機(jī)電一體化設(shè)計(jì)理念與自動(dòng)控制技術(shù)應(yīng)用分析

雒雪峰

摘? ?要：伴隨社會(huì)進(jìn)步與經(jīng)濟(jì)發(fā)展，機(jī)電一體化和自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)電控制領(lǐng)域應(yīng)用越來(lái)越廣泛，同時(shí)也對(duì)機(jī)電設(shè)備和產(chǎn)品的質(zhì)量起到了進(jìn)一步推動(dòng)和發(fā)展。它不僅提高了產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)效率，而且也改變了機(jī)電工業(yè)的發(fā)展模式，帶動(dòng)了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的縱深發(fā)展。隨著智能時(shí)代的來(lái)臨，機(jī)電行業(yè)必須搶抓歷史機(jī)遇，采取積極有效的態(tài)度來(lái)應(yīng)變工業(yè)革命的變革，大力提高工業(yè)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力。本文將以機(jī)電控制系統(tǒng)和自動(dòng)技術(shù)概念為主，簡(jiǎn)要對(duì)其具體應(yīng)用進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：機(jī)電控制系統(tǒng)? 自動(dòng)控制技術(shù)? 一體化

中圖分類號(hào)：TH-39? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-098X（2019）06（c）-0005-02

近年來(lái)，人工智能技術(shù)得到了迅猛發(fā)展，機(jī)電行業(yè)控制系統(tǒng)以及自動(dòng)控制技術(shù)因此而崛起，機(jī)電控制系統(tǒng)在各行各業(yè)中都得到了廣泛應(yīng)用。機(jī)電控制系統(tǒng)的原理主要是將先進(jìn)的自動(dòng)化控制技術(shù)與機(jī)械設(shè)備進(jìn)行有效融合，從而使機(jī)電設(shè)備產(chǎn)生智能化。機(jī)電控制系統(tǒng)在工業(yè)企業(yè)的普遍應(yīng)用不僅大大提高了產(chǎn)品自身質(zhì)量，節(jié)約了能源能耗成本，也在一定基礎(chǔ)上增強(qiáng)了企業(yè)的生產(chǎn)能力和水平。

1? 機(jī)電控制系統(tǒng)和自動(dòng)控制技術(shù)的理念與應(yīng)用

1.1 機(jī)電控制系統(tǒng)理念

機(jī)電控制系統(tǒng)具備3個(gè)基本特征：自動(dòng)、智能和高效。在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，機(jī)電控制系統(tǒng)是通過(guò)信號(hào)傳輸和程序運(yùn)行來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)電設(shè)備的操控和產(chǎn)品的加工生產(chǎn)，工作人員還可以通過(guò)電腦自控系統(tǒng)進(jìn)行產(chǎn)品檢驗(yàn)和設(shè)備監(jiān)控。這在一定程度上能夠發(fā)揮機(jī)電控制系統(tǒng)的高效性，使得工作人員能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)和快速解決生產(chǎn)中所出現(xiàn)的各種問(wèn)題。而機(jī)電控制系統(tǒng)的智能化特征，可以大大減少人工工作量，從而有效避免生產(chǎn)失誤和產(chǎn)品的殘次率。另外，在較為危險(xiǎn)的生產(chǎn)崗位，智能系統(tǒng)能夠代替人工作業(yè)，很大程度上提高了作業(yè)人員的人身安全系數(shù)，大大降低事故率的出現(xiàn)。機(jī)電控制系統(tǒng)將工業(yè)生產(chǎn)工作連成了一個(gè)整體，不僅極大的提高了生產(chǎn)效率，也進(jìn)一步刺激了新型科技的出現(xiàn)，推動(dòng)工業(yè)革命和經(jīng)濟(jì)發(fā)展[1]。

1.2 自動(dòng)控制技術(shù)理念

自動(dòng)控制技術(shù)是利用控制裝置，來(lái)對(duì)工作流程進(jìn)行設(shè)定。并且在沒有人為操作的情況下，遵循一定的規(guī)律，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行生產(chǎn)。與人為操作相比較，它具有很強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)。例如，自動(dòng)化控制技術(shù)中所采取的硬盤驅(qū)動(dòng)，它能夠在較為嘈雜的環(huán)境中穩(wěn)定地進(jìn)行工作[2]。

1.3 自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)電控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

隨著社會(huì)進(jìn)步和科技的發(fā)展，機(jī)電控制系統(tǒng)和自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣泛，其中主要應(yīng)用于以下兩個(gè)方面。

