绿色技术在机电一体化机械系统中的应用探微

孙传瑜 刘彬

[摘           要]  在地球上有着无数资源供人类使用，改善着人类的生活。然而，随着人类社会的发展，自然资源飞速消耗的同时环境也受到了极大程度的破坏，引进绿色技术并将其融入各方面是如今乃至以后的必然趋势。

[关    键   词]  绿色技术;机电一体化;机械系统;应用

[中图分类号]  H-39                 [文献标志码]  A              [文章编号]  2096-0603（2020）34-0162-02

随着工业和科技的进步，在现代工业机械设计制造过程中，机电一体化技术迅速发展，但同时也存在资源浪费、环境污染等一系列问题。近年来，机械设计与机械制造中绿色技术得到广泛应用，因此对其进行研究具有积极的意义。

一、绿色技术和机电一体化机械系统的简单介绍

绿色技术是指工业产品从生产制造到报废的过程中，运用各种先进的技术手段实现资源利用的最大化，对环境低污染或者无污染的一种可持续生产制造方式。如今的时代是一个飞速发展的时代，同时也是一个不断创新的时代。其中制造业的发展更是一马当先，在机器人等产品快速发展的同时，各个行业中，机器人正在逐渐替代人类来完成作业，不仅解放了劳动力，同时也提高了效率，可谓一举两得。因为机电一体化效率高、自动化程度高，作业时间没有太大的限制，所以极大地促进了经济的发展和时代的进步。随着5G时代的到来，“网络+”模式是一种非常普遍的模式，而人工智能便是机电一体化往后发展的必然趋势。借助网络信息便捷传输的特点，将机电一体化推向另一个崭新的高度。

二、绿色设计机械系统的要求与原则

设计的目的就是最大化地将产品以合理的方式加以利用，从而达到较为良好的设计效果，这其中包括环保、效率、回收、循环等，本文谈到的机电一体化在这一方面更应该注意。因为机器的运作是需要消耗能量的，而能量的来源大多是来自于地球上的自然资源，随着机器的增多，经济飞速发展的同时弊端也显现了出来，因为一切事物都具有两面性，有好的当然也有坏的，在这个背景之下，环境问题变得日益严重，雾霾、黑河、污江等都是环境恶化的表现。引入绿色能源是如今不能懈怠的一个大问题。大众所熟知的绿色能源有太阳能、风能、潮汐能等，而應用最为广泛的便为太阳能。在设计过程中，将绿色技术融入机电一体化之中，有利于机电一体化更好、更快地发展。以大众所熟知的汽车为例，汽车是一个较为复杂的机械系统，它在人们的日常生活中扮演了一个非常重要的角色，极大地便利了人们的日常生活。汽车在使用过程中的稳定性和舒适性是汽车非常重要的一个指标，因此汽车的各个零件需要经常更换，以确保再出问题的时候可以快速解决。所以在汽车零件的设计过程中，要考虑到该零件的可拆卸性这一重要元素，同时拆卸下的汽车零件可以回收，经过处理再次利用，从而达到一个良性循环，提高资源的利用率。同时在设计过程中，还应该考虑产品使用寿命的问题。对于产品的选材、形状进行考虑，以达到延长产品寿命的目的。因为产品的使用寿命长的话，性能等各个方面绝对是更为优秀的，这样的产品更具竞争力，不会频繁地出问题，更不会过了很短的时间就需要更换产品，耗费人力、物力，极大地降低办事效率。所以在设计的过程中，需要对产品零件进行较为完善的测试，而产品寿命主要在于选材、形状、精度等方面，可以从这些方面入手进行设计，定能事半功倍。而最后需要注意的是，设计时需要对整体进行把握，因为解决上文讨论的问题的目的是提高效率，所以对设计来讲以方便、易懂为核心，围绕这一核心来进行设计，增加人们在操作产品时的舒适度，简化产品的操作系统，从而间接地提升了办公效率，达到了设计的目的，提高了对市场的适应能力，在一定程度上避免了资源的浪费。

三、绿色设计过程中重要问题的分析

（一）结构设计机械系统要从整体性基础上考虑问题

绿色设计与传统设计最大的不同之处就是在考虑产品的功能、成本的基础上，也要考虑产品在使用、报废、回收过程中，回收利用同环境与资源之间密切的联系。换句话说，就是在进行设计时，进行人—产品—环境这种关系稍稍复杂的设计。所以，在设计过程中脑海中应一直都有这样一个设计理念：在选材和设计上要对产品零件的可拆卸性和回收性进行设计。对产品的结构进行深度分析，展开测试，建立一个产品模块体系，将产品划分为不同的模块，这样有利于问题的分析和处理，同时也有利于产品零件的拆卸。同时针对零件的回收利用构建一个回收循环、加工利用、重重检测这一体系。要知道，回收利用是有效提升资源利用率的一个方法。

（二）对资源利用性能的设计

自然资源是机电一体化的灵魂，在机电一体化机械系统中扮演着极为重要的角色。而在产品正常使用的周期中，使用和消耗自然资源的量也是我们需要去重点关注的问题。可以收集数据以统计学对数据进行分析得出结论，随后建立数学模型，将分析所得的数据带入，来进行具体、精确的分析，从而让人可以直观地了解产品的性能，从而可以对产品的性能有一个较为精准的把握，使得机器产品可以得到更加有效、合理的配置和安排。

