探究機(jī)電一體化系統(tǒng)在機(jī)械工程中的應(yīng)用

侯景俊 姜永飛

摘? 要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，機(jī)械工程水平在科技力的推動(dòng)下不斷提升，機(jī)電一體化系統(tǒng)在工業(yè)領(lǐng)域被廣泛的應(yīng)用，推動(dòng)傳統(tǒng)落后生產(chǎn)模式的變革。工程機(jī)械朝著機(jī)電一體化的方向發(fā)展，在信息技術(shù)的推動(dòng)下，機(jī)電一體化已經(jīng)達(dá)到一定的水平，有效的提升工程機(jī)械運(yùn)行效率。本文重點(diǎn)闡述機(jī)電一體化在機(jī)械工程中的應(yīng)用，并探析機(jī)電一體化在未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化;機(jī)械工程;應(yīng)用

一、機(jī)電一體化概念

機(jī)電一體化指在機(jī)械功能設(shè)計(jì)及應(yīng)用過(guò)程中，機(jī)械結(jié)構(gòu)的主功能、信息處理、功能控制等方面，將其控制系統(tǒng)安裝在電子化集成與控制軟件中，并將其進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，形成統(tǒng)一地系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)引進(jìn)電子技術(shù)，使得裝置在一定程序預(yù)定操作的功能下，綜合應(yīng)用機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、電力電子技術(shù)、配合系統(tǒng)布局的各種功能單元裝置，完成機(jī)械系統(tǒng)智能化的控制，實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備的多功能、高質(zhì)量、環(huán)保效果好的作用。機(jī)電一體化技術(shù)將以上技術(shù)進(jìn)行有機(jī)整合，實(shí)現(xiàn)設(shè)備機(jī)械性能綜合技術(shù)的應(yīng)用，正確的應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)，可以取代原有的機(jī)械功能，增加自動(dòng)化檢測(cè)、信息處理、自動(dòng)調(diào)節(jié)、自動(dòng)診斷及保護(hù)等功能。

二、機(jī)電一體化系統(tǒng)特點(diǎn)

1.應(yīng)用范圍廣

機(jī)電一體化系統(tǒng)在具體的應(yīng)用過(guò)程中，主要是融合了多項(xiàng)技術(shù)，因此使其存在著復(fù)合性的使用特征。此外，其應(yīng)用的范圍也十分廣泛，適用于各種不同領(lǐng)域。機(jī)電一體化技術(shù)的使用不僅可以良好地解決原本技術(shù)功能較為單一的問(wèn)題，而且還可以為各種行業(yè)提供多樣化的服務(wù)。

2.安全性能好

機(jī)電一體化系統(tǒng)技術(shù)的使用，使工程機(jī)械安全性獲得不同程度的有效提升。在機(jī)械工程中，機(jī)電一體化技術(shù)不僅能夠?qū)嵤╇S時(shí)的監(jiān)測(cè)，而且自身還具備非常良好的保護(hù)功能。這讓相應(yīng)工作人員的安全獲得了良好的保證，從而確保了產(chǎn)品本身的質(zhì)量。

3.科技含量高

機(jī)電一體化系統(tǒng)是一種綜合多種高科技的技術(shù)，本身具備較高效的科技含量，為其他高科技技術(shù)在各行各業(yè)的廣泛應(yīng)用起到了一定的推動(dòng)作用。

三、機(jī)電一體化系統(tǒng)在機(jī)械工程中的應(yīng)用

1. 機(jī)電一體化技術(shù)在改造機(jī)床上的應(yīng)用

數(shù)控機(jī)床是一個(gè)十分重要的機(jī)械工程設(shè)備。在數(shù)控機(jī)床工作的過(guò)程中對(duì)工作臺(tái)和機(jī)床上的刀具的運(yùn)行軌跡要求十分嚴(yán)格，偏差值必須在規(guī)定的范圍內(nèi)，這樣才能夠保證產(chǎn)品的精確性。為了加強(qiáng)數(shù)控機(jī)床工作的效率，我們可以通過(guò)機(jī)電一體化技術(shù)對(duì)其進(jìn)行改造。其中開環(huán)伺服系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便，出現(xiàn)故障也較容易發(fā)現(xiàn)等特點(diǎn)，被廣泛使用。

