機(jī)電一體化在工程機(jī)械上的應(yīng)用研究

王雪松

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展和在多種技術(shù)領(lǐng)域的研究逐漸深入，以及人類社會(huì)進(jìn)程推進(jìn)對(duì)各行各業(yè)發(fā)展提出更高的需求，使得各個(gè)行業(yè)不得不在當(dāng)下的發(fā)展中積極思辨，尋求創(chuàng)新之路，以獲得在質(zhì)量、效率、利益等多方面的提升，提高自身的核心競(jìng)爭(zhēng)力的同時(shí)，也能滿足社會(huì)發(fā)展的需求，對(duì)工程器械領(lǐng)域來(lái)說(shuō)，機(jī)電一體化技術(shù)的出現(xiàn)和應(yīng)用成為工程機(jī)械行業(yè)在當(dāng)下創(chuàng)新發(fā)展的重要途徑。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化;工程機(jī)械;應(yīng)用

引言：隨著我國(guó)步入決勝全面小康社會(huì)的新的發(fā)展時(shí)期，我國(guó)各個(gè)領(lǐng)域都需要齊心協(xié)力，順應(yīng)著發(fā)展的趨勢(shì)和需求，走上自護(hù)在創(chuàng)新改革的發(fā)展之路，進(jìn)而才能在國(guó)內(nèi)外行業(yè)間、市場(chǎng)上激烈的競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)主導(dǎo)地位，以機(jī)械工程領(lǐng)域?yàn)槔瑐鹘y(tǒng)的機(jī)械工程領(lǐng)域存在效率低下、工程復(fù)雜笨重、質(zhì)量粗糙等問(wèn)題，而隨著機(jī)電一體化技術(shù)的逐漸成熟和在機(jī)械工程領(lǐng)域中的應(yīng)用不斷深入，為機(jī)械工程領(lǐng)域在當(dāng)下的發(fā)展中打入一針強(qiáng)心劑，成為機(jī)械工程領(lǐng)域發(fā)展的切入點(diǎn)和創(chuàng)新點(diǎn)。

一、機(jī)電一體化技術(shù)概述

1.1機(jī)電一體化技術(shù)

首先是機(jī)電一體化（Mechatronics）概念的由來(lái)，這一概念主要是起源于20世紀(jì)70年代的日本，由單詞的組成不難看出，機(jī)電一體化技術(shù)其實(shí)是機(jī)械學(xué)和電子學(xué)兩個(gè)學(xué)科的交叉融合，并隨著該領(lǐng)域的不斷發(fā)展，逐漸發(fā)展成為一機(jī)械學(xué)、機(jī)構(gòu)學(xué)和計(jì)算機(jī)技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)等多技術(shù)交叉并進(jìn)行有機(jī)結(jié)合的學(xué)科。

機(jī)電一體化的技術(shù)系統(tǒng)主要由如下五大部分組成，分別是以計(jì)算機(jī)為主體的信息收集、分析、處理實(shí)現(xiàn)控制的控制系統(tǒng)、以大型器械為主體的進(jìn)行工程實(shí)施的機(jī)械本體、為機(jī)械本體的驅(qū)動(dòng)裝置的工作提供能量的動(dòng)力源系統(tǒng)、通過(guò)傳感器實(shí)現(xiàn) 對(duì)整個(gè)過(guò)程的監(jiān)測(cè)的檢測(cè)系統(tǒng)以及以電動(dòng)機(jī)為代表的貫穿于整個(gè)過(guò)程實(shí)現(xiàn)的執(zhí)行元件部分，通過(guò)這五個(gè)子系統(tǒng)的有機(jī)結(jié)合，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)機(jī)械工程加工處理的變換功能、移動(dòng)輸送的傳遞功能以及保存記錄的存儲(chǔ)功能。

1.2機(jī)電一體化技術(shù)特點(diǎn)

