機(jī)電一體化系統(tǒng)在機(jī)械工程中應(yīng)用淺析

李瑞敏

摘 要：自從改革開放以來，我國(guó)科學(xué)技術(shù)隨著經(jīng)濟(jì)實(shí)力的上漲迎來了飛速發(fā)展，而機(jī)電一體化技術(shù)在也處于一個(gè)蓬勃的發(fā)展態(tài)勢(shì)，并且機(jī)電一體化技術(shù)在工程機(jī)械領(lǐng)域也得到了廣泛的使用。自動(dòng)化與半自動(dòng)化在這項(xiàng)技術(shù)的支持下具有實(shí)現(xiàn)的可能，可以讓機(jī)械作業(yè)與精準(zhǔn)度有一個(gè)質(zhì)的飛躍。因此，本篇文章對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)在機(jī)械工程中的中的主要技術(shù)所在以及應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化機(jī)械技術(shù)；應(yīng)用發(fā)展；工程機(jī)械

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.07.009

1 前言

我國(guó)自打改革開放之后，經(jīng)濟(jì)實(shí)現(xiàn)了飛躍式發(fā)展，與此同時(shí)科學(xué)技術(shù)也在此前提下進(jìn)入到飛速發(fā)展階段，人民的生活水平，生產(chǎn)方式與生活質(zhì)量等發(fā)生了一些列改變，在我國(guó)眾多領(lǐng)域當(dāng)中，科學(xué)技術(shù)不斷深入，進(jìn)行創(chuàng)新和改善，讓很多專業(yè)可以相互學(xué)習(xí)互相滲透，特別是機(jī)械工程專業(yè)，并且這一領(lǐng)域從原先的機(jī)電電氣化正在向機(jī)電一體化轉(zhuǎn)變，而這一切都要?dú)w功于計(jì)算機(jī)技術(shù)與微電子技術(shù)的發(fā)展，并且也讓整個(gè)中國(guó)的工程機(jī)械企業(yè)從基礎(chǔ)上發(fā)生了改變。

2 對(duì)機(jī)電一體化的理解

直至今日，機(jī)械一體化已經(jīng)衍變成一個(gè)獨(dú)具特點(diǎn)的專業(yè)學(xué)科，而科學(xué)技術(shù)的不斷完善和發(fā)展，會(huì)讓機(jī)械一體化變得更加完善更加多樣化。自動(dòng)化控制在機(jī)械一體化出現(xiàn)的同時(shí)，證明了自動(dòng)化控制是可以實(shí)現(xiàn)的，并且機(jī)械一體化屬于一個(gè)交叉性的專業(yè)學(xué)科，它的存在是融合了多種專業(yè)而形成的，在融合的同時(shí)還有獨(dú)立的特點(diǎn)存在。我們從概念上可以發(fā)現(xiàn)，機(jī)械一體化所涵蓋的就是產(chǎn)品與技術(shù)。系統(tǒng)工程是機(jī)械一體化的出發(fā)點(diǎn)，并且將種種信息進(jìn)行融合，讓其可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)多方面技術(shù)共存的最優(yōu)產(chǎn)品。因此為了可以讓機(jī)械一體化發(fā)展更加完善，以下幾個(gè)技術(shù)是必須進(jìn)行的：

（1）機(jī)械本體技術(shù)。質(zhì)量，精度與性能是機(jī)械本體技術(shù)最該注重的幾個(gè)方面。機(jī)械系統(tǒng)的縮微化和性能優(yōu)化是建立在一個(gè)簡(jiǎn)化的機(jī)械基礎(chǔ)之上的，所以如果想要讓機(jī)械本體的質(zhì)量減輕，我們可以考慮使用非金屬?gòu)?fù)合材料而不是傳統(tǒng)的鋼材料，讓機(jī)械快速響應(yīng)的特性可以得到提高，從而將效率提升并且降低能源使用。

（2）信息處理技術(shù)。電氣機(jī)械一體化與微電子技術(shù)之間的關(guān)系與傳播信息和普遍使用的信息都擁有著密切的關(guān)系。因此，為了進(jìn)一步讓電動(dòng)機(jī)械一體化得到發(fā)展，信息處理設(shè)備的穩(wěn)定性與可靠性就必須要提高。

（3）軟件技術(shù)。機(jī)械一體化系統(tǒng)當(dāng)中軟件是不可或缺的一部分，軟件與硬件之間需要保持協(xié)調(diào)一致的發(fā)展。并且為了讓軟件的研發(fā)成本節(jié)約以及維修效率的提高，應(yīng)該讓軟件逐步向標(biāo)準(zhǔn)化前進(jìn)，其中也包括程序的模塊化以及程序標(biāo)準(zhǔn)化和軟件程序的固化等。

3 機(jī)電一體化未來發(fā)展方向

（1）全息系統(tǒng)化方向。全息系統(tǒng)化的大體意思就是全方位呈現(xiàn)，全息這一特點(diǎn)會(huì)在日后的機(jī)電一體化發(fā)展中逐漸明朗起來，從另一種觀點(diǎn)來看，機(jī)電集成將會(huì)使“指令”實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的執(zhí)行，而智能化發(fā)展是一種主要的趨勢(shì)，并且這一趨勢(shì)在日后的信息技術(shù)和模糊技術(shù)當(dāng)中非常有用。

