機電一體化技術的構成與應用探討

蔣欣哲（河南化工職業(yè)學院　,鄭州　450042）

機電一體化技術的構成與應用探討

蔣欣哲
（河南化工職業(yè)學院,鄭州450042）

摘要：工業(yè)生產是我國經(jīng)濟發(fā)展中的支柱性產業(yè)，在經(jīng)濟發(fā)展的過程中發(fā)揮了重要的作用，而機械設備是工業(yè)生產中必不可少的設施，所以機械設備的技術水平直接關系到工業(yè)生產的效率。在科學技術快速發(fā)展的形勢下，機電一體化設備廣泛的應用于工業(yè)生產中，其將電子技術、信息技術、傳感技術等與機械技術有機的結合起來，大大的提高了工作效率，尤其是在自動化生產中，應用的更為廣泛。機電一體化技術在構成上比較簡單，但是為了提高設備的工作效率和質量，需要不斷的進行改進，在功能上更加完善。文章對于機電一體化技術的構成以及應用進行了分析，對于機電一體化技術的發(fā)展具有重要的意義。

關鍵詞：機械；工業(yè)；機電一體化；應用領域

0　引言

在工業(yè)化大生產時代，生活的節(jié)奏不斷加快，對于工業(yè)生產的效率和質量標準也不斷的提升，由此就需要提升生產設備的性能和技術水平，在提高加工精度的基礎上，能夠有效的提升生產效率。隨著機電一體化技術的廣泛應用，其自身已經(jīng)形成了一個獨立的體系，算是新興科學中的一枝獨秀。機電一體化技術是多種技術的綜合體，應用的都是比較先進的科學技術，所以在目標配置和功能布局方面都具有較高的質量，所以在工業(yè)生產中具有低能耗、高效能的優(yōu)勢，尤其是在自動化生產普及的時代，機電一體化技術更是發(fā)揮了重要的作用，有效的推動了工業(yè)生產的進一步發(fā)展。

1　機電一體化基本結構要素

機電一體化技術融合了多種先進的技術要素，其是一個高科技與機械設備的綜合體。主要包括機械、動力、傳感、驅動、執(zhí)行、控制以及信息處理幾個構成要素，每一個環(huán)節(jié)都是確保機電一體化技術能夠正常運轉的重要部分，下面對其進行闡述。

1.1機械本體部分

機械本體是機電一體化技術運行的根本，是各項先進技術能夠發(fā)揮功能的基礎載體，是構成機電一體化技術的框架結構，有了機械本體，才能夠保證其他功能元素有效的運行。

1.2動力部分

這部分是系統(tǒng)中產生能量的重要部分，機電一體化設備要想能夠運行，只有通過動力系統(tǒng)產生一定的能量，才能夠保持系統(tǒng)的正常運行。

1.3傳感部分

傳感部分就像人的眼鼻耳口等感覺器官將系統(tǒng)運行中所需要的本身和外界環(huán)境的各種參數(shù)及狀態(tài)進行檢測變成可識別的信號傳輸?shù)叫畔⑻幚韱卧?jīng)過分析處理后產生相應的控制信息其功能一般由專門的傳感器和儀器儀表完成

1.4驅動部分

驅動部分就像人體的肌肋腱接受大腦指揮驅動四肢運動一樣在控制信息作用下驅動執(zhí)行機構完成各種動作和功能

1.5執(zhí)行部分

執(zhí)行部分如同人的四肢由大腦支配完成各項工作任務一樣根據(jù)控制信息和指令完成各種動作和功能執(zhí)行機構是運動部件一般采用機械電磁電液等機構

1.6控制及信息處理部分

這部分是整個機電一體化設備的中樞，是控制整個系統(tǒng)能夠運行的關鍵要素。各個傳感器將獲取的信息傳輸?shù)娇刂浦行?，控制中心對這些信息進行存儲分析，在進行信息處理之后，按照一定的程序發(fā)出指令，對整個系統(tǒng)進行控制操作。一般是由計算機的可編程控制數(shù)控裝置以及邏輯電路的輸入輸出借口等設備完成的。這部分的功能相當于人的大腦，對于各類信息能夠進行綜合的判斷，然后支配整個系統(tǒng)的運行。