第一，機(jī)電控制裝備的應(yīng)用。前文所言，自動(dòng)控制技術(shù)主要由控制裝備以及控制器操作。例如，在進(jìn)行機(jī)電控制裝備的速度運(yùn)轉(zhuǎn)記錄時(shí)，需要根據(jù)控制器來(lái)進(jìn)行相應(yīng)的測(cè)試。根據(jù)現(xiàn)如今的情況來(lái)講，我國(guó)大部分現(xiàn)代企業(yè)都已經(jīng)廣泛使用新型的自動(dòng)化控制技術(shù)。因此使控制器加入到機(jī)電控制裝備中，能夠?qū)⒄麄€(gè)的生產(chǎn)過(guò)程連接成一個(gè)整體。

第二，微型計(jì)算機(jī)在自動(dòng)化技術(shù)中的應(yīng)用。自動(dòng)化控制技術(shù)應(yīng)用于機(jī)電微型計(jì)算機(jī)，根據(jù)控制裝備從而對(duì)數(shù)字模型進(jìn)行建立，并且在計(jì)算機(jī)的幫助下，對(duì)生產(chǎn)程序進(jìn)行控制。這種操作具備3個(gè)優(yōu)勢(shì)。

（1）單從計(jì)算機(jī)的生產(chǎn)來(lái)講，對(duì)機(jī)電和自動(dòng)控制進(jìn)行有效的協(xié)調(diào)，使得不同的單元技術(shù)進(jìn)行相應(yīng)的融合。當(dāng)自動(dòng)控制技術(shù)應(yīng)用于機(jī)電產(chǎn)業(yè)后，不僅生產(chǎn)價(jià)值得到了巨大的提升，而且也盡可能的縮短了生產(chǎn)周期。值得一提的是，在此過(guò)程，通過(guò)工程師對(duì)機(jī)電模型進(jìn)行深入研究，從而可以使其工作能力不斷得以提升。

（2）從安全方面來(lái)講，微型計(jì)算機(jī)中加入了自動(dòng)化，能夠較快的感知危險(xiǎn)。例如，在機(jī)電生產(chǎn)線中，如果某一節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)問(wèn)題，自動(dòng)控制裝備就能夠使機(jī)械設(shè)備及時(shí)停止運(yùn)行。

（3）自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，為機(jī)電一體化提供了一定的技術(shù)支持[3]。

2? 機(jī)電控制一體化的設(shè)計(jì)

2.1 機(jī)電控制一體化的設(shè)計(jì)理念

機(jī)電控制系統(tǒng)一體化的基本想法最早是日本提出來(lái)的，日本研究人員具有創(chuàng)造性的將動(dòng)力功能加入到了電子技術(shù)應(yīng)用中進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，從而實(shí)現(xiàn)了接卸裝置與電子、軟件設(shè)計(jì)的融合，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和工業(yè)的發(fā)達(dá)，機(jī)電控制系統(tǒng)一體化逐步形成。在工業(yè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造當(dāng)中，機(jī)電系統(tǒng)一體化能夠?qū)⑺O(shè)計(jì)的產(chǎn)品進(jìn)行系統(tǒng)分析并將分析數(shù)據(jù)進(jìn)行了有效整合。但是，美中不足的是這個(gè)過(guò)程需要進(jìn)行反復(fù)修改和完善，才使得最終目標(biāo)得到實(shí)現(xiàn)。

2.2 機(jī)電自動(dòng)控制技術(shù)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)要求

為了使得人工工作強(qiáng)度得以降低，人們一直在不斷的尋找可以代替人力的產(chǎn)品。因此，半自動(dòng)機(jī)械隨之出現(xiàn)。隨著社會(huì)的進(jìn)步，信息技術(shù)得到發(fā)展，人們開始著手設(shè)計(jì)自動(dòng)化設(shè)備。

現(xiàn)如今，我國(guó)的制造業(yè)加工和機(jī)電控制技術(shù)的研究機(jī)構(gòu)越來(lái)越多，而對(duì)于整個(gè)社會(huì)而言，開發(fā)出實(shí)用的好的產(chǎn)品，使得人們能夠真正實(shí)用和適用。因此，在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中，要以市場(chǎng)的需求和企業(yè)的發(fā)展為主，有些企業(yè)生產(chǎn)的是高精產(chǎn)品，當(dāng)人力不及時(shí)，便需要有這樣的產(chǎn)品出現(xiàn)。

2.3 機(jī)電控制系統(tǒng)中的一體化設(shè)計(jì)