（2）光機(jī)電一體化方向。光機(jī)電一體化還有一個(gè)名稱，就是機(jī)械電子工程，光機(jī)電一體化屬于機(jī)械工程與自動(dòng)化的一種技術(shù)，傳統(tǒng)的機(jī)電一體化技術(shù)與光機(jī)電一體化相比，其區(qū)別主要是光機(jī)電一體化加入了光學(xué)技術(shù)，并且對(duì)光學(xué)技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行了完美的利用，讓機(jī)電一體化系統(tǒng)當(dāng)中的各個(gè)子系統(tǒng)更進(jìn)一步的得到了優(yōu)化和改善。

（3）模塊化方向。模塊化在機(jī)電一體化發(fā)展的過程當(dāng)中屬于一個(gè)耗時(shí)耗力又困難的任務(wù)。就算是發(fā)展到今天生產(chǎn)廠商與產(chǎn)品樣式也是非常紛雜的，研究和開發(fā)具備標(biāo)準(zhǔn)化電氣接口、機(jī)械接口、動(dòng)力接口、環(huán)境接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品是十分復(fù)雜和困難的事情。但是，這對(duì)于機(jī)電一體化的模塊化生產(chǎn)是非常重要的也有一定的實(shí)際意義，其不光可以讓機(jī)電一體化的生產(chǎn)維修等成本得到保證，還可以讓與之相關(guān)的技術(shù)人員培訓(xùn)得到益處。

4 機(jī)電一體化在機(jī)械工程中的應(yīng)用

我國(guó)在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，人民生活質(zhì)量提高，精神需求提高的同時(shí)，促使了現(xiàn)代工程施工規(guī)模和難度的不斷提高，這點(diǎn)引發(fā)就讓工程機(jī)械設(shè)備的性能要求更高，并且工程機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)化程度高低對(duì)施工質(zhì)量與經(jīng)濟(jì)效益也有一定的影響。目前的工程機(jī)械以下幾點(diǎn)是必須具備的：施工過程的質(zhì)量問題、精度問題；生產(chǎn)效率、一個(gè)良好的經(jīng)濟(jì)效率；設(shè)備性能的穩(wěn)定以及工程安全問題等，如果想要滿足以上性能，機(jī)電一體化技術(shù)就需要在工程機(jī)械領(lǐng)域中出現(xiàn)，而范圍有以下幾個(gè)方面。

（1）節(jié)能降耗，提高生產(chǎn)效率。從前過于傳統(tǒng)的柴油機(jī)對(duì)于能源利用上會(huì)造成很大的浪費(fèi)，而電控系統(tǒng)的加入能讓柴油機(jī)的輸出功率達(dá)到最佳，可以讓柴油進(jìn)行完全燃燒。為了讓柴油能源可以得到完善的利用，電子控制技術(shù)是一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，其可以依照負(fù)荷條件對(duì)油門進(jìn)行自動(dòng)控制調(diào)節(jié)，讓能源利用率可以大大增加。比方說：我國(guó)鄰國(guó)日本有一個(gè)小松公司其挖掘機(jī)所運(yùn)用的節(jié)能控制器，其燃?xì)饪梢怨?jié)約到百分之23左右，并且機(jī)械使用功率的利用率可以高達(dá)百分之九十八，這樣高標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)都是因?yàn)槠溥\(yùn)用了卡特電子效率控制系統(tǒng)。

（2）作業(yè)過程的自動(dòng)化或半自動(dòng)化。如果自動(dòng)化或者半自動(dòng)化在工程機(jī)械上得到使用，不僅可以讓工作人員的作業(yè)減輕，還可以讓生產(chǎn)效率得到提高，同時(shí)可以讓作業(yè)的安全系數(shù)得到保證。比方說，我國(guó)鄰國(guó)日本的三菱公司的挖掘機(jī)有一個(gè)挖掘軌跡的控制系統(tǒng)，鏟斗的運(yùn)動(dòng)軌跡與形狀在操作人員的控制之下進(jìn)行設(shè)定，微機(jī)控制系統(tǒng)可以依照傳感器角度的信號(hào)，對(duì)其進(jìn)行鏟刀控制動(dòng)臂，實(shí)現(xiàn)各種形式和概要，以精確的方式，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)挖掘，同時(shí)也讓人工突破的危險(xiǎn)大大降低。

5 結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)機(jī)電一體化方面進(jìn)行闡述，機(jī)電一體化是目前機(jī)械工程當(dāng)中發(fā)展最快也是作用范圍最廣泛的，其價(jià)值會(huì)隨著時(shí)代的進(jìn)步不斷升值，并且機(jī)械一體化是未來機(jī)械工程中發(fā)展方向的主要部分，也能讓傳統(tǒng)機(jī)械行業(yè)的發(fā)展空間擴(kuò)大與改變。目前的科學(xué)技術(shù)在時(shí)代的背景之下不斷發(fā)展，并且其中互相融合的成分是不可或缺的，其中信息技術(shù)以及電子技術(shù)等為基礎(chǔ)的機(jī)電一體化也是多種專業(yè)學(xué)科進(jìn)行融合的體現(xiàn)產(chǎn)物。因此在未來的一段時(shí)間，機(jī)電一體化技術(shù)將會(huì)在機(jī)械工程當(dāng)中得到強(qiáng)大的生命力。

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