2　機電一體化技術的主要應用領域

2.1數(shù)控機床

數(shù)控機床是現(xiàn)代工業(yè)生產中重要的機械設備，主要表現(xiàn)在操作和控制功能的完美展現(xiàn)。數(shù)控機床充分的利用了機電一體化技術，通過可編程控制系統(tǒng)，將生產程序輸入機床中，然后控制系統(tǒng)按照程序進行邏輯處理，對整個機床發(fā)出操作指令，從而控制整個機床能夠高效運行。數(shù)控機床就是機電一體化技術的操作實例，機床按照數(shù)控單元中發(fā)出的指令，能夠按照設定的形狀和尺寸將零件加工出來，并且能夠完成較為復雜的零件加工，具有較高的精度，對于普通機床來講，在小批量、多品種的零件加工中具有很高的靈活性和適應性，是一種高效能的機械設備。數(shù)控機床代表了現(xiàn)代機械設備發(fā)展的主要趨勢，也是機電一體化技術應用的典型代表。

2.2計算機集成制造系統(tǒng)(CIMS)

CIMS的實現(xiàn)不是現(xiàn)有各分散系統(tǒng)的簡單組合而是全局動態(tài)最優(yōu)綜合它打破原有部門之間的界線以制造為基干來控制物流和信息流實現(xiàn)從經(jīng)營決策產品開發(fā)生產準備生產實驗到生產經(jīng)營管理的有機結合企業(yè)集成度的提高可以使各種生產要素之間的配置得到更好的優(yōu)化各種生產要素的潛力可以得到更大的發(fā)揮

2.3柔性制造系統(tǒng)(FMS)

柔性制造系統(tǒng)是計算機化的制造系統(tǒng)主要由計算機數(shù)控機床機器人料盤自動搬運小車和自動化倉庫等組成它可以隨機地實時地按量地按照裝配部門的要求生產其能力范圍內的任何工件特別適于多品種中小批量設計更改頻繁的離散零件的批量生產。

2.4工業(yè)機器人

機電一體化技術在工業(yè)機器人中的應用算是應用領域的一個新階段，也是我國工業(yè)生產領域的高端科研項目。在第一代機器人應用的過程中，還只是初步的嘗試，只能嘗試進行簡單的重復運動，對于周圍的環(huán)境和作業(yè)對象缺乏適應性，并且靈活性欠佳。在改革到第二代機器人時，在技術上有所創(chuàng)新，利用了先進的傳感元件，能夠對于周圍的環(huán)境和操作對象進行簡單的判斷，并且能夠對動作進行信息反饋控制，已經(jīng)展現(xiàn)出了智能的跡象，并且開始向實用化轉變。在第三代機器人研發(fā)時，機電一體化技術已經(jīng)達到了爐火純青的程度，又稱為智能機器人，在感知功能方面比較靈敏，并且可以進行復雜的邏輯思維判斷和決策，在進行作業(yè)時，能夠獨立完成，這象征著機電一體化技術的應用邁入了新的臺階。

3　結束語

機電一體化是科學技術發(fā)展到一定程度的必然產物，也是科學技術在機械設備中應用的重要結晶，機電一體化技術的廣泛應用有效的推動了我國工業(yè)生產的進程。在機電一體化技術中，融合了眾多先進的科技，所以在性能和功能方面都比較完善，在工業(yè)生產的過程中，有效的提高了生產效率，尤其是在機械自動化生產領域應用的更為普遍。隨著時代的發(fā)展，機電一體化技術還會不斷的提高，在性能方面會更加完善，為我國的工業(yè)生產創(chuàng)造有利的條件。

參考文獻：

[1]胡前明.機電一體化技術的概念發(fā)展狀況和發(fā)展趨勢[J].廣東建材,2009(20).

[2]馮旭強.機電一體化技術的研究及其應用[J].機械工程與自動化,2009(15).

[3]王靜.淺析機電一體化技術的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢[J].同煤科技,2006(30).