機(jī)電一體化系統(tǒng)在機(jī)械工程中應(yīng)用淺析

摘? 要? 隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，人們生產(chǎn)生活效率的不斷提高，機(jī)電一體化技術(shù)逐漸廣泛應(yīng)用到了人們的生活及企業(yè)的生產(chǎn)當(dāng)中。在工程機(jī)械生產(chǎn)行業(yè)中，機(jī)電一體化技術(shù)的先進(jìn)性和使用價(jià)值體現(xiàn)的更為明顯。機(jī)械工程生產(chǎn)具有一定的安全風(fēng)險(xiǎn)，這是由機(jī)械作業(yè)的設(shè)備特性決定的，通過機(jī)電一體化技術(shù)可有效避免機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)過程中安全事故的發(fā)生?；诖?，本文對機(jī)電一體化系統(tǒng)在機(jī)械工程中的應(yīng)用做出深入探討，期望對相關(guān)行業(yè)起到一定的借鑒作用。

關(guān)鍵詞? 機(jī)電一體化? 機(jī)械工程? 應(yīng)用

1.引言

當(dāng)前，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步幫助機(jī)械工程更加高效地實(shí)現(xiàn)自己的性能，將機(jī)電一體化系統(tǒng)應(yīng)用于機(jī)械工程建設(shè)中，使工程建設(shè)脫離了人工的手動(dòng)操作，改由通過計(jì)算機(jī)信息的處理進(jìn)而實(shí)現(xiàn)機(jī)械工程的具體操作。機(jī)電一體化系統(tǒng)融合了眾多的先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，對于機(jī)械工程運(yùn)用合理的操作機(jī)械技術(shù)，實(shí)現(xiàn)機(jī)械工程的半自動(dòng)化和自動(dòng)化發(fā)展提供了重要的支持。

2.機(jī)電一體化的簡述

機(jī)電一體化技術(shù)是在機(jī)械技術(shù)以及電控技術(shù)的基礎(chǔ)上，綜合控制學(xué)、機(jī)械設(shè)計(jì)制造以及自動(dòng)化技術(shù)等多種學(xué)科而形成的電子學(xué)科領(lǐng)域，綜合性較強(qiáng)，優(yōu)勢比較明顯。電力生產(chǎn)領(lǐng)域內(nèi)最早開始應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)，之后逐步應(yīng)用于設(shè)備自動(dòng)化、設(shè)備故障監(jiān)測等較多領(lǐng)域，對各個(gè)行業(yè)與領(lǐng)域的發(fā)展起到了較大的推動(dòng)作用。機(jī)電一體化技術(shù)在發(fā)展過程中逐漸融合了機(jī)械工程、電子工業(yè)、傳感器以及信息技術(shù)等多項(xiàng)科學(xué)領(lǐng)域內(nèi)的工程技術(shù)。實(shí)踐研究表明，傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)模式比較落后，將人工操作生產(chǎn)方式實(shí)施下去，不具備較高的生產(chǎn)效率。之后逐步將流水線作業(yè)方式運(yùn)用于工程機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)過程中，這樣劃分了生產(chǎn)人員的負(fù)責(zé)區(qū)域，明確了工作人員的職責(zé)，促使工程機(jī)械設(shè)備產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量、生產(chǎn)效率得到了一定程度的 提升。進(jìn)入新時(shí)期后，為了降低勞動(dòng)力成本，擴(kuò)大整體效益，企業(yè)開始將機(jī)電一體化技術(shù)引入到工程機(jī)械生產(chǎn)過程中，取得不錯(cuò)的成效，機(jī)械工程產(chǎn)品的產(chǎn)能得到大幅度增加。

3.機(jī)電一體化系統(tǒng)在機(jī)械工程中的具體應(yīng)用

3.1監(jiān)督控制作用

電子監(jiān)控系統(tǒng)是機(jī)電一體化系統(tǒng)中比較關(guān)鍵的組成部分，其不僅可以對機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)給予實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)的監(jiān)督與控制，還可以將報(bào)警裝置安裝到電子監(jiān)控系統(tǒng)下，以實(shí)現(xiàn)對機(jī)械設(shè)備的有效監(jiān)控。機(jī)械設(shè)備運(yùn)動(dòng)過程中，一旦出現(xiàn)運(yùn)行事故，電子監(jiān)控系統(tǒng)能夠第一時(shí)間發(fā)出警報(bào)信號(hào)，而且還可以在較短的時(shí)間內(nèi)判斷出故障發(fā)生的位置。然后，將故障信息傳輸至故障維修部門，以此實(shí)現(xiàn)對機(jī)械故障的有效處理，確保機(jī)械設(shè)備安全高效運(yùn)行。

3.2提高機(jī)械工程生產(chǎn)效率

機(jī)電一體化系統(tǒng)能使傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備高能耗問題得到有效解決，能對機(jī)械設(shè)備的能耗進(jìn)行有效監(jiān)控，提高能源的利用效率。在機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)過程中，可借助電子控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)對機(jī)械設(shè)備能源供給量的有效調(diào)節(jié)，降低機(jī)械設(shè)備對能源的消耗，使能源利用效率大大提升。

