機(jī)電一體化系統(tǒng)在機(jī)械工程中的應(yīng)用

張帆 劉佳

摘要：互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，使得科學(xué)技術(shù)也發(fā)生了很大變革，尤其是網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的發(fā)展，使得很多國家的經(jīng)濟(jì)和工業(yè)生產(chǎn)都緊密的連續(xù)在一起，共同構(gòu)成經(jīng)濟(jì)全球化的發(fā)展格局。網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)快速發(fā)展也間接的帶動了遠(yuǎn)程控制和監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展，尤其是遠(yuǎn)程控制與終端設(shè)備是機(jī)電一體化中使用比較廣泛的設(shè)備，通過在機(jī)械工程行業(yè)中使用機(jī)電一體化技術(shù)，將會在很大程度上提升機(jī)械工程生產(chǎn)、作業(yè)效率水平。未來創(chuàng)新型的機(jī)電一體化技術(shù)研究出來將會對整個機(jī)械工程行業(yè)產(chǎn)生巨大影響。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化;機(jī)械工程;應(yīng)用

1機(jī)電一體化系統(tǒng)概述

為了實現(xiàn)機(jī)械工程操作的高效化和準(zhǔn)確性，實行機(jī)電一體化系統(tǒng)的普及是非常必要的。在目前的機(jī)械工程發(fā)展過程階段，機(jī)電一體化系統(tǒng)已經(jīng)應(yīng)用的比較廣泛，隨著實際應(yīng)用技術(shù)的逐漸純熟，經(jīng)驗的不斷積累，也表現(xiàn)出比較明顯的特征。第一，機(jī)電一體化系統(tǒng)的具體實現(xiàn)是需要經(jīng)過多門學(xué)科、多門技術(shù)綜合得出的，涉及的門類比較繁多并且實際應(yīng)用涉及范圍比較廣泛。第二，機(jī)電一體化系統(tǒng)是將各個學(xué)科的科學(xué)知識進(jìn)行整理整合、提煉優(yōu)化出機(jī)械工程實際建設(shè)所需的操作系統(tǒng)，幫助機(jī)械工程完成一些操作任務(wù)，并且可以保證建設(shè)過程中相對的安全。第三，機(jī)電一體化系統(tǒng)的建立是基于對于自動化以及機(jī)電技術(shù)的純熟理論基礎(chǔ)，通過這些基礎(chǔ)技術(shù)的支撐和引導(dǎo)，幫助機(jī)械工程建立起比較良好的符合實際要求的機(jī)電一體化系統(tǒng)。

2機(jī)電一體化系統(tǒng)特點

2.1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時的監(jiān)測，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。

2.2應(yīng)用范圍廣

機(jī)電一體化系統(tǒng)在具體的應(yīng)用過程中，主要是融合了多項技術(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)功能較為單一的問題，而且還可以為各種行業(yè)提供多樣化的服務(wù)。

2.3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作用。

3機(jī)電一體化在工程機(jī)械當(dāng)中的應(yīng)用

3.1實現(xiàn)生產(chǎn)施工的半自動、自動化目的

工程機(jī)械在作業(yè)過程中的半自動、自動化實現(xiàn)，能夠顯著降低在作業(yè)過程中工作人員的勞動強(qiáng)度，并且讓生產(chǎn)的效率得到顯著的提升。與此同時，還可以規(guī)避因為工作人員的經(jīng)驗不足而導(dǎo)致的負(fù)面影響，如因人為主觀思想而導(dǎo)致的事故出現(xiàn)。以三菱公司的挖掘機(jī)為例，其能夠?qū)ν诰驒C(jī)的軌跡系統(tǒng)給予針對性的控制，并在控制板當(dāng)中，工作人員能夠預(yù)先設(shè)計好挖掘機(jī)的運(yùn)行軌跡以及鏟斗的運(yùn)行工作形狀等，然后借助機(jī)械當(dāng)中的微機(jī)操作系統(tǒng)，對挖掘機(jī)的不同部位發(fā)送相應(yīng)的控制指令，從而實現(xiàn)自動化控制鏟刀、動臂以及斗桿等工作項目。在機(jī)械的作業(yè)過程中，能夠展現(xiàn)挖掘機(jī)的自動化工作能力，同時還可以對開口、斜坡以及特殊的斷面溝槽等在開挖過程中實現(xiàn)較高的精度控制。

