動力源、液動力源以及氣動力源等。
(3)傳感與檢測系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中，傳感器的主要作用是將外部或自身的參數(shù)轉(zhuǎn)換為能夠進行測定的物理量，通過相應(yīng)的檢測系統(tǒng)，實現(xiàn)對這些物理量的測定，從而提供各類信息給機電一體化產(chǎn)品。通常情況下，傳感器和檢測系統(tǒng)的主要功能是由測量儀器來實現(xiàn)的，要求其具有體積小、安裝方便、具有較高檢測精度等特點。
(4)信息處理及控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要用于接收傳感和檢測系統(tǒng)所反饋的信息;同時對這些信息進行處理、運算以及決策等，最終實現(xiàn)控制功能。信息處理和控制系統(tǒng)的組成主要包括：計算機軟件、計算機硬件以及接口等。
(5)執(zhí)行機構(gòu)。在控制信息的作用下，執(zhí)行機構(gòu)可以完成相應(yīng)的動作，從而實現(xiàn)主功能。執(zhí)行機構(gòu)中的運動部件通常采用的是機械、電液以及氣動等機構(gòu)。在實現(xiàn)產(chǎn)品餓目的功能中，執(zhí)行機構(gòu)是最直接的執(zhí)行者，它是最為重要的組成部分。
2 機電一體化設(shè)計概述
從現(xiàn)代設(shè)計方法的角度入手分析機電一體化設(shè)計，所謂“設(shè)計”，它是指一個信息系統(tǒng)，將需求設(shè)計為輸入，設(shè)計結(jié)果則為輸出;在工程設(shè)計中，根據(jù)相關(guān)的科學(xué)技術(shù)原理，內(nèi)存能夠創(chuàng)造性的將人們的需求轉(zhuǎn)為具有相應(yīng)功能的具體產(chǎn)品;并且，還提出了具體的實現(xiàn)方案。從系統(tǒng)工程的角度來看，設(shè)計屬于一個三位系統(tǒng)，由：時間、邏輯以及方法組成，圖1給出了三維系統(tǒng)圖示。其中，時間維描述的是設(shè)計目標(biāo)流程，它是按照時間進行排列的;邏輯維是指相應(yīng)的邏輯步驟，它主用于解決問題;在設(shè)計工作流程中，邏輯維需要在每一個階段之內(nèi)完成工作內(nèi)容以及思維程序;最后是方法維，它主要是指在設(shè)計過程中，思維方法、工作方法及其相關(guān)的領(lǐng)域知識。
3 機電一體化設(shè)計方法
3.1 設(shè)計可行性研究
在機電一體化產(chǎn)品的可行性研究中，是通過實際的調(diào)查與研究，對市場需求進行分析，掌握最新信息，進行可行性論證，初步規(guī)劃產(chǎn)品設(shè)計的基本方案，主要內(nèi)容包括：投資總額的預(yù)測、各組成部件的價格預(yù)測、產(chǎn)品性能的價格預(yù)測以及經(jīng)濟評價等等。
3.2 基本設(shè)計
在基本設(shè)計階段，首先需要提出相應(yīng)的技術(shù)，其內(nèi)容包括：硬件技術(shù)、軟件技術(shù)等;前者又包括：產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)元件、產(chǎn)品的控制元件等;后者又包括：操作系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等。在設(shè)計整個系統(tǒng)的過程中，盡可能的多給出幾種方案，從中找到一種最優(yōu)的方案。
3.3 詳細(xì)設(shè)計
完成基本設(shè)計之后，需要進行詳細(xì)的設(shè)計，在此過程中包括以下主要內(nèi)容：業(yè)務(wù)分工、程序設(shè)計、工藝設(shè)計、操作系統(tǒng)設(shè)計、總體設(shè)計、外圍設(shè)備設(shè)計、控制系統(tǒng)設(shè)計以及安全保護設(shè)計等。在設(shè)計開發(fā)性的產(chǎn)品過程中，要對產(chǎn)品的性能指標(biāo)參數(shù)進行擬定，進行必要的計算，找到所用的設(shè)備，實現(xiàn)對機構(gòu)設(shè)計和運行性能等的設(shè)計。
3.4 實際運行試驗
最后是實際運行試驗階段，在此階段中，主要的工作包括：檢驗產(chǎn)品的工作性能，進行產(chǎn)品性能的評價以及改進。進行產(chǎn)品工作性能檢驗的主要目的是測定生產(chǎn)周期以及生產(chǎn)率，分析故障，對故障的時間、原因等進行考察;改進的主要目的是進行產(chǎn)品問題的改進，提高產(chǎn)品的性能。對產(chǎn)品性能進行評價主要是從兩個方面進行的：技術(shù)評價、經(jīng)濟評價。
總之，在進行機電一體化產(chǎn)品的設(shè)計中，要注意質(zhì)量、成本、市場與可行性之間的關(guān)系，要把握好長期與短期發(fā)展之間的關(guān)系。
4 結(jié)語
作為一種復(fù)合技術(shù)，機電一體化的設(shè)計需要多個部門的相互配合和支持，共同設(shè)計才能得到較好的結(jié)果。在具體設(shè)計過程中，不僅需要深入了解機電一體化中各項技術(shù)，還應(yīng)該重視系統(tǒng)工程的概念。本文以機電一體化的技術(shù)發(fā)展為背景，對其在實踐中的設(shè)計進行了分析。在未來，應(yīng)該注重技術(shù)融合和結(jié)合，共同實現(xiàn)機電一體化系統(tǒng)的發(fā)展。
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