機(jī)電一體化技術(shù)在機(jī)械制造業(yè)中的應(yīng)用

張文龍

摘 要：隨著工業(yè)的發(fā)展，工程機(jī)械領(lǐng)域中引入了機(jī)電一體化技術(shù)，這就在解放生產(chǎn)力、提高生產(chǎn)效率、改善資源浪費(fèi)等方面起到了很大作用。機(jī)電一體化技術(shù)，不僅在潛移默化地改變著我們的日常生活，更為社會(huì)各個(gè)行業(yè)做出了巨大的技術(shù)支持。例如：工業(yè)、農(nóng)業(yè)、經(jīng)濟(jì)等產(chǎn)業(yè)，都因?yàn)闄C(jī)電一體化技術(shù)的引入而在各個(gè)方面發(fā)生著翻天覆地的變化。我們?cè)诎l(fā)展工業(yè)、專注科技進(jìn)步的同時(shí)，也更應(yīng)該將注意力放在人才培養(yǎng)方面，只有具備了大量的、掌握了先進(jìn)技術(shù)的人才，才能為我國(guó)的工業(yè)發(fā)展和科技進(jìn)步做出更大的貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化;機(jī)械制造;應(yīng)用

1.機(jī)電一體化概述

機(jī)電一體化是一個(gè)系統(tǒng)的總稱，它將電子技術(shù)融入到機(jī)電一體化的主要功能和信息處理功能，將電子設(shè)計(jì)與軟件有機(jī)的結(jié)合起來。機(jī)電一體化自成立以來一直是一門獨(dú)立的學(xué)科，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，從系統(tǒng)的角度來看，機(jī)電一體化將是微電子技術(shù)、電力電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)信息技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、傳感器測(cè)控技術(shù)和軟件編程技術(shù)的綜合應(yīng)用。它是一種優(yōu)化整個(gè)系統(tǒng)的系統(tǒng)技術(shù)。這種技術(shù)可以依據(jù)優(yōu)化組織目標(biāo)和系統(tǒng)功能，合理地分配各功能單元，實(shí)現(xiàn)多功能、質(zhì)量高、能耗低的功能價(jià)值。

總括而言，機(jī)械電子包括科技及產(chǎn)品。但應(yīng)該明確的是，“機(jī)械電子技術(shù)”是一種綜合技術(shù)，而不是微電子、機(jī)械和其他新技術(shù)的拼湊。在此背景下，機(jī)械電子產(chǎn)品在智能化和性能化方面發(fā)展迅速，已廣泛應(yīng)用于家電、航空航天、工程、醫(yī)藥等領(lǐng)域。在數(shù)控機(jī)床方面也提高了生產(chǎn)效率，促進(jìn)了社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展。

2.機(jī)電一體化的發(fā)展情況

第一階段發(fā)生在20世紀(jì)60年代之前，當(dāng)時(shí)機(jī)電一體化還處于起步階段。人們?cè)谶@個(gè)階段會(huì)有意識(shí)或者無意識(shí)地利用電子技術(shù)的初步成果來提高機(jī)械產(chǎn)品的性能。值得一提的是，在第二次世界大戰(zhàn)期間，戰(zhàn)爭(zhēng)的發(fā)生加速了機(jī)械產(chǎn)品和電子技術(shù)的結(jié)合。這些戰(zhàn)爭(zhēng)期間利用機(jī)電技術(shù)發(fā)展起來的軍事技術(shù)，戰(zhàn)后轉(zhuǎn)為民用，積極推動(dòng)戰(zhàn)后經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇。但是受當(dāng)時(shí)科學(xué)技術(shù)的影響，電子技術(shù)與機(jī)械技術(shù)的結(jié)合沒有進(jìn)行深入的發(fā)展，在此基礎(chǔ)上開發(fā)出來的產(chǎn)品也沒能有足夠的推廣。