3.2提高保養(yǎng)與維護(hù)效率

保養(yǎng)的質(zhì)量將會直接決定設(shè)備是否會發(fā)生故障，所以必須定期對機(jī)械設(shè)備給予適當(dāng)?shù)谋ｐB(yǎng)以及維護(hù)。機(jī)械設(shè)備的管理人員必須按照機(jī)械保養(yǎng)的標(biāo)準(zhǔn)以及說明書當(dāng)中的指導(dǎo)進(jìn)行針對性的保養(yǎng)維護(hù)，與相關(guān)技術(shù)人員進(jìn)行技術(shù)交流，定期抽查并監(jiān)督保養(yǎng)的落實狀況。對發(fā)生故障的機(jī)械設(shè)備而言，傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)備只有在出現(xiàn)故障之后才會發(fā)現(xiàn)設(shè)備出現(xiàn)異常。對此，合理應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)，能夠在機(jī)械設(shè)備的許多部件當(dāng)中安裝相應(yīng)的感應(yīng)設(shè)備。例如，溫度傳感器，在發(fā)動機(jī)的溫度超過界限值時，會自動發(fā)出報警，并借助顯示器讓施工人員了解發(fā)動機(jī)的工作狀態(tài)，從而針對性地進(jìn)行處理，預(yù)防故障的發(fā)生。通過機(jī)電一體化技術(shù)，能夠顯著提高機(jī)械設(shè)備使用性能，控制管理與維修成本。自動化報警體系能夠?qū)Ξa(chǎn)生的故障具體位置給予準(zhǔn)確性定位，并且能夠有效地改善工作人員的工作條件，快速地優(yōu)化機(jī)械設(shè)備的工作效率，促使機(jī)械設(shè)備的維修、保養(yǎng)顯得更加有針對性和目的性，降低機(jī)械設(shè)備停機(jī)維修的時間，從而控制機(jī)械設(shè)備的使用成本，延長機(jī)械設(shè)備的使用壽命。

3.3節(jié)能應(yīng)用

傳統(tǒng)的工程機(jī)械設(shè)備的能源消耗量相當(dāng)龐大，但能源的使用效率卻非常低，能源的浪費現(xiàn)象非常嚴(yán)重。在應(yīng)用機(jī)電一體化之后，可以借助類似于電子節(jié)能控制器的設(shè)備，大幅度提升挖掘機(jī)等大型工程機(jī)械設(shè)備的能源使用效率，并達(dá)到最大化的節(jié)能目的，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)能源的節(jié)省，還能夠提高設(shè)備的使用性能，操作也顯得更加便捷。除此之外，借助機(jī)電一體化技術(shù)，能夠讓工程機(jī)械的工作環(huán)境得到有效的優(yōu)化，促使工程機(jī)械的使用更加環(huán)保和安全，并最大限度降低機(jī)械的磨損程度，提升機(jī)械設(shè)備的整體工作效率。

3.4工程機(jī)械作業(yè)精度控制

在工程機(jī)械眾多操作中，成品的精密度非常重要，其中核心參數(shù)如果出現(xiàn)了誤差，直接對產(chǎn)品性能有一定影響，但是如果能夠有效利用機(jī)電一體化技術(shù)，就能夠?qū)φw操控過程的參數(shù)進(jìn)行控制。比如，在混凝土攪拌環(huán)節(jié)中，如按照傳統(tǒng)技術(shù)來測量原材料的重量就會產(chǎn)生誤差，而在微機(jī)控制電子稱量系統(tǒng)中，就可以對所有原材料做出精準(zhǔn)測量，大大減少誤差。在修建路面作業(yè)中，可以利用自動找平系統(tǒng)使路面建設(shè)更加平坦工整。

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自動化設(shè)備檢測系統(tǒng)

自動化設(shè)備檢測系統(tǒng)能夠自動發(fā)現(xiàn)機(jī)電設(shè)備生產(chǎn)過程中的危險操作并將其排除，同時自動化設(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，切實保障機(jī)電工程生產(chǎn)安全性。同時，該系統(tǒng)還可以和設(shè)備故障報警系統(tǒng)共同使用，在設(shè)備發(fā)生安全事故時，設(shè)備報警系統(tǒng)可以向工作人員發(fā)出警報并急停設(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。

4.2儀表監(jiān)控系統(tǒng)

儀表監(jiān)控可以準(zhǔn)確識別當(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。

4.3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)需要借助獨立的運(yùn)行模式，具有比較強(qiáng)的自律性，其會隨著外界環(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，來使每個子系統(tǒng)獨立完成相應(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。

5結(jié)束語

總之，通過與現(xiàn)代信息技術(shù)的充分融合與集成，機(jī)電一體化技術(shù)已經(jīng)日臻成熟并取得了重大突破，并在機(jī)械工程領(lǐng)域得到了廣泛的推廣與認(rèn)可。但目前此項技術(shù)還有很大的發(fā)展空間與研究的價值，應(yīng)當(dāng)以現(xiàn)有的技術(shù)成果為平臺，進(jìn)一步研究新的信息技術(shù)成果，并及時與機(jī)械工程的需要相結(jié)合，從而促進(jìn)技術(shù)的創(chuàng)新、行業(yè)的進(jìn)步和社會的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]?史伯寧.工程機(jī)械中機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用剖析[J].民營科技，2017（11）：89.

[2]?申小波.機(jī)電一體化技術(shù)在機(jī)械工程中的應(yīng)用與走向[J].建材與裝飾，2017（46）：208.

（1.作者身份證號碼：211224198806104924 陽英索機(jī)電技術(shù)有限公司 2.作者身份證號碼：21142119870130362X）