機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用與研究

宋波

摘要：在機(jī)械工程方面，微電子技術(shù)與電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展使它們開始邁向機(jī)械工業(yè)領(lǐng)域，從而使機(jī)械工業(yè)的結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品功能、生產(chǎn)方式以及企業(yè)的管理上都發(fā)生了較大變化，工業(yè)生產(chǎn)的“機(jī)電一體化”正式進(jìn)入到我們的生活當(dāng)中，并得到了廣泛的運(yùn)用。機(jī)電一體化指的是微電子、控制、信息處理、機(jī)械以及計(jì)算機(jī)的融合使用，這需要科技的進(jìn)步和技術(shù)的發(fā)展來(lái)支撐。本文就機(jī)電一體化的技術(shù)內(nèi)容以及應(yīng)用研究進(jìn)行分析，從而更深刻地認(rèn)識(shí)機(jī)電一體化的作用。

關(guān)鍵詞：革新；機(jī)電一體化；技術(shù)

引言

機(jī)電一體化技術(shù)主要是從系統(tǒng)的工程出發(fā)，利用機(jī)械、電子等有關(guān)的技術(shù)來(lái)讓電子與機(jī)械有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品綜合性能的最優(yōu)化。在上世紀(jì)的70年代，日本的科技工作者對(duì)機(jī)電一體化進(jìn)行了系統(tǒng)的概括和總結(jié)，大規(guī)模的集成電路技術(shù)以及微型計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，導(dǎo)致機(jī)電運(yùn)用更加便捷和靈活，所要研究的方向也更加寬泛。在我國(guó)機(jī)電一體化技術(shù)也在近近十年得到了較大的發(fā)展與進(jìn)步。

1.機(jī)電一體化技術(shù)內(nèi)容

1.1機(jī)械技術(shù)

機(jī)電一體化存在的基礎(chǔ)就是機(jī)械技術(shù)，機(jī)械技術(shù)注重如何實(shí)現(xiàn)與機(jī)電一體化技術(shù)的適應(yīng)。通過(guò)它的技術(shù)的不斷更新?lián)Q代，實(shí)現(xiàn)材料、性能、結(jié)構(gòu)上的工作變更，不斷提高精準(zhǔn)度、縮小體積、改善性能。在傳統(tǒng)的機(jī)電一體化制造過(guò)程中，機(jī)械技術(shù)的發(fā)揮可以借助計(jì)算機(jī)來(lái)輔助實(shí)行，在新時(shí)期更是加入了人工智能系統(tǒng)，從而形成了新一代的機(jī)械制造技術(shù)。

1.2系統(tǒng)技術(shù)

系統(tǒng)技術(shù)是通過(guò)整體性的思維來(lái)組織實(shí)現(xiàn)的相關(guān)技術(shù)，注重從全局出發(fā)，逐步分解到與總體相連的若干單元部分。其中接口技術(shù)是系統(tǒng)技術(shù)的一個(gè)重要部分，它是連接各個(gè)部分的重要保障。

1.3傳感檢測(cè)技術(shù)

傳感檢測(cè)技術(shù)是整個(gè)機(jī)電一體化技術(shù)的感受器官，能夠有效地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)控制與調(diào)節(jié)。系統(tǒng)自動(dòng)化的能力越強(qiáng)就代表著系統(tǒng)越具有能力，現(xiàn)代的工程就要求傳感技術(shù)要能在惡劣的環(huán)境下快速、準(zhǔn)確地獲得有效的信息，這是對(duì)機(jī)電一體化的一個(gè)高層次保護(hù)。

1.4計(jì)算機(jī)技術(shù)

計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)，二者包含了信息的交換、運(yùn)算、儲(chǔ)存、判斷與決策等等，其中還有著人工智能技術(shù)、專家系統(tǒng)技術(shù)等都可以有效地運(yùn)用在機(jī)電一體化的工作處理中。

1.5自動(dòng)控制技術(shù)

自動(dòng)控制技術(shù)可以滿足在范圍很廣的情況下，經(jīng)由控制理論知道完成的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試、控制以及高精度的定位工作，對(duì)機(jī)械的速度控制、適應(yīng)能力、正誤判斷以及檢索實(shí)現(xiàn)工作可行化。

1.6伺服傳動(dòng)技術(shù)

伺服傳動(dòng)技術(shù)包括了電動(dòng)、氣動(dòng)以及液壓等方面的傳動(dòng)裝置，它能夠有效地實(shí)現(xiàn)信號(hào)與機(jī)械的動(dòng)作轉(zhuǎn)換，對(duì)系統(tǒng)部件的動(dòng)態(tài)性能以及質(zhì)量控制有著重要影響作用。

