機(jī)械設(shè)計(jì)制造中機(jī)電一體化的應(yīng)用研究

曲殿平 劉旭

摘要：隨著我國(guó)發(fā)展進(jìn)入了新時(shí)代，各行各業(yè)都進(jìn)入了嶄新的發(fā)展階段，在很多的生產(chǎn)領(lǐng)域、工程領(lǐng)域，機(jī)械設(shè)備已然成為了不可或缺的生產(chǎn)要素，對(duì)推進(jìn)生產(chǎn)作業(yè)的高效、穩(wěn)定開(kāi)展具有重要的意義。機(jī)電一體化技術(shù)在工程機(jī)械方面的應(yīng)用具有很大的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，不僅使得工程機(jī)械的性能和功能得以強(qiáng)化和提升，還使得設(shè)備使用時(shí)的安全系數(shù)更高、可靠性更好。隨著當(dāng)前自動(dòng)化、智能化技術(shù)等的快速發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)必將迎來(lái)嶄新的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì)制造;自動(dòng)化;機(jī)電一體化;應(yīng)用

引言

隨著技術(shù)的持續(xù)創(chuàng)新，越來(lái)越多的技術(shù)被引入到機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化當(dāng)中，融合智能技術(shù)、信息技術(shù)和數(shù)字化技術(shù)等，進(jìn)一步提升了機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的生產(chǎn)質(zhì)量，技術(shù)性、智能性等特征更加明顯，在諸多行業(yè)領(lǐng)域中都得到了甚為廣泛的應(yīng)用。而在這樣一種大發(fā)展背景下，未來(lái)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化還會(huì)發(fā)生怎樣的改變，又會(huì)走向什么樣的發(fā)展趨勢(shì)，還需結(jié)合技術(shù)和市場(chǎng)發(fā)展實(shí)況開(kāi)展全面、綜合的分析和探究。

1機(jī)械設(shè)計(jì)制造中機(jī)電一體化的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

1.1具有較強(qiáng)的技術(shù)綜合性

機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)了機(jī)械技術(shù)和信息化技術(shù)的充分融合，展現(xiàn)出較強(qiáng)的技術(shù)綜合性優(yōu)勢(shì)。機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化中除了在機(jī)械制造行業(yè)中發(fā)揮作用之外，在自動(dòng)化、電子以及機(jī)械設(shè)計(jì)等行業(yè)中也具有一定的優(yōu)勢(shì)，可以為不同行業(yè)領(lǐng)域提供技術(shù)支持，推動(dòng)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的發(fā)展，能夠更進(jìn)一步彌補(bǔ)和豐富機(jī)械制造的不完善性，以便于為相關(guān)企業(yè)提供系統(tǒng)性的服務(wù)。

1.2利于提高生產(chǎn)效率

傳統(tǒng)機(jī)械制造生產(chǎn)中較多采用人力資源開(kāi)展工作，與機(jī)械自動(dòng)化相比，不僅要投入大量的人力成本，還極易出現(xiàn)制造問(wèn)題，生產(chǎn)技術(shù)不夠統(tǒng)一，生產(chǎn)出來(lái)的機(jī)械設(shè)備問(wèn)題較多。而機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化則可以將生產(chǎn)線完全轉(zhuǎn)化為自動(dòng)生產(chǎn)，運(yùn)用統(tǒng)一的技術(shù)實(shí)施機(jī)械制造工作，既能夠保障機(jī)械制造生產(chǎn)的有序性，也能夠減少人力成本的投入，有效減少生產(chǎn)過(guò)程中的人工操作風(fēng)險(xiǎn)，并且極大程度上提高機(jī)械制造的生產(chǎn)效率，為生產(chǎn)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供保障。

1.3規(guī)避資源浪費(fèi)問(wèn)題的發(fā)生

機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的技術(shù)性更加精準(zhǔn)，在傳統(tǒng)機(jī)械制造工作中一旦遇到精細(xì)化的機(jī)械設(shè)備制作，很容易出現(xiàn)制造失誤問(wèn)題，細(xì)節(jié)處理不到位而無(wú)法滿足設(shè)備使用需要，導(dǎo)致資源浪費(fèi)問(wèn)題的出現(xiàn)。而通過(guò)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的應(yīng)用可以開(kāi)展精細(xì)化制造工作，減少生產(chǎn)細(xì)節(jié)把控不準(zhǔn)問(wèn)題，而規(guī)避資源浪費(fèi)問(wèn)題的發(fā)生。

1.4可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)監(jiān)督和自動(dòng)控制

機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化中為發(fā)揮其自動(dòng)化技術(shù)作用，在其中設(shè)置有自動(dòng)控制裝置以及自動(dòng)監(jiān)督裝置，能夠根據(jù)相關(guān)技術(shù)參數(shù)或時(shí)間參數(shù)對(duì)機(jī)械制造實(shí)現(xiàn)自動(dòng)監(jiān)控。通過(guò)自動(dòng)監(jiān)督裝置、自動(dòng)控制裝置可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)中的問(wèn)題，然后自動(dòng)停止相應(yīng)的運(yùn)轉(zhuǎn)部分，對(duì)故障問(wèn)題進(jìn)行原因檢測(cè)后反饋信息至控制系統(tǒng)，方便技術(shù)人員的優(yōu)化和修補(bǔ)。