2. 機(jī)電一體化在包裝機(jī)械方面的應(yīng)用

包裝機(jī)械是機(jī)械工程中的重要部分，其結(jié)構(gòu)特別復(fù)雜如控制連桿和凸輪構(gòu)造等，而控制電路是傳統(tǒng)部件的主要連接手段，其缺點(diǎn)有：整體結(jié)構(gòu)繁瑣、后期維修較難、操作不方便等。而將機(jī)電一體化系統(tǒng)應(yīng)用在包裝機(jī)械上，可通過(guò)計(jì)算機(jī)控制設(shè)備，形成模塊化管理。其優(yōu)點(diǎn)有：減小設(shè)備占地空間、提高零件精度、操作簡(jiǎn)單、減少人工維修費(fèi)用等，提高企業(yè)的收益。

3. 機(jī)電一體化在紡織機(jī)械方面的應(yīng)用

在紡織機(jī)械系統(tǒng)中，繞線架通常選擇主動(dòng)傳輸模式，在繞線架和導(dǎo)軌之間頻率固定，交叉角度正在變化。系統(tǒng)程序運(yùn)行后，信號(hào)通過(guò)輥輸出速度傳感器發(fā)送信號(hào)到TPU數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)TPU處理后傳送到PCC，根據(jù)數(shù)據(jù)表找出合適的繞組比，通過(guò)繞組分析比率決定是否存在重疊，控制信號(hào)輸出，并實(shí)現(xiàn)快速準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)傳輸。

4. 機(jī)電一體化在機(jī)械精度控制上的應(yīng)用

產(chǎn)品的精度直接影響企業(yè)的利益，成品的性能在主要參數(shù)上出現(xiàn)一點(diǎn)偏差，其精度會(huì)大受影響，所以嚴(yán)格把控對(duì)產(chǎn)品精度的控制與調(diào)整是重中之重的，而工程機(jī)械生產(chǎn)中實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化能有效準(zhǔn)確的對(duì)主要參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行控制。如，在混凝土攪拌過(guò)程中，利用傳統(tǒng)的計(jì)量工具對(duì)不同原材料進(jìn)行稱量測(cè)重必定會(huì)有誤差產(chǎn)生，但電子稱量系統(tǒng)由電腦控制，就可對(duì)不同的原材料進(jìn)行精準(zhǔn)的測(cè)重稱量，此法可極大的降低誤差，進(jìn)而混凝土的功能性也會(huì)得到保障。除此之外自動(dòng)找平系統(tǒng)的技術(shù)應(yīng)用，在路面修建過(guò)程中，可使路面攤鋪的更加平整。自動(dòng)供料系統(tǒng)中通過(guò)超聲波技術(shù)的應(yīng)用，達(dá)到自動(dòng)供料的目的，進(jìn)而完全保證了攤鋪路面質(zhì)量。

5. 機(jī)電一體化在機(jī)械（半）自動(dòng)化上的應(yīng)用

（半）自動(dòng)化作業(yè)會(huì)大大降低工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，也會(huì)提高機(jī)械工程的作業(yè)效率。工程自動(dòng)化的有效應(yīng)用還提升經(jīng)驗(yàn)不足的人員在工程作業(yè)中的容錯(cuò)率，確保工程作業(yè)的精度。如日本三菱公司的挖掘機(jī)引進(jìn)挖掘軌跡控制系統(tǒng)，為了控制和調(diào)整耗鏟斗的運(yùn)動(dòng)軌跡，引進(jìn)自動(dòng)化控制并運(yùn)用計(jì)算機(jī)的控制系統(tǒng)，精準(zhǔn)掌握并控制動(dòng)臂桿和鏟刀的運(yùn)動(dòng)，提高了挖掘工作的效率。

6. 機(jī)電一體化在機(jī)械監(jiān)控上的應(yīng)用

機(jī)電一體化系統(tǒng)的引進(jìn)可實(shí)現(xiàn)液壓、制動(dòng)和傳動(dòng)等系統(tǒng)的監(jiān)控，及時(shí)掌握機(jī)械設(shè)備的工作運(yùn)行情況，在發(fā)生設(shè)備異常狀況時(shí)會(huì)自動(dòng)報(bào)警通知，并且精準(zhǔn)的發(fā)現(xiàn)出故障位置。