機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)主要包括如下幾點(diǎn)：其一，自動(dòng)化的特點(diǎn)，由上述機(jī)電一體化技術(shù)的組成可知由于計(jì)算機(jī)在信息分子控制部分的應(yīng)用，以及計(jì)算機(jī)人工智能技術(shù)在近些年的快速發(fā)展，使得通過(guò)計(jì)算機(jī)的控制可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械工程領(lǐng)域在工作、監(jiān)控等多個(gè)環(huán)節(jié)的自動(dòng)化和智能化;其二，高精度的特點(diǎn)，在這一點(diǎn)上主要是與傳統(tǒng)的機(jī)械工程領(lǐng)域的一些數(shù)值的監(jiān)測(cè)和細(xì)節(jié)工作的把控主要通過(guò)人工進(jìn)行完成，而人工最大的問(wèn)題就是存在誤差等人為因素，而通過(guò)機(jī)電一體化技術(shù)在機(jī)械工程領(lǐng)域的應(yīng)用可以提高其運(yùn)轉(zhuǎn)各個(gè)環(huán)節(jié)中的準(zhǔn)確度，也提高了其安全高效運(yùn)作的能力;最后，是自動(dòng)檢測(cè)的特點(diǎn)，機(jī)械工程的云運(yùn)轉(zhuǎn)避免不了對(duì)一些設(shè)備老化和損壞以及關(guān)鍵環(huán)節(jié)的質(zhì)量監(jiān)測(cè)，機(jī)電一體化技術(shù)在機(jī)械工程領(lǐng)域的應(yīng)用則通過(guò)傳感器與計(jì)算機(jī)控制的有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對(duì)這些監(jiān)督、監(jiān)測(cè)的自動(dòng)化，極大程度上的節(jié)約了人工成本、降低了風(fēng)險(xiǎn)的潛藏。

2.1在監(jiān)控檢測(cè)環(huán)節(jié)的應(yīng)用

機(jī)械工程領(lǐng)域的作業(yè)實(shí)現(xiàn)往往需要多個(gè)環(huán)節(jié)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)，而越是復(fù)雜的機(jī)械工程系統(tǒng)，其安全運(yùn)轉(zhuǎn)所要面臨的設(shè)備老化、儀表故障等風(fēng)險(xiǎn)的潛藏，而單純靠人工實(shí)現(xiàn)對(duì)這些問(wèn)題的發(fā)現(xiàn)和監(jiān)管耗時(shí)耗力且效率低下，而機(jī)電一體化在機(jī)械工程中的應(yīng)用則可以實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)測(cè)的自動(dòng)化和智能化，例如機(jī)械工程中熱傳感器的應(yīng)用，就要以實(shí)現(xiàn)對(duì)某一環(huán)節(jié)溫度的監(jiān)控，并通過(guò)執(zhí)行元件與計(jì)算機(jī)的結(jié)合實(shí)現(xiàn)對(duì)這些溫度數(shù)值的監(jiān)控以及溫度變化的監(jiān)控，保證該環(huán)節(jié)溫度在所需要的范圍之內(nèi)，并當(dāng)溫控自身出現(xiàn)故障時(shí)會(huì)發(fā)出報(bào)警，以便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題。

2.2在能源節(jié)約環(huán)節(jié)的應(yīng)用

在能源節(jié)約應(yīng)用的這一點(diǎn)上，以能源驅(qū)動(dòng)環(huán)節(jié)為例，以往的機(jī)械工程的作業(yè)實(shí)現(xiàn)的能源供給主要以重組為目的，因此為了實(shí)現(xiàn)能源供應(yīng)的需要所消耗的燃料往往超過(guò)了實(shí)際需要的量，造成了能源極大的浪費(fèi)，也增加了機(jī)械作業(yè)的成本，而同樣的在機(jī)械工程的能源供給環(huán)節(jié)進(jìn)行燃料燃燒狀態(tài)的監(jiān)測(cè)，并根據(jù)監(jiān)測(cè)到的狀態(tài)以及機(jī)械作業(yè)的環(huán)節(jié)的綜合監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)燃料投入時(shí)間、投入量的實(shí)時(shí)把控，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)能源在最大程度上的節(jié)省和高效應(yīng)用。

2.3在控制精度環(huán)節(jié)的應(yīng)用

隨著機(jī)械工程行業(yè)的快速發(fā)展，工程機(jī)械作業(yè)過(guò)程中的精度的提高成為了行業(yè)進(jìn)步發(fā)展的一種途徑，傳統(tǒng)的機(jī)械工程的作業(yè)中的相關(guān)精度的把控主要通過(guò)人工的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)，并將監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)算，從而將精度確定在某一個(gè)范圍，其精度受到計(jì)算能力、監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確性等限制，而機(jī)電一體化技術(shù)在機(jī)械工程的應(yīng)用，不僅可以通過(guò)傳感器實(shí)現(xiàn)對(duì)所要計(jì)算的數(shù)據(jù)的測(cè)量，還可以通過(guò)計(jì)算機(jī)控制進(jìn)行這些數(shù)據(jù)的收集、存儲(chǔ)、分析和處理，并且基于計(jì)算機(jī)技術(shù)的精度、準(zhǔn)確度都要大大提高。

3.1注重機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)人員的培養(yǎng)

