王庭林,劉太貴
(貴州振華新材料有限公司,貴陽550014)
近幾年,我國不斷對機(jī)電一體化技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新,提高了機(jī)電產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率,同時(shí),提高了產(chǎn)品的功能性和精度,將其應(yīng)用在現(xiàn)代化工程建設(shè)中,可以為生產(chǎn)提供便利。
機(jī)電一體化是一門典型的現(xiàn)代化交叉學(xué)科,它涉及機(jī)械、電氣等技術(shù)。它是研究將電子器件的信息處理和控制功能附加或融合在機(jī)械裝置中的一種復(fù)合型技術(shù)。機(jī)電一體化的基本思路是智能化地集成各個(gè)行業(yè)的有效功能于一體,以滿足人工智能日益增長的需求,目前,在其具體的應(yīng)用形式中,應(yīng)用最廣的是數(shù)控機(jī)床和工業(yè)機(jī)器人?,F(xiàn)代工業(yè)機(jī)器人需要集成感知、控制、操作等方面的技術(shù),需要高水平的機(jī)電一體化技術(shù)的支持,尤其在計(jì)算機(jī)信息化不斷發(fā)展的背景下,具體實(shí)現(xiàn)方式不斷更新,越來越智能化,同時(shí)也更加復(fù)雜化。
在我國,工程機(jī)械機(jī)電一體化的發(fā)展,沒有成熟的科技成果和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來借鑒和指導(dǎo),需要投入大量的資源,并且成功率較低。由于行業(yè)競爭非常激烈,以及市場信息的快速變化,給該領(lǐng)域的技術(shù)人員帶來了巨大的挑戰(zhàn)和壓力,也給研究工作增加了很大的難度[1]。目前,只有少數(shù)企業(yè)實(shí)現(xiàn)了機(jī)電一體化在工程機(jī)械中的廣泛應(yīng)用,占據(jù)了市場優(yōu)勢。
相較于歐美國家,我國機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展水平還相對落后,主要是由于我國機(jī)械工程機(jī)電一體化技術(shù)的創(chuàng)新能力不足,對該技術(shù)的應(yīng)用只是盲目模仿。由于缺乏獨(dú)立意識,很難與國外企業(yè)進(jìn)行競爭,導(dǎo)致越來越多的外國品牌進(jìn)入中國,消費(fèi)市場的主導(dǎo)力量也在不斷動搖[2]。
機(jī)械工程機(jī)電一體化的實(shí)現(xiàn)可以提高自動化和半自動化的操作水平,有效降低操作人員的勞動強(qiáng)度,提高生產(chǎn)效率。例如,三菱公司設(shè)計(jì)生產(chǎn)的挖掘機(jī)具有控制挖掘機(jī)履帶系統(tǒng)的功能,操作人員可以通過在控制面板上設(shè)定鏟斗的運(yùn)動形狀[3],使微機(jī)操作系統(tǒng)將根據(jù)傳感器不同角度的信號自動控制動臂、鏟斗和鏟斗桿的運(yùn)動,從而實(shí)現(xiàn)各特定斷面的槽、開口和斜坡的精確挖掘,有效實(shí)現(xiàn)挖掘作業(yè)的自動化水平。
隨著科學(xué)技術(shù)水平的提高,人們的生活質(zhì)量也有所提高,并且使人們更加追求美好生活。傳統(tǒng)的機(jī)械工程的產(chǎn)品已經(jīng)無法滿足社會的實(shí)際需求,因此,機(jī)械工程產(chǎn)品逐漸走向智能化和信息化的發(fā)展方向。而機(jī)電一體化技術(shù)在機(jī)械工程中的應(yīng)用,豐富了機(jī)械工程產(chǎn)品的種類和功能,同時(shí)還可以結(jié)合市場需求,生產(chǎn)出具有特定性能的產(chǎn)品,提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。因此,機(jī)電一體化技術(shù)在機(jī)械工程產(chǎn)品開發(fā)中的應(yīng)用,無形中豐富了產(chǎn)品的使用價(jià)值。