（三）环境、回收、循环、拆卸等循环系统性能的设计

机电一体化有着效率高、做工时间长、不容易犯错的特点，被工厂和企业所喜爱。它给人们带来了极大的便利，在一定程度上促进了社会的发展，但是一切事物都有双面性，因为对自然资源的过分利用，二氧化碳、二氧化硫及其原产物一氧化硫等混合物的大量排放，污染了空气，还有一部分未经政府相关部门允许随意排放到河里，造成了河流污染，出现了臭河、死水的现象，给环境带来了极大的危害。要在源头上解决这些问题，可以在机器上安装减震装置，在尾气排放处安装过滤装置，也可以在产品内部安装混合装置，使得自然资源充分地利用，减少有害气体产生的同时也提高了资源的利用率，可谓一举两得。

（四）选材及使用的设计和优点

选材是产品制造的基础。在设计之初应坚持绿色环保的理念，在选材方面，应该选用绿色环保的材料。选用绿色产品符合人—产品—环境这一体系构建的初衷，同时也是保护环境的一种方式。因为绿色产品在环境中易降解、可循環，对环境的自我循环影响不大，从而构建了人与环境和谐发展的关系。从资源利用率上来说，回收利用可以在极大程度上提高资源的利用率，对节能环保有着极大的作用。而且优良的绿色选材可以让产品在同类商品中更具吸引力，试想同等的两个产品，一个正常材料，一个是绿色材料，肯定是绿色材料更加受到人们的青睐。

四、绿色技术在机电一体化机械系统实际应用中的问题讨论分析

机电一体化机械系统，是一个新时代的高效率工作的产物，以汽车为例，汽车有发动机、气缸、油箱这些部位。发动机是其灵魂，甚至可以说发动机极大程度上决定着汽车的性能好坏。发动机通过压缩气体，从而带动压缩机进行工作，为发动机提供更多的气体，从而提高燃油的效率，使发动机的能耗降低，符合经济节能的原则。将绿色技术融入机电一体化机械系统是符合社会发展潮流的理念和思想，是坚持可持续发展理念的做法。通过对机电一体化机械系统各个部位进行设计，降低能耗、提高效率，降低了生产成本，有利于经济发展。这就说明，将绿色设计应用到机电一体化机械系统之中有着极为优秀的表现，所以可以对机电一体化与绿色技术的融合进行深度的研究，从而使两者融合得更加彻底，也可以尝试着将绿色技术向其他还未开发的领域中延伸拓展，这样在一定程度上促进机电一体化与绿色技术融合的发展，因为绿色技术与其他领域进行融合可以作为机电一体化与绿色技术融合的借鉴案例，从而间接地促进机电一体化与绿色技术融合得更加深入。

五、绿色设计在机电一体化机械系统中的实际效果分析讨论

在机械系统的实际操作过程中，将绿色技术有机地结合进来，是一种新的尝试，也是向着更好发展的第一步。在实际操作中，绿色设计具有比传统的机械系统更好的工作环境，噪声小、味道小，且节能环保。以生产pcb板为例，这其中有好几个步骤，如内层、外层、压合、钻孔、成型、电测等，其中，电测的职能是测试pcb板是否有坏板、误板。下面就重点说电测这一环节。

在车间里，分布着许多测试机，将减震装置安装在机器的机床处，减小了因为震动而发出的噪声，这就会使得原本嘈杂的车间变得相对安静，心情也不会因为噪音过大而变得糟糕，从而使得工人工作的效率提高，间接地达到了提升员工工作效率的目的。原本车间里面都是新制成的pcb板，所以会有一种化学物品特有的味道，尽管无毒，且通风口一直开着，但是难免会有味道，尤其是在夏天，而采用绿色技术，采用绿色材料可使成品pcb板所带有的味道减少，从而改善了员工的工作环境，且绿色材料的成本相对较低，在改善员工工作环境的同时也节约了成本，可谓一举多得。

因为pcb板在制作的过程中会用到化学产品，所以在这些会用到化学产品的部门都需要穿上防护服和特制的鞋子。如防护服和鞋子采用绿色材料进行制作，不仅可以使防护服的重量减轻，同时成本也可降低。再者在实际的工作之中，需要接触化学用品，在用过化学用品之后要进行绿色处理，而不是不管不顾，虽然相对之前有些麻烦，但是贵在绿色环保。最后在经过化学产品处理后的成品同样要进行绿色处理，这是为了避免下一道工序的员工会因为化学物品处理不当而造成意外事故。

机电一体化是现代社会飞速发展诉求之下的一个产物，它解决了很多之前工作耗费极大人力、物力资源的一个问题，极大地提高了工作效率，可以说是一个较为完美的产物，而它的缺点也很明显：容易出故障、太消耗资源，而将绿色技术融入其中，则在极大程度上解决了这个问题，遵循了可持续发展的理念，这样才是健康的生产方式。

参考文献：

[1]赵传生.机电一体化技术在机械工程上的应用及其趋势展望[J].山东工业技术，2018（8）：31，79.

[2]陈辉，王磊.机电一体化技术的现状及发展趋势[J].机械，2018（7）：1-4.

编辑 原琳娜