第二階段是20世紀(jì)70年代至80年代，這個(gè)時(shí)期可以說是機(jī)電技術(shù)蓬勃發(fā)展的時(shí)期。這一時(shí)期電子信息技術(shù)、控制技術(shù)和通訊技術(shù)的發(fā)展，為機(jī)電一體化的發(fā)展奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。超大規(guī)模集成電路和微型計(jì)算機(jī)的迅速發(fā)展，為機(jī)電一體化的發(fā)展提供了充分的物質(zhì)基礎(chǔ)。在此期間，機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品開始蓬勃發(fā)展，受到各國(guó)的高度重視和支持。

第三階段是20世紀(jì)90年代末，機(jī)電一體化開始了智能化技術(shù)的新階段，光學(xué)、通信技術(shù)等的進(jìn)入以及微加工技術(shù)在機(jī)電一體化中的出現(xiàn)使機(jī)電一體化進(jìn)入了一個(gè)深入發(fā)展的時(shí)期。同時(shí)，人工智能、光纖技術(shù)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，也為機(jī)械電子技術(shù)的發(fā)展提供了廣闊的空間。我國(guó)機(jī)電一體化技術(shù)的研究和應(yīng)用始于20世紀(jì)80年代初，與世界其他國(guó)家相比發(fā)展較晚，但在國(guó)家政策的支持下，通過建立機(jī)電一體化專門研究所和相關(guān)人員的培訓(xùn)，我國(guó)機(jī)電一體化技術(shù)取得了長(zhǎng)足的發(fā)展。

3機(jī)電一體化技術(shù)在機(jī)械制造業(yè)的具體應(yīng)用

3.1全自動(dòng)包裝工作中機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用

經(jīng)過了解，全自動(dòng)包裝機(jī)設(shè)備中對(duì)于機(jī)電一體化應(yīng)用較為深化，包裝機(jī)械設(shè)備運(yùn)用了較多的知識(shí)和技術(shù)。全自動(dòng)包裝機(jī)的實(shí)際操作和控制工作是比較繁雜的，操作難度大，環(huán)節(jié)復(fù)雜。將機(jī)電一體化技術(shù)運(yùn)用到包裝機(jī)械中，同時(shí)運(yùn)用機(jī)械工程知識(shí)、微處理技術(shù)等等，將復(fù)雜的操作步驟進(jìn)行集成組合。這極大的縮減了實(shí)際操作的復(fù)雜性，是對(duì)以往控制系統(tǒng)的彌補(bǔ)和優(yōu)化，通過軟件和機(jī)械控制的有效結(jié)合實(shí)現(xiàn)包裝機(jī)械全自動(dòng)包裝工作狀態(tài)，有效提升工作效率。

3.2機(jī)床控制工作中機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用分析

機(jī)床控制在實(shí)際機(jī)械制造方面對(duì)于精度、準(zhǔn)確度的要求的較為嚴(yán)苛的，同時(shí)還需要具備較快的速度，這就要求機(jī)床控制做到較高的智能化水平和穩(wěn)定性。機(jī)電一體化技術(shù)在機(jī)床控制中的應(yīng)用，融入計(jì)算機(jī)處理技術(shù)，同時(shí)將DSP芯片進(jìn)行的設(shè)置，以此有效提升機(jī)床控制的精度、準(zhǔn)確度、穩(wěn)定性。在應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)的機(jī)床控制效率和效果都得到了顯著提升，這不僅提升了工藝水平，還使操作能力提到了提升，為機(jī)械制造的經(jīng)濟(jì)效益提升奠定了基礎(chǔ)。

3.3機(jī)械能耗降低中機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用

傳統(tǒng)機(jī)械在機(jī)械效率方面相對(duì)較低，這主要是由于耗能較多且利用率較低的原因。在液壓挖掘機(jī)燃料利用方面，其利用最大值僅為25%，在機(jī)械設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)過程中很多燃料都是以能耗的方式造成了消耗，不利于長(zhǎng)期的發(fā)展。在液壓挖掘機(jī)設(shè)備上應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)，并通過電子監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，柴油機(jī)上安裝電子調(diào)速器實(shí)現(xiàn)機(jī)械的自動(dòng)調(diào)整。在此情況下，經(jīng)過一段時(shí)間的觀察測(cè)試，其能耗情況有明顯的降低，這說明通過機(jī)電一體化技術(shù)能夠達(dá)到機(jī)械設(shè)備的節(jié)能降耗目的。

