摘要：机电一体化技术是科技发展的产物，在机械设计中进行使用可以对设计方法进行优化，使得设计中各个元件之间的关系得到协调发展，促进机械使用的质量。同时，将机电一体化应用于传感器、数控等设计中，将机械设计的整体管理质量进行提升，解决机械使用中动力、故障等问题，从而使机械设备的工作效率更高、能耗更低，使得机械设计更加符合实际使用的需要，促进机械设计行业的进步。
关键词：机械设计；机电一体化；应用
1 导言
机电一体化是大规模集成电路和微型计算机为代表的微电子技术，其在传统工业领域的渗透，使传统工业在生产效率以及生产质量等方面，得到了大幅度提升，是现代工业发展中的重要技术。机械设计中的机电一体化问题，对于当下我国工业化发展来说，起到了巨大的推动作用，对这一问题的研究，有利于促进我国工业化发展和进步。
2 机电一体化概述
机电一体化是一种新型的电子技术，该技术的融合性较强，将机械技术、微电子技术和自动控制技术、信息技术、传感器技术和软件编程技术进行整合，并且使用到大规模的集成电路中，采用计算机进行辅助操作，使得我国的机械设计向着技术型转变。机电一体化技术的应用可以将机械设计方式进行转变，使机械设备中的执行机构、驱动方式和感应单元得到提升，通过自动化系统进行设计，从而将机械设计中各个部件进行融合和集成，使得机械设计更加精确化，各个部件之间通过计算机进行辅助，并使用微电子技术进行指导，这样可以在技术上获得更加明显化的优势，实现整个系统中机械产品的创新，对传统的技术产品进行优化处理，使得高新技术可以全面地应用到机械设计中，从而实现整体机械整体设计质量的提升。
3 机电一体化系统的重要组成部分
3.1 机械本体部分
机械本体部分，即机械支持机构，主要由机身、框架、机械联系等构成。随着机电一体化系统的发展和进步，机械本体的结构以及材料性能水平都得到了大幅度提升。同时，在进行实际生产过程中，机械本体更好地满足了现实需要，能够实现机械产品加工的节能性和可靠性目标，使加工零件更加美观、标准化。
3.2 动力部分
动力部分是机电一体化系统的主要生产部分，是进行机械生产的关键环节。根据系统控制，动力部分为系统提供动力和能量，以保证系统能够正常运转。动力部分在机电一体化设计过程中，注重以小的消耗获取更大的动能，是实现机械生产节能的关键部分[2]。
3.3 传感器
传感器是机电一体化系统中的信息传输部分，通过传感器内对数据信息的反应，能够更好地执行系统下达的相关命令，并根据命令，进行信号传输，实现机电一体化系统的自动化和智能化。传感器部分主要由专门的传感器和仪表构成，精度较高。
3.4 执行机构部分
执行机构能够对传输的信息进行有效的反应，根据信息进行动作执行。执行机构是机械生产中的运动部件，其主要由机械、电磁等部分构成。一般来说，执行机构部分的变化较大，在进行实际生产时，会根据实际情况，对执行机构进行有效的调整，以提高刚性、减轻重量为调整目标，保证执行机构的可靠性，更好地满足实际生产需要。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
3.5 驱动部分
驱动部分也是信息接收部分，是对控制信息进行反应的单元，驱动部分接受信息后，会对执行机构进行驱动，按照信息要求，进行有针对性的动作。机电一体化系统在设计过程中，必须要保证驱动部分的高效率，这主要是因为驱动部分关系到了机械生产的效率性，只有驱动部分效率高，生产效率才会高。同时，驱动部分的可靠性要求更高。当下机电一体化系统应用的驱动部分，多以高性能步进驱动和直流伺服驱动为主。
4 机械设计中机电一体化的应用体现
4.1 机电一体化在数控设计中的应用
机械设计中数控技术是使用范围非常广的方面，数控机床等技术的应用，可以实现机械制造行业的整体革新，但是数控技术在设计中需要较多的工艺流程，这些设计过程通过机电一体化技术完成，可以实现整体设计的智能化处理，例如在设计中使用自动换刀技术，可以将数控机床的使用效率进行提升，带动CAD等技术向着实用化的角度进步。早期的数控系统设计过程较为简单，无法达到现阶段机械技术水平的要求，因此机电一体化使用到数控设计中，通过计算机进行辅助，可以将数控技术进行更加科学的发展，实现集成化CAD/CAM技术的整合。
4.2 机电一体化在动力设计中的应用
机械设备的动力设计是机械运行的保证，并且随着节能环保理念的提出，合理降低能耗也是需要关注的问题，对企业的经济效益具有较大的影响，因此进行动力设计的要求也在提升，不仅需要保证机械设备的运行，同时也需要考虑能耗的降低。而应用机电一体化技术可以将能耗问题进行解决，例如传统机械设计中动力一般选择液压机，但是该设备使用中需要消耗较多能力，而将机电一体化技术应用在机械设计中，在液压挖掘机中加入电子调速器的方式，采用电子技术对机械的动力、压力等情况进行调节，这样可以对设备中的各项运行情况进行合理的监控，从而实现动力的控制。
4.3 机电一体化在传感器设计中的应用
传感器是机械设计中进行信息传输的部件，不同的机械设计传感器的型号和需求是不同的，对于数据的传输速度和质量的要求也不同，因此在设计中传感器的设计要求较高，例如在运动机械中对传感器中数据的距离、运动状态等要求较高，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，在进行机械设备检测中对数据的反馈和传输不到位，造成机械运行中对运行状态的判断存在偏差。而采用机电一体化技术，将计算机技术全面地应用到传感器设计中，通过计算机辅助可以全面地提升数据分析质量，通过计算机技术可以将数据进行实时监控，通过机械设计功能的需要将数据带入到公式中，从而实现机械设计中各项部件的精度，提升机械设备的使用效率。
4.4 机电一体化在监控系统设计中的应用
机械设计中监控系统也是需要关注的部分，机械在运行中不可避免地会出现一些故障，这些突发状况对企业的产生造成影响较大，因此需要在设计中就加入对机械设备的监控，这样可以合理地对设备可能出现的故障进行及时处理，尽早发现问题并进行解决。机电一体化在监控系统设计中体现在自动报警和自动故障排查这两个方面，通过自动报警系统，可以将机械使用中传感系统和液压系统进行监控，一旦这些系统出现问题，可以及时发布预警信息，提醒技术人员进行检查。而通过自动故障排查系统，将故障发生的原理通过计算机进行输入，系统自动对故障进行排查，提升故障处理效率，将机械设计方案进行完善，从而全面提升设备在实际使用中的质量。
5 结论
随着社会经济的发展，机械在实际生产中的作用越显突出，在这样的背景环境，加强对机械设计中的机电一体化问题进行探究，明确机电一体化的重要性和实际应用，对于指导实践活动来说，具有重要意义。
参考文献
[1]胡凤英.机械设计基础“教、学、做”一体化教学模式初探[J]. 重庆文理学院学报（自然科学版），2012（02）：94-96+101.
[2]芦景英.煤矿工程机械中机电一体化的科学运用[J].河南科技，2012（22）：21-22.
[3]《中国教育技术装备》2014年总目录[J].中国教育技术装备，2015（01）：120-142.
论文作者:徐海飞
论文发表刊物:《防护工程》2019年第6期
论文发表时间:2019/7/2
标签：机电一体化论文; 机械设计论文; 机械论文; 传感器论文; 技术论文; 执行机构论文; 系统论文; 《防护工程》2019年第6期论文;