專業(yè)人員的專業(yè)素養(yǎng)的培養(yǎng)主要包括兩方面：一方面是對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)的專業(yè)素養(yǎng)，由于機(jī)電一體化技術(shù)涉及到了計(jì)算機(jī)、機(jī)械、微電子等多個(gè)專業(yè)領(lǐng)域的知識(shí)，因此要大力培養(yǎng)機(jī)電一體化專業(yè)的專業(yè)人才，在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式等進(jìn)行改革，使其與時(shí)俱進(jìn)滿足實(shí)際應(yīng)用對(duì)人才培養(yǎng)的需求。并要優(yōu)化人才應(yīng)用的、考核機(jī)制以及后天的繼續(xù)學(xué)習(xí)，充分的保障其機(jī)電一體化技術(shù)相關(guān)知識(shí)儲(chǔ)備不滯后于發(fā)展的需要;另一方面是對(duì)機(jī)械工程行業(yè)的專業(yè)素養(yǎng)，這一部分的專業(yè)素養(yǎng)主要表現(xiàn)為機(jī)械工程實(shí)際作業(yè)的經(jīng)驗(yàn)，單純的理論知識(shí)儲(chǔ)備缺乏了實(shí)際應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)也不會(huì)發(fā)揮良好的效果，因此要注重人才梯度的建設(shè)，以滿足實(shí)際應(yīng)用的需要。

3.2注重機(jī)電一體化技術(shù)在機(jī)械工程中的自主創(chuàng)新

首先，作為一種技術(shù)在傳統(tǒng)領(lǐng)域中的應(yīng)用，應(yīng)用不能是生硬的，因此機(jī)械工程領(lǐng)域下的不同的亞領(lǐng)域應(yīng)該充分考慮到自身領(lǐng)域的作業(yè)實(shí)際情況以及發(fā)展的實(shí)際需要，進(jìn)而進(jìn)行機(jī)電一體化技術(shù)在自身領(lǐng)域中的恰當(dāng)?shù)膽?yīng)用，并且在應(yīng)用后，要積極的進(jìn)行應(yīng)用的監(jiān)測(cè)和管理，結(jié)合應(yīng)用后的實(shí)際情況，進(jìn)行技術(shù)的調(diào)整和匹配，以實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化技術(shù)在應(yīng)用中的更新和創(chuàng)新;其次，自主創(chuàng)新是發(fā)展的第一生產(chǎn)力和源動(dòng)力，并且在當(dāng)下愈發(fā)成為在市場(chǎng)與行業(yè)內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)的絕對(duì)核心內(nèi)容，因而機(jī)電一體化技術(shù)在機(jī)械工程中的應(yīng)用的智能化、自動(dòng)化、系統(tǒng)簡(jiǎn)潔化、流暢化、綠色節(jié)能化等創(chuàng)新都成為后續(xù)發(fā)展的新契機(jī)。

3.3創(chuàng)造機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用的環(huán)境

要充分的認(rèn)識(shí)到機(jī)電一體化技術(shù)在機(jī)械工程領(lǐng)域應(yīng)用的重要價(jià)值，國(guó)家及相關(guān)部門在機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展、與機(jī)械工程領(lǐng)域的技術(shù)融入、自主技術(shù)的創(chuàng)新等方面要給予政策、資金等的大力支持，并鼓勵(lì)機(jī)電一體化技術(shù)在機(jī)械工程以及相關(guān)附屬領(lǐng)域中的應(yīng)用，逐漸提升應(yīng)用的深度和廣泛度，為后續(xù)的高質(zhì)量的應(yīng)用創(chuàng)造良好的內(nèi)部環(huán)境，并注重對(duì)國(guó)內(nèi)外機(jī)電一體化先進(jìn)技術(shù)以及應(yīng)用的實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)的學(xué)習(xí)和借鑒以及本土化，創(chuàng)造良好的外部環(huán)境。

結(jié)論：

綜上所述，機(jī)電一體化技術(shù)順應(yīng)著機(jī)械、計(jì)算機(jī)、電子領(lǐng)域的快速發(fā)展技術(shù)逐漸成熟、應(yīng)用逐漸廣泛，機(jī)械工程作為我國(guó)眾多發(fā)展領(lǐng)域中的重要環(huán)節(jié)，在當(dāng)下的發(fā)展中需要積極謀求新的發(fā)展契機(jī)，機(jī)械自動(dòng)化在機(jī)械工程領(lǐng)域中自動(dòng)化、自動(dòng)監(jiān)管、能源節(jié)約、精度提高等環(huán)節(jié)中的重要作用，為機(jī)械工程在當(dāng)下的發(fā)展注入新的活力，為我國(guó)的發(fā)展貢獻(xiàn)出更為卓越的力量。

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