3.3作業(yè)過程的半自動(dòng)化或自動(dòng)化

對于機(jī)械工程而言，半自動(dòng)化或自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)能夠有效降低操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度，降低作業(yè)的安全系數(shù)，并且使機(jī)械生產(chǎn)效率得到有效提升。例如：日本三菱公司所生產(chǎn)的挖掘機(jī)就配備挖掘軌跡控制系統(tǒng)，只需要操作人員在控制板上對鏟斗的運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行設(shè)定，就能夠使微機(jī)控制系統(tǒng)按照各種角度傳感器的信號(hào)，來實(shí)現(xiàn)對斗桿、動(dòng)臂和鏟刀運(yùn)動(dòng)的自動(dòng)控制，這樣既能夠獲得各種斷面和形狀的溝槽，而且還能夠?qū)崿F(xiàn)挖掘工作的自動(dòng)化，大大降低了人工開挖的安全威脅。

3.4提高機(jī)械工程作業(yè)精度

在機(jī)械工程設(shè)備中引入電子控制系統(tǒng)，既能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械工程設(shè)備的自動(dòng)化運(yùn)行，而且還能夠有效提高機(jī)械工程設(shè)備運(yùn)行精準(zhǔn)度，進(jìn)而提高其運(yùn)行效率。傳統(tǒng)機(jī)械工程設(shè)備的稱量工作一般需要人為操作來完成，其精準(zhǔn)度低于電子自動(dòng)化稱量結(jié)果，而在機(jī)械工程中應(yīng)用機(jī)電一體化系統(tǒng)可以使機(jī)械工程稱量的精準(zhǔn)度得到有效提升。例如：在進(jìn)行混凝土生產(chǎn)階段，借助電子稱量系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化稱量，能夠有效提高混凝土配比精準(zhǔn)度，提高混凝土的整體質(zhì)量。

4.機(jī)電一體化系統(tǒng)在機(jī)械工程中的發(fā)展趨勢

4.1儀表監(jiān)控系統(tǒng)

儀表監(jiān)控可以準(zhǔn)確識(shí)別當(dāng)前機(jī)電設(shè)備生產(chǎn)狀態(tài)從而預(yù)防各種故障。傳統(tǒng)的儀表監(jiān)控有微處理器以及大規(guī)模集成電路等，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，一部分機(jī)械電子工程已經(jīng)使用可編程 邏輯控制器、分布式控制系統(tǒng)等，利用先進(jìn)的儀表監(jiān)控系統(tǒng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)儀表，在可編程邏輯控制器和分布式控制系統(tǒng)的科研基礎(chǔ)上，研究人員又研制出了新一代儀表監(jiān)控系統(tǒng)如現(xiàn)場總線系統(tǒng)等。

4.2自動(dòng)化設(shè)備檢測系統(tǒng)

自動(dòng)化設(shè)備檢測系統(tǒng)能夠自動(dòng)發(fā)現(xiàn)機(jī)電設(shè)備生產(chǎn)過程中的危險(xiǎn)操作并將其排除，同時(shí)自動(dòng)化設(shè)備檢測系統(tǒng)還可以利用無損傷探傷法，對機(jī)電設(shè)備生產(chǎn)過程中的生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行探傷以綜合分析其生產(chǎn)狀態(tài)以及故障發(fā)生率，從而在很大程度上提前排除了設(shè)備故障威脅，切實(shí)保障機(jī)電工程生產(chǎn)安全性。同時(shí)，該系統(tǒng)還可以和設(shè)備故障報(bào)警系統(tǒng)共同使用，在設(shè)備發(fā)生安全事故時(shí)，設(shè)備報(bào)警系統(tǒng)可以向工作人員發(fā)出警報(bào)并急停設(shè)備，大大降低了故障對于機(jī)械電 子工程生產(chǎn)過程中的威脅。

4.3自律分配化系統(tǒng)方向

通常情況下，只有機(jī)電一體化系統(tǒng)發(fā)展到一定程度后，自律分配化系統(tǒng)才可以投入使用。自律分配化系統(tǒng)需要借助獨(dú)立的運(yùn)行模式，具有比較強(qiáng)的自律性，其會(huì)隨著外界環(huán)境的變化而發(fā)生相應(yīng)的變化，以更好地適應(yīng)外界環(huán)境需求。自律分配化系統(tǒng)可以根據(jù)總指令，來使每個(gè)子系統(tǒng)獨(dú)立完成相應(yīng)的工作，這樣既可以避免由于某一子系統(tǒng)故障而導(dǎo)致機(jī)械工程無法順利進(jìn)行，還可以有效提高機(jī)電一體化系統(tǒng)的柔性，提高機(jī)械工程的運(yùn)行效率。

4.4全息系統(tǒng)化方向

“全息”，即所謂的全方位呈現(xiàn)，在機(jī)電一體化未來發(fā)展中，“全息”的優(yōu)勢將會(huì)更加明顯，其可以從不同的角度來準(zhǔn)確執(zhí)行“指令”，以確保機(jī)械工程運(yùn)行的有效性。實(shí)際上，全息系統(tǒng)化的發(fā)展主要得益于模糊技術(shù)和信息技術(shù)的高速發(fā)展。

5.結(jié)語

總之，機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展程度幾乎決定了工程的運(yùn)作效率，機(jī)電一體化系統(tǒng)需要更加地自動(dòng)化，智能化，系統(tǒng)化，不斷的貼近機(jī)械工程的發(fā)展需要，相關(guān)的專業(yè)人員也需要對于技術(shù)手段更加的精進(jìn)，綜合學(xué)習(xí)各學(xué)科的優(yōu)勢項(xiàng)目，使機(jī)電一體化技術(shù)能夠得到充分的優(yōu)化。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊麗.機(jī)電一體化系統(tǒng)在機(jī)械工程中的應(yīng)用[J].電子測試，2017（1）.

[2]肖遠(yuǎn)見.機(jī)電一體化系統(tǒng)在機(jī)械工程中的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2017（5）.

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