機(jī)電一體化設(shè)計(jì)所涉及的范圍比較廣，但主要還是應(yīng)用于電子和機(jī)械行業(yè)。雖然機(jī)電一體控制系統(tǒng)具有較多優(yōu)點(diǎn)，但是因?yàn)槠湓O(shè)計(jì)種類較多，因此在進(jìn)行機(jī)電一體化的產(chǎn)品研究時(shí)，很難將各個(gè)廠家進(jìn)行有機(jī)的融合。但是，如果將機(jī)電一體化的設(shè)計(jì)模塊進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化，那么即使是一些小型企業(yè)也會(huì)尋找到鐘意的合作伙伴，生產(chǎn)效率可以大大提升。目前，網(wǎng)絡(luò)時(shí)代能夠使微型化特征打破時(shí)間和地域上的限制，也能使微型化技術(shù)改變機(jī)電控制領(lǐng)域各自為戰(zhàn)的現(xiàn)狀，不斷擴(kuò)展其影響范圍。

當(dāng)機(jī)械設(shè)備設(shè)施無(wú)法按預(yù)期完成設(shè)計(jì)任務(wù)時(shí)，必要條件下可以加入電子元件對(duì)機(jī)電系統(tǒng)進(jìn)行有效控制。充分利用這種軟硬件結(jié)合的方式，體現(xiàn)機(jī)電一體化的高精度設(shè)計(jì)理念，當(dāng)然，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，還要綜合考慮產(chǎn)品的成本和市場(chǎng)的需求等因素。通常來(lái)講，在機(jī)電一體化設(shè)計(jì)中，一般會(huì)經(jīng)歷兩個(gè)階段，首先是開發(fā)階段，這一階段就是必須使得產(chǎn)品的性能得以滿足，同時(shí)還要對(duì)其進(jìn)行不斷的修改和完善，從而使得機(jī)電控制系統(tǒng)能夠在一體化產(chǎn)品的性能上得到進(jìn)一步的提高。一般來(lái)講，機(jī)電控制系統(tǒng)一體化可以利用三種方法。

第一，運(yùn)用電子線路來(lái)替代機(jī)械控制。傳統(tǒng)的機(jī)械運(yùn)行中，控制系統(tǒng)一般采取的是單一的機(jī)械控制結(jié)構(gòu)，但是在機(jī)電控制系統(tǒng)一體化設(shè)計(jì)中為了使機(jī)械的運(yùn)行模塊得到改善，可以利用電子線路來(lái)取代機(jī)械的控制結(jié)構(gòu)。而這種替代過(guò)程可以分為兩種：一是利用微型計(jì)算機(jī)或者是具有編程的控制器;二是利用變速結(jié)構(gòu)或者是凸輪取代步進(jìn)開關(guān)或插線板等。利用電子線路不僅能夠大大改變機(jī)械的控制結(jié)構(gòu)，提高產(chǎn)品的質(zhì)量，而且還能夠極大的簡(jiǎn)化機(jī)械的控制結(jié)構(gòu)，減小機(jī)械體量，降低設(shè)備占有空間。

第二，將電子部分和機(jī)械部分進(jìn)行有效整合。在機(jī)電控制系統(tǒng)一體化的設(shè)計(jì)中，最主要的環(huán)節(jié)便是打破了傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念和方式，在不改變產(chǎn)品原理的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)新的設(shè)計(jì)理念。采取全新的思路進(jìn)行設(shè)計(jì)，進(jìn)一步提高產(chǎn)品性能，將電子技術(shù)和機(jī)械原理進(jìn)行有效整合，從而使其融合為一個(gè)整體。

第三，在機(jī)電控制系統(tǒng)一體化的設(shè)計(jì)中，如果只是將電子技術(shù)和機(jī)械技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)單的整合，卻使其達(dá)不到預(yù)期的效果，那么便需要將各個(gè)功能模塊進(jìn)行整合，使其變成多功能的綜合性系統(tǒng)，使設(shè)計(jì)達(dá)到預(yù)期的效果。

3? 結(jié)語(yǔ)

總之，機(jī)電控制系統(tǒng)自動(dòng)控制技術(shù)一體化在當(dāng)今社會(huì)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，作用越來(lái)越重要，已逐漸發(fā)展成為產(chǎn)品設(shè)計(jì)的主流需求。本文從機(jī)電控制系統(tǒng)到自動(dòng)控制技術(shù)的理念入手，簡(jiǎn)要的對(duì)機(jī)電控制一體化的設(shè)計(jì)理念進(jìn)行闡述。機(jī)電控制系統(tǒng)和自動(dòng)化技術(shù)的結(jié)合下，產(chǎn)生了機(jī)電一體化，它對(duì)企業(yè)的效益和投資問(wèn)題進(jìn)行了有效的協(xié)調(diào)，提高了產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)質(zhì)量。因此，在經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的浪潮中，大力發(fā)展機(jī)電一體化技術(shù)，積極轉(zhuǎn)變企業(yè)發(fā)展模式，節(jié)約工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)成本以成為當(dāng)下的主要任務(wù)。

參考文獻(xiàn)

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