3.4精度控制工作中機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用

在機(jī)械制造中，精度控制一直是機(jī)械制造的關(guān)鍵質(zhì)量控制措施，這對(duì)于產(chǎn)品質(zhì)量有著重要的影響。機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用中，能夠?qū)C(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，簡(jiǎn)化機(jī)構(gòu)組合，減少傳動(dòng)部件。在這種情況下機(jī)械的磨損將在機(jī)電設(shè)備控制下有所減少，同時(shí)增加配合的契合度，機(jī)械配件之前的配合以及受力變形情況將大大減少。與此同時(shí)，機(jī)電一體化技術(shù)能夠通過計(jì)算及檢測(cè)與控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械制造中的干擾進(jìn)行補(bǔ)償和校正，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)誤差的合理控制。在機(jī)械制造中精度控制方面，機(jī)電一體化技術(shù)有較大的發(fā)揮空間。

3.5煉鋼工作中機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用

時(shí)代發(fā)展工程中，基礎(chǔ)建設(shè)的發(fā)展與完善，使鋼材料的使用量增速明顯，同時(shí)由以往的低要求高產(chǎn)量，逐步演變?yōu)楦咭蟾弋a(chǎn)量。為了能夠新時(shí)代對(duì)鋼材料的要求，多數(shù)企業(yè)在技術(shù)方面進(jìn)行了改革和升級(jí)。例如機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用，其將計(jì)算機(jī)處理器為中心，并將其他設(shè)備如操控系統(tǒng)、加熱設(shè)備、顯示設(shè)備及儀表儀器等等，實(shí)現(xiàn)技術(shù)組合的同時(shí)，保持各設(shè)備之間的聯(lián)動(dòng)，在生產(chǎn)過程中實(shí)現(xiàn)協(xié)同生產(chǎn)。不僅大大提升了生產(chǎn)效率，提高了產(chǎn)量，同時(shí)對(duì)于產(chǎn)品質(zhì)量的控制也有較大的提升，還能夠有效提升設(shè)備的使用壽命。此外交流傳動(dòng)方式在軋鋼生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，其可以對(duì)交流調(diào)速系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行體現(xiàn)，由此可見機(jī)電一體化技術(shù)能夠?yàn)闊掍摴ぷ魈峁?qiáng)有力的技術(shù)支撐，可加快機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展腳步。

3.6柴油機(jī)自動(dòng)控制工作中機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用

機(jī)械制造業(yè)通常以柴油機(jī)作為動(dòng)力核心，以滿足生產(chǎn)制造所必須的機(jī)械功率要求，足夠的動(dòng)力源是保證機(jī)械控制工作的重要保證。機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用，可以通過對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信息進(jìn)行收集，同時(shí)根據(jù)指標(biāo)調(diào)整柴油機(jī)運(yùn)行參數(shù)，通過對(duì)油門、調(diào)速器、自動(dòng)升溫等的自動(dòng)協(xié)調(diào)控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)柴油機(jī)的控制調(diào)整，以保證滿足機(jī)械制造生產(chǎn)要求的同時(shí)，也實(shí)現(xiàn)綠色生產(chǎn)，節(jié)能減排，提高效益的目標(biāo)。

4總結(jié)

綜上所述，機(jī)電一體化技術(shù)是與我們的生活息息相關(guān)的一門技術(shù)，該技術(shù)的發(fā)展對(duì)未來國(guó)家的工業(yè)以及各個(gè)行業(yè)的發(fā)展都起著至關(guān)重要的作用。因此，在國(guó)家未來的發(fā)展過程中，為了使工程機(jī)械有更大的發(fā)展前景，我們也更要注意加強(qiáng)機(jī)電一體化技術(shù)的創(chuàng)新，使該技術(shù)為我國(guó)各個(gè)行業(yè)的發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)。

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