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摘　要：简单介绍NX软件中的机电概念设计（MCD)模块，结合塑料套管自动化倒角设备为机电概念设计提出意见。

关键词：塑料套管、倒角、机电概念设计

机电概念设计即机电一体化设计，机电一体化是以机械学、电子学和信息科学为主的多门技术学科在机电产品发展过程中相互交叉、相互渗透而形成的一门新兴边缘性科学技术学科。这里面包含了三种定义：首先，机电一体化是机械学、电子学和信息科学等学科相互融合而形成的学科。其次，机电一体化是一个发展中的概念，早期的机电一体化就像其字面所表示的那样，主要强调机械与电子的结合，即将电子技术溶入到机械技术中而形成新的技术产品。随着机电一体化技术的发展，以计算机技术、通信技术和控制为特征的信息技术（即所谓的3C技术：Computer、Communication、和Technology)渗透到机械技术中去，丰富了机电一体化的含义。现代的机电一体化不仅仅指机械、电子信息技术的结合，还包括（光学）机电一体化、机电气（气压）一体化、机电液（液压）一体化、机电仪（仪器仪表）一体化等；最后，机电一体化代表了技术之间的相互融合的学术思想，强调各种技术在机电产品中的相互协调，以达到系统总体最优。换句话说，机电一体化是多种技术学科有机结合的产物，而不是他们的简单叠加。基于西门子的UG NX里的机电概念设计模块MCD就是为了体现机电一体化这样的机械设计方法而提出的机械概念设计方案，希望通过本课题的研究，能够体现出这一方案在机电产品设计时候的的便利性与快捷性，从而倡导更多的人来使用这样的设计方法，从而进一步完善机电概念设计在机械领域的思想。

    一、国内外研究现状及发展趋势

在国外，机电一体化产品概念设计的研究主要集中在欧洲。主要研究机构有德国Darmstadt 大学，英国Lancaster 大学工程设计中心,荷兰Twente 大学，比利时Leuven大学，挪威科技大学，丹麦技术大学等大学的研究工作涉及到了一般的机电一体化系统的概念设计。他们的研究领域主要集中在机电一体化的控制系统的设计方法学上。提出了机电一体化系统的能量流和信息流模型，并将控制系统按层次划分为管理层、监控层、控制层和处理层四个层次。

在国内，一些研究单位如浙江大学、华中科技大学等在机械产品概念设计及计算机辅助创新设计方面进行了研究。从现代机构的角度出发，将机电一体化系统划分为广义执行机构子系统，传感机构子系统，信息处理及控制子系统，并由此建立机电一体化系统概念设计的框架体系，有利于机电一体化产品的创新设计，以实现运动功能为主功能的一大类机电一体化产品。概念设计阶段的仿真的目的是检验系统是否能够完成给定的功能，以及实现功能所附带的约束条件。MCD这一平台的构建，为为机电一体化产品概念设计的的整体仿真平台的构建奠定了基础。

作为发展中国家，我国与发达国家相比工业技术水平存在一定的差距，但有广阔的机电一体化应用空间。改革开放以来，特别是近年来，受国际金融危机影响，面临国际市场经济激烈竞争形势的挑战，国家和企业充分认识到机电一体化技术对我经济发展的战略意义，机电一体化技术的研究、应用和产业化受到了前所未有的重视和发展，完成了《我国机电一体化发展途径与对策》研究，探讨我国机电一体化发展战略，提出了数控机床、工业自动化控制仪表等15个机电一体化优先发展领域和6项共性关键技术的研究方向和课题。这些成果的取得为我国在制造业的机电一体化的研究和应用方面积累了宝贵的经验，必将推动我国工业经济及技术的快速发展。也必将推动我国机电一体化技术取得更大的进步和发展。我国从20世纪80年代开始进行机电一体化的研究和应用，国务院成立了机电一体化领导小组并将其列为863计划。在制定九五规划和2010年发展纲要时充分考虑了国际上关于机电一体化技术的发展动向和由此可能带来的影响，许多大专院校、研究机构及一些大中型企业对这一技术的发展及应用做了大量的工作。虽然目前国内机电一体化技术与日本、欧美等先进国家相比仍有一点差距，随着新技术革命的迅猛发展，我国加大了机电一体化的研究力度，将其确定为国家高技术重点研究领域，给予了优先支持，并取得了一定的成绩。

二、发展优势

借助MCD,设计人员创建机电一体化模型，对包含多体物理场以及通常存在于机电一体化产品中的自动化相关行为的概念进行3D建模和仿真，实现创新性的技术设计，加快了涉及机械、电气、传感器和制动器以及运动等多学科协同。通过重用现有知识，并通过概念评估帮助用户做出更明智的决策，不断的提高机械设计效率，缩短设计周期、降低成本、提高设计的品质。MCD机电一体化系统的交换频率非常高，抗干扰能力强，在进行产品概念设计中系统误差小，机构功能非常强，可保证产品设计的实用性和可靠性以及稳定性。

  MCD具有以下几个显著特点：

 （1）集成的系统工作方法:MCD可以利用系统工作原则跟踪客户的要求，直至完成设计，功能模型使机械、电气和自动化部门能够通过共同的方式携手合作，有助于设计者更快交付设计，减少设计流程后期出现的集成问题。

 （2）概念建模和基于物理场的仿真：MCD提供易于使用的建模和仿真，可在开发周期最初阶段迅速创建并验证备选概念。借助早期验证可帮助检测并纠正错误，此时解决错误成本最低。

 （3）通过智能对象封装机电一体化数据实现重用：通过模块化和重用，MCD可帮助最大限度提高设计效率。借助该解决方案，可获取智能对象中的机电一体化知识，并将这些知识存储在库中，供以后重用。在重用过程中，因为能够基于经验证的概念进行设计，所以可提高质量，并且可以通过消除重新设计和反加工加快设计速度。

  MCD代表一种全新的机器设计方法，几年内整个行业都将需要这种方法，一方面，它满足了目前尚未得到的一种市场需求，其次，见过它的客户和分析师都有感同，最重要的是，  调查得到的反馈非常好，潜在客户对它产生了非常强烈的兴趣。

三、总结

    通过对基于MCD的塑料套管自动化倒角装备的原型设计的课题研究，深入了解了NX软件，并能够熟练的运用MCD机电概念设计模块对塑料套管自动化倒角装备或其它机械装备进行设计建模装配和三维运动仿真。同样，在深入学习MCD机电概念设计方案，将会体会到MCD在产品概念设计时的可操作性以及与其它设计相比的优越性。由于能够轻松定义和验证产品的设计，并能够实现功能单元的模块化和重用，从而能够提高产品品质和产品开发速度。由于缩短了设计开发时间，因此大大缩短了设计开发成本，MCD代表了一种全新的机器设计方法，满足了市场需求，相信未来一段时间整个行业都将需要这种方法。除此之外，本次课题研究也将对我们学生的实践能力有所提高，它将让我们将书本上的知识运用到实践中去，一方面不经提高了我们运用软件的能力，另一方面也将提高我们面对新问题时候时的分析问题、处理问题以及解决问题的能力。因此，本次课题研究对我们以后走进社会，踏入工作岗位都起到了必不可少的关键作用。

 

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