7. 機(jī)電一體化在化工工程中的應(yīng)用

化工生產(chǎn)中機(jī)電一體化也具有廣泛的應(yīng)用，在日化品廠的監(jiān)控與配料系統(tǒng)、工業(yè)中的安全自檢系統(tǒng)、工業(yè)中的連續(xù)化生產(chǎn)、工業(yè)中的自動(dòng)化生產(chǎn)等，都具有較為重要的作用。廣泛應(yīng)用于燒結(jié)中的預(yù)配料系統(tǒng)、焦化廠電力系統(tǒng)、機(jī)械紡織、自動(dòng)化添加煤技術(shù)、自來(lái)水廠調(diào)度、日用化工行業(yè)、水電廠的自動(dòng)化系統(tǒng)、電子稱重模塊、發(fā)電廠的鍋爐控?zé)峁こ?、油?kù)管理、天然氣加氣站、恒壓供水系統(tǒng)、煤礦生產(chǎn)安全的自檢系統(tǒng)、啤酒生產(chǎn)等眾多寬泛的領(lǐng)域。

四、機(jī)電一體化系統(tǒng)未來(lái)的發(fā)展

1.機(jī)電一體化系統(tǒng)更加的自動(dòng)化以及智能化

機(jī)械工程的未來(lái)發(fā)展必然是向自動(dòng)化方向轉(zhuǎn)變，傳統(tǒng)的一些操作技術(shù)已經(jīng)在一定程度上實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化控制，但是由于本身的技術(shù)不夠完善并不能很好的實(shí)現(xiàn)理想中的自動(dòng)化控制狀態(tài)，所以需要進(jìn)行有效的機(jī)電一體化系統(tǒng)革新，最終目的是實(shí)現(xiàn)機(jī)械工程的自動(dòng)化發(fā)展，提高工作效率，減少人員投入，確保企業(yè)的安全生產(chǎn)以及保證相關(guān)的經(jīng)濟(jì)效益。在機(jī)械工程中機(jī)電一體化系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)智能化要求，通過(guò)對(duì)于計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)控制和程序設(shè)定，可以一定程度上實(shí)現(xiàn)對(duì)于相關(guān)機(jī)電設(shè)備的智能操作。并且智能化是我國(guó)未來(lái)發(fā)展方向，也是相應(yīng)政府大力提倡的新型操作和創(chuàng)新政策。通過(guò)機(jī)電一體化的智能化可以幫助相關(guān)機(jī)械工程實(shí)現(xiàn)優(yōu)良的信息整合處理能力，進(jìn)而可以比較合理的進(jìn)行相關(guān)機(jī)械設(shè)備的管理工作，保證機(jī)械工程運(yùn)作的順暢性。具體的說(shuō)來(lái)，我們可以采取光學(xué)技術(shù)改善傳感器的敏感度，實(shí)現(xiàn)對(duì)于相應(yīng)操作環(huán)節(jié)的智能化控制，通過(guò)這些智能化技術(shù)的具體應(yīng)用相互連接進(jìn)而形成一個(gè)比較完整的整體，提高了整個(gè)機(jī)械工程系統(tǒng)對(duì)于信息的處理能力，幫助工程實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)化發(fā)展。

2.機(jī)電一體化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)機(jī)械工程系統(tǒng)化發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)

機(jī)電一體化系統(tǒng)需要不斷的優(yōu)化發(fā)展，并且對(duì)于機(jī)械工程來(lái)說(shuō)，機(jī)電一體化系統(tǒng)將會(huì)有效的幫助實(shí)現(xiàn)工程的系統(tǒng)化管理。并且對(duì)于一些突發(fā)狀況以及環(huán)境條件的變化，機(jī)電一體化系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)的系統(tǒng)分配工作，幫助機(jī)械工程更加合理的完成建設(shè)工作。隨著信息技術(shù)的逐漸發(fā)展完善，對(duì)于機(jī)械工程來(lái)說(shuō)，建設(shè)機(jī)電一體化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)機(jī)械工程操作的自動(dòng)化、智能化，并提出創(chuàng)新思路都是工程的未來(lái)發(fā)展目標(biāo)。

結(jié)語(yǔ)

在經(jīng)濟(jì)全球化的發(fā)展趨勢(shì)下，機(jī)械工程企業(yè)向在激烈的市政競(jìng)爭(zhēng)中保持良好的競(jìng)爭(zhēng)力，需要在現(xiàn)代信息化技術(shù)的基礎(chǔ)上積極運(yùn)用機(jī)電一體化技術(shù)，提高機(jī)械使用效率和質(zhì)量，節(jié)約勞動(dòng)力，保證工程質(zhì)量的同時(shí)節(jié)約成本。所以企業(yè)應(yīng)在機(jī)電一體化應(yīng)用的基礎(chǔ)上探求機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)，為企業(yè)的健康發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

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