机电一体化设计浅析

梁阳

摘要：近年来，经济快速发展，科学技术不断进步，工业规模日益扩大，促使人们对机电控制系统的要求不断提高。自动控制技术和一体化设计得到了广泛应用，以此来提高工作效率，加快工业发展进程。在机械管理、机械设计领域中，机电一体化技术发挥着重要作用。改善机械管理质量，应发挥自动控制技术的优势，设计出质量可靠的机械设备，进一步加快技术的发展和进步。因此，主要论述机电控制系统和自动化控制技术，开展系统的一体化设计工作，以改善机电一体化产品性能，推动机电一体化发展进程。

关键词：自动控制技术；机电一体化；设计

引言

科技是第一生产力，我们只有科学技术进行不断的发展，不断的创新，才可以更好的推动城市化的进程，加速社会的发展，使得我国的工程机械达到较高的水平，在国际上立于顶尖位置。对于工程机械便捷和效率而言，必须有一定的技术支持，我们可以引用机电一体化技术带动工程机械的进步，对工程机械的应用的不足之处进一步调整和优化完善。今天我们处于互联网时代，对于机电一体化技术而言，为该技术的应用方向以及所发展的领域提供了广阔的天地。该技术若要更深度地满足人们的需求，仍然需要不断的创新、完善和优化，并加强在工程机械行业的推广应用，只有这样才能够与时俱进，适应时代的发展。

1机电一体化的基本概念

机电一体化是指在机构得主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术，将机械与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。机电一体化是在以技术和科学为主的多门学科相互渗透、相互结合过程中逐渐形成和发展起来的一门新兴边缘技术学科，而机电一体化产品是在机械产品的基础上，采用微电子技术和计算机技术生产出来的新一代产品。机电一体化技术同时也是工程领域不同种类技术的综合及集合，它是建立在机械技术、微电子技术、计算机和信息处理技术、自动控制技术、电子技术、伺服驱动技术以及系统总体技术基础之上的一种高新技术。

2机电一体化技术特征

机电一体化技术与其他有关技术相比，其是多种技术结合发展的综合体，因此关于机电一体化的发展不能只注重技术的某一个层面，而应当将多种核心技术进行创新发展，构建出性能突出的机电一体化设施与技术。大部分研究表明，在生产制造过程中科学采用机电一体化技术，不但可以使生产效果出现质的提升，还能够有效减少人力资源的投入，从而有效提高企业的经济效益。目前在机电一体化技术的运用过程中，具有以下几个方面的特征：①体积小、重量轻，因为机械技术、信息技术等方面的改革发展，机电一体化设备体积越来越小，所以其得到各行各业的广泛应用；②生产效率高，为了满足市场对经济的需求，机电一体化设备的生产制作都采用了许多高效保质的生产技术；③安全性高，机电一体化设备运用了较多先进的信息技术，因此其有着极高的应用价值，只需要通过计算机进行操作，就能够满足机电一体化技术的操作需求。

3自动控制技术与机电一体化设计研究

3.1接口设计

在系统的显示模块接口的设计过程中，选取字符型液晶控制器时要确保其能够有效整合控制器和驱动器，从而实现控制驱动集成电路。系统显示模块内的芯片能够存储字符发生器。设计系统单片机和显示模块二者的接口时，需要利用8位数据总线将PO作为数据输入口，从而有效发送和接收数据。通过机电一体化自动控制系统，可以应用非编码键盘设置二通插装阀启闭延时量和压力反馈值，高效化管控控制器的冲击频率。基于机电自动控制系统，借助单片机P1接口，能够同非编码键盘构建接口电路（4×4），运用定时扫描的手段，在规定时间间隔内开展键盘的自动扫描操作。通常单片机定时器都会存在中断，大概为10ms。针对定时器溢出中断请求，中央处理器能够快速做出响应，并扫描键盘。单片机和键盘彼此配合，能够有效结束命令。

3.2微型计算机在机电领域的应用

当前阶段，信息技术、电子技术、计算机技术都已经密切关联了，出现了单片机控制技术、可编程控制技术、微机控制技术等，在智能化、自动化的机电设备中被广泛地应用。一般情况下，闭环控制系统会使用计算机替代给定量、装置、比较器的运行，计算机成为控制系统，将被控制对象参数，如流量、压力、温度等进行采样以及检测，通过数据通道传输，对数据进行转化，把模拟量转变成数据量，方便计算机对其进行分析和运算，得出的结果在通过数据通道进行转化，变回模拟量对控制对象进行控制，从而完成预期的目标。而且使用计算机就可以实现复杂的运算、判断、比较等，并且准确、快速、方便，计算机了成为了核心指挥部，指挥自动控制系统。使用、维修、维护起来都很方便、快捷。计算机控制系统包含电气设施、电路接口、主机，在这之中的单片微型计算机，其小芯片里面包括了A/D转换器、通信口、定时器、计数器、POM、CPU等部件，可以实现控制系统的功能，而且拥有价格低廉、可靠性高、功能多、小体积等特点，在小型的控制系统里面已经被广泛地应用了，叫作微型控制器。智能控制在计算机控制中来说，地位是非常高的，对计算机进行智能化控制使其拥有人的不稳思维，为人们解决难题或者一直都没有办法解决的问题。如神经网络系统和智能机器人，所谓的智能机器人就是让机器人拥有各种思维能力、认知能力以及推理能力等，将计算机作为控制机器人的中心，替代人们在危险的环境下完成工作等，相信随着科技的发展，这一领域会发展得越来越好。

3.3数控机床

机电一体化技术应用于工程机械中，最典型的应用是数控机床。该技术的不断完善和成熟，使得我国的数控机床在性能精准度和操作的简单性上都得到了提高。我国的数控机床结构和功能正向着更好的方向发展。在今天越来越多的数控机床采用开放性的设计来提高自身的层次性和兼容性。这样一来，方便我们对其进行控制和升级。将该技术与机床进行巧妙的融合，可以提高它的智能化水平。经过实践检验证明，数控机床中应用诊断功能可以将安全工作过程中所发生的危险以及潜在危险等反馈给系统，系统上报给操作人员，这样一来就可以节约时间，促进相关的工作人员采取一定的措施来处理危险问题。

结语

综上，能够提高人们平时的生活，减少生产成本，降低工人成本，产品质量提高是机电自动控制技术被广泛应用的主要原因。文章进行了机电自动化控制系统的一体化设计，在上、下料机电一体化系统基础上提出了相关设计方案。该设计方案根据设计思路，遵从三大原则提出，共分四层展开设计，设计后可得机电一体化自动化控制系统，笔者对该系统进行了测试，结果显示该系统可投入实际应用。同时，该系统具有良好的人工控制模式切换机制，说明该系统可操作性强，在实际应用中能实现良好的人机交互。

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