現(xiàn)代的機(jī)械工程設(shè)備的構(gòu)成非常復(fù)雜,它是由不同的結(jié)構(gòu)單元共同發(fā)揮作用綜合而成。在實(shí)際工作中,這些組成部分必須互相作用,協(xié)調(diào)聯(lián)動,才能保證機(jī)械設(shè)備的正常工作。其中任何一個(gè)環(huán)節(jié)或部位發(fā)生問題,都會影響整個(gè)設(shè)備的有效運(yùn)轉(zhuǎn),因此,必須對其運(yùn)行狀況進(jìn)行即時(shí)監(jiān)控,并且在發(fā)生故障時(shí)能夠及時(shí)確定故障原因。對于這樣復(fù)雜而又精密的工程機(jī)械,僅靠人工監(jiān)測很難實(shí)現(xiàn)即時(shí)監(jiān)控和故障診斷,而工程機(jī)械引入機(jī)電一體化技術(shù)后,可對自身運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行24h 的即時(shí)監(jiān)控和故障診斷,機(jī)電一體化的監(jiān)控系統(tǒng)一旦發(fā)現(xiàn)問題或其他影響設(shè)備運(yùn)行的危險(xiǎn)因素會自動發(fā)出警報(bào),工作人員可根據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)提供的信息進(jìn)行故障查詢和處理,從而節(jié)省了維修時(shí)間提高了工作效率,同時(shí)改善了駕駛員的工作條件,縮短了停機(jī)維修時(shí)間。
由于市場經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,人們對科技產(chǎn)品提出了更多的要求,無論是性能還是應(yīng)用質(zhì)量都要滿足實(shí)際應(yīng)用需求,與此同時(shí),人們的環(huán)保意識也逐漸增強(qiáng),全面落實(shí)綠色可持續(xù)性經(jīng)濟(jì)運(yùn)行機(jī)制成為社會發(fā)展的必然趨勢。因此,利用機(jī)電一體化技術(shù)能對車輛油門進(jìn)行合理控制,改善傳統(tǒng)柴油裝置油耗量和排放污染物量大的問題,能在提升控制裝置實(shí)效性水平的基礎(chǔ)上,減少對環(huán)境的影響,實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。
機(jī)電一體化技術(shù)在現(xiàn)代機(jī)械工程中的應(yīng)用,還突出體現(xiàn)在精度控制方面,例如,在現(xiàn)代機(jī)械工程的生產(chǎn)過程中,會將機(jī)電一體化相關(guān)的軟件安置在內(nèi)部電子控制系統(tǒng)中,通過智能設(shè)備設(shè)置參數(shù)實(shí)現(xiàn)設(shè)備的自動化,從而解決舊式人工操作所產(chǎn)生的誤差,更好地保證精準(zhǔn)性和精密度,在提升機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí),有效地避免了安全事故的發(fā)生,彰顯出了現(xiàn)代工程機(jī)械中機(jī)電一體化技術(shù)的運(yùn)用價(jià)值。
在機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用中,數(shù)控機(jī)床是機(jī)械生產(chǎn)的主要平臺與載體,經(jīng)過多年的開發(fā)與改進(jìn),在功能實(shí)現(xiàn)和操作性能的精準(zhǔn)方面都有了明顯的提升,主要表現(xiàn):(1)數(shù)控機(jī)床已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了信息化與模塊化,并且正在向著集成化的方向發(fā)展;(2)硬件設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)程度更高,總體系統(tǒng)的擴(kuò)展性能和兼容性能有了新的突破;(3)大容量的存儲器與軟件使數(shù)據(jù)技術(shù)有了新的突破,可以支持多過程的同時(shí)運(yùn)行,極大提升了生產(chǎn)效率。
綜上所述,隨著深化改革的不斷推進(jìn),我國機(jī)械工程發(fā)展很快,尤其是在機(jī)電一體化技術(shù)得到不斷創(chuàng)新發(fā)展的情況下,推動了機(jī)械生產(chǎn)的發(fā)展。通過發(fā)展和應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù),不僅提高了生產(chǎn)力,還大大促進(jìn)了我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展,增加了國民收入。因此,要繼續(xù)推動現(xiàn)代機(jī)械工程的發(fā)展,需要大力發(fā)展科技,促進(jìn)其智能化的發(fā)展,對機(jī)電一體化技術(shù)進(jìn)行不斷完善、改進(jìn)、發(fā)展和創(chuàng)新。