2.機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用研究

2.1自動(dòng)機(jī)與自動(dòng)生產(chǎn)線

在國(guó)民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)中，經(jīng)常會(huì)使用到自動(dòng)機(jī)械裝備，這也是機(jī)電一體化技術(shù)運(yùn)用的體現(xiàn)。例如在運(yùn)用在啤酒生產(chǎn)上的自產(chǎn)線達(dá)到2000～80000瓶/h，在易拉罐灌裝生產(chǎn)線上達(dá)到18000～120000瓶/h，香煙自動(dòng)化生產(chǎn)，包裝印刷自動(dòng)話生產(chǎn)等等都體現(xiàn)了機(jī)械自動(dòng)化在現(xiàn)代生活中的廣泛應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了電子技術(shù)與傳感技術(shù)的有機(jī)結(jié)合。可編程序控制器、人機(jī)假面控制裝置以及變頻調(diào)速器等等，都體現(xiàn)了我國(guó)對(duì)機(jī)電自動(dòng)化的有效應(yīng)用。在未來(lái)使用自動(dòng)機(jī)與生產(chǎn)線的公司和企業(yè)會(huì)持續(xù)增高，而對(duì)于這些設(shè)備的維護(hù)和管理也成為了一個(gè)值得關(guān)注的內(nèi)容。

2.2人工智能控制技術(shù)

我國(guó)工業(yè)的特點(diǎn)為大型化、連續(xù)化以及高速化。而傳統(tǒng)的控制技術(shù)已經(jīng)不能滿足日益上升的工業(yè)需求，所以人工智能技術(shù)的開發(fā)與運(yùn)用勢(shì)在必得。人工智能技術(shù)主要有專家系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)以及模糊控制等。人工智能系統(tǒng)在我國(guó)企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、控制、生產(chǎn)以及診斷上都有較為廣泛的運(yùn)用。例如在軋鋼系統(tǒng)、電爐、車間、高爐控制系統(tǒng)等等方面都有所運(yùn)用。

2.3分布式控制系統(tǒng)

分布式控制系統(tǒng)主要是通過(guò)一臺(tái)綜合處理器來(lái)對(duì)與之相連的若干部分進(jìn)行智能控制。分布式控制可以分為多級(jí)來(lái)進(jìn)行控制，通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)的運(yùn)用實(shí)現(xiàn)監(jiān)視、控制、操作和管理?？萍疾粩噙M(jìn)步，測(cè)控技術(shù)也得到了發(fā)展，分布式控制系統(tǒng)所能涉及到的范圍也越來(lái)越廣泛。除了可以對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行控制，還能夠進(jìn)行最優(yōu)化設(shè)置，對(duì)生產(chǎn)定時(shí)進(jìn)行調(diào)度，計(jì)劃生產(chǎn)管理，集測(cè)量、管理與控制為一體，呈現(xiàn)出多樣化、簡(jiǎn)易化、擴(kuò)展化、可靠性強(qiáng)的控制系統(tǒng)。分布式控制系統(tǒng)的運(yùn)作上對(duì)監(jiān)視采取集中的手段，對(duì)控制采取分散的手段。因?yàn)橛械墓收嫌绊懨孑^小，并且系統(tǒng)有保護(hù)功能，所以基本可以排除人工手動(dòng)失誤的問(wèn)題，增強(qiáng)可靠性。分布式控制系統(tǒng)較傳統(tǒng)的集中控制，更具有針對(duì)性和安全性，功能使用也更為強(qiáng)大，在現(xiàn)代的機(jī)電一體化系統(tǒng)生產(chǎn)中占據(jù)重要地位。

2.4開放式控制系統(tǒng)

開放式控制系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的一種新的結(jié)構(gòu)概念體系。它所關(guān)注的“開放”主要是實(shí)現(xiàn)信息交換的共識(shí)和提供支持，能夠有效地實(shí)現(xiàn)不同公司之間產(chǎn)品信息的交換與共享。開放式控制系統(tǒng)是通過(guò)計(jì)算機(jī)的互聯(lián)來(lái)實(shí)現(xiàn)工作的經(jīng)營(yíng)、管理與決策。利用現(xiàn)場(chǎng)的儀表與控制室的設(shè)備相連來(lái)達(dá)成一體化，實(shí)現(xiàn)測(cè)量與控制的工作內(nèi)容。

2.5計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)

從貨物的原料獲取，生產(chǎn)以及產(chǎn)品的發(fā)貨都能夠通過(guò)自動(dòng)一體化的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)。目前我國(guó)大部分的公司企業(yè)都能夠達(dá)到自動(dòng)化一體化的要求，但是這種單一流水式的工作方式很難滿足現(xiàn)代企業(yè)信息共享的需求，在管理上也存在著種種問(wèn)題。在將來(lái)更有發(fā)展?jié)摿Φ钠髽I(yè)是質(zhì)優(yōu)價(jià)廉、小批量生產(chǎn)。那么就要提高生產(chǎn)率降低能耗，及時(shí)了解庫(kù)存情況，在公司的周轉(zhuǎn)上實(shí)現(xiàn)經(jīng)營(yíng)和管理的優(yōu)化。

3.結(jié)論

隨著今后科技的進(jìn)步，機(jī)電一體化技術(shù)將更廣泛地運(yùn)用于機(jī)電行業(yè)并逐步滲入傳統(tǒng)行業(yè)，促進(jìn)產(chǎn)品的更新?lián)Q代，促進(jìn)機(jī)電一體化產(chǎn)業(yè)鏈的形成與發(fā)展，使得我國(guó)的產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)與結(jié)構(gòu)調(diào)整更加完善。

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