2機(jī)械設(shè)計(jì)制造中機(jī)電一體化的應(yīng)用研究

2.1電液控制技術(shù)

電液控制技術(shù)是機(jī)電一體化技術(shù)的重要表現(xiàn)，這一技術(shù)在工程機(jī)械領(lǐng)域的應(yīng)用可以提高作業(yè)的安全性。傳統(tǒng)的工程機(jī)械存在一定的功能局限性，應(yīng)用時(shí)的效率低，危險(xiǎn)系數(shù)高，機(jī)電一體化技術(shù)下的工程機(jī)械操作精度有所提升。比如，在一些領(lǐng)域的液壓挖掘機(jī)中，就應(yīng)用了電液控制技術(shù)，該技術(shù)使得機(jī)械控制系統(tǒng)的功能更為全面，其中，傳感器、控制器和角度設(shè)定器作為重點(diǎn)部件，完全滿足了液壓挖掘機(jī)的平整加工、壓實(shí)整平需求。當(dāng)前的技術(shù)發(fā)展條件下，自由控制、變結(jié)構(gòu)控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制都具有了一定的理論支持，但在具體應(yīng)用時(shí)還存在著一些現(xiàn)實(shí)性的問(wèn)題，控制算法的復(fù)雜性使得傳統(tǒng)的機(jī)械技術(shù)很難達(dá)成，只有現(xiàn)代化的控制理論方可實(shí)現(xiàn)。

2.2節(jié)能控制技術(shù)

工程機(jī)械多為大型設(shè)備，在應(yīng)用時(shí)的功率高，處于高強(qiáng)度的運(yùn)行條件下，根據(jù)相關(guān)的數(shù)據(jù)調(diào)查，工程機(jī)械的能量利用率僅達(dá)到了20%，存在十分嚴(yán)重的能源浪費(fèi)情況。機(jī)電一體化在當(dāng)前工程機(jī)械中的應(yīng)用還體現(xiàn)在節(jié)能控制技術(shù)的應(yīng)用中，比如，功率單元電子控制器在一些機(jī)械設(shè)備中的應(yīng)用，充分發(fā)揮了現(xiàn)代電子技術(shù)與節(jié)能控制技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，在微型電子計(jì)算機(jī)的參與條件下，根據(jù)需求來(lái)進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)速度和液壓泵輸出的靈活控制，機(jī)械運(yùn)行中的燃油消耗量大大減少，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能。與此同時(shí)，CPUC在機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行中，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的發(fā)送機(jī)的速度、液壓壓力等參數(shù)，有效根據(jù)所獲得的這些數(shù)據(jù)和信息，確定最優(yōu)的泵輸出，保持了發(fā)動(dòng)機(jī)最為理想的運(yùn)行狀態(tài)，在功率單元電子控制器下的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行效率得以大大提升。

2.3電子負(fù)荷傳感技術(shù)

在液壓挖掘機(jī)中，電子負(fù)荷傳感技術(shù)同樣凸顯了機(jī)電一體化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，在這一技術(shù)支持下的液壓挖掘機(jī)集體結(jié)構(gòu)得以大大優(yōu)化，整個(gè)挖掘機(jī)作業(yè)的過(guò)程中，操作流程得以簡(jiǎn)化，具有更高的機(jī)械運(yùn)行效率。比如，日本著名的制造廠商在液壓挖掘機(jī)基礎(chǔ)上進(jìn)行了系統(tǒng)優(yōu)化和改進(jìn)，形成了新的電子負(fù)荷傳感挖掘系統(tǒng)，該系統(tǒng)的存在提升了挖掘機(jī)的整體性能。GELL1系統(tǒng)是首創(chuàng)的電子計(jì)算機(jī)液壓挖掘機(jī)系統(tǒng)，在系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程中，傳感分布的動(dòng)力和鏟斗的不同位置可以在機(jī)械運(yùn)行的同時(shí)，將盒子數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸給駕駛室，駕駛室接收到這些信息以后，就可以快速根據(jù)這些信息來(lái)進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)、液壓泵、控制閥的控制指令發(fā)送。機(jī)械在運(yùn)行的過(guò)程中，其工作速度是由實(shí)際需求來(lái)決定的，電子負(fù)荷傳感系統(tǒng)下的控制精度有所保障，動(dòng)力、斗桿、鏟斗等相關(guān)部件的操作更為平穩(wěn)和精準(zhǔn)。

結(jié)束語(yǔ)

工程機(jī)械在生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用價(jià)值非常大，現(xiàn)階段的技術(shù)、工藝不斷發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)中包含的技術(shù)種類越來(lái)越多，這些技術(shù)大大提升了工程機(jī)械的性能和功能。未來(lái)隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，機(jī)電一體化還將具有更廣闊的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

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