機(jī)械工程中機(jī)電一體化的運(yùn)用

楊志超

貝萊特空調(diào)有限公司 山東德州 253000

隨著工業(yè)實(shí)踐中的經(jīng)驗(yàn)積累、技術(shù)積累，以及科技的信息化與智能化發(fā)展，涌現(xiàn)出機(jī)電一體化技術(shù)。此技術(shù)屬于新興學(xué)科，包括自動(dòng)化控制技術(shù)、傳感技術(shù)和機(jī)械技術(shù)等，它的保持快速發(fā)展，推動(dòng)了工業(yè)化向前發(fā)展，成為振興民族工業(yè)與推動(dòng)中國(guó)制造發(fā)展的重要力量?；诂F(xiàn)代化科技的工程機(jī)械，機(jī)電一體化技術(shù)正在朝向自動(dòng)化與智能化的方向深度發(fā)展[1]。

1 機(jī)械工程中機(jī)電一體化的運(yùn)用

1.1 柔性制造系統(tǒng)

柔性制造系統(tǒng)的各項(xiàng)組成部分，主要包含加工系統(tǒng)、信息流系統(tǒng)與物流系統(tǒng)。具體而言，加工系統(tǒng)可以對(duì)刀具進(jìn)行自動(dòng)更換，通過(guò)各種順序?qū)ぜM(jìn)行自動(dòng)加工；物流系統(tǒng)主要分儲(chǔ)存、輸出、搬運(yùn)，儲(chǔ)存可以增強(qiáng)針對(duì)加工對(duì)象存取的隨意性；輸出可以自動(dòng)按可變節(jié)拍連接不同加工裝置；搬運(yùn)可以實(shí)現(xiàn)輸送系統(tǒng)與加工系統(tǒng)之間的自動(dòng)傳遞；信息流系統(tǒng)則可以針對(duì)過(guò)程進(jìn)行控制與監(jiān)視。其中柔性制造系統(tǒng)的使用，可以提升產(chǎn)品生產(chǎn)效率，達(dá)到多批產(chǎn)品生產(chǎn)要求。與此同時(shí)，在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈的情況下，企業(yè)可以通過(guò)應(yīng)用柔性制造系統(tǒng)，結(jié)合市場(chǎng)實(shí)際需求，對(duì)生產(chǎn)方案進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，實(shí)現(xiàn)對(duì)人力物力等資源的優(yōu)化配置，提升利用率，減少生產(chǎn)成本，增加生產(chǎn)效益。與此同時(shí)，柔性制造系統(tǒng)具備自我檢查能力，可以快速檢測(cè)故障，基于實(shí)際生產(chǎn)需求，對(duì)企業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)策略進(jìn)行調(diào)整。

1.2 智能機(jī)器人技術(shù)

當(dāng)下，智能機(jī)器人的研究與制造是智能制造行業(yè)的重點(diǎn)話題。智能機(jī)器人技術(shù)涉及多種技術(shù)：機(jī)械、信息、仿生、電子等技術(shù)都在其中發(fā)揮著重要的作用，這是機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的方向之一。智能機(jī)器人對(duì)傳感器技術(shù)、信息控制技術(shù)、仿生技術(shù)等進(jìn)行了組合，使得機(jī)器人既有機(jī)械運(yùn)動(dòng)的功能，也可以模仿人的思維方式及行為。智能機(jī)器人可以代替人類(lèi)工作，并且可承受惡劣環(huán)境的影響，研究與制造智能機(jī)器人具有重要的價(jià)值。機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦中的應(yīng)用。隨著機(jī)電一體化技術(shù)的推進(jìn)與發(fā)展，其在我國(guó)煤礦機(jī)械中的應(yīng)用越來(lái)越多，為煤礦生產(chǎn)發(fā)揮了積極的促進(jìn)作用。同時(shí)，機(jī)電一體化技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)準(zhǔn)確控制，而煤礦中設(shè)備眾多，如采煤機(jī)、升降機(jī)、通風(fēng)機(jī)、氣體檢測(cè)報(bào)警器等。因此，在煤礦中應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)，能夠更好地管理和使用煤礦設(shè)備，提升煤礦生產(chǎn)效率，增加煤礦生產(chǎn)的安全性[2]。

1.3 電子監(jiān)控、自動(dòng)報(bào)警和故障自診斷

為了進(jìn)一步有效保證參與操作的人員和工程機(jī)械設(shè)備的安全，避免工程機(jī)械的零部件或者機(jī)械設(shè)備發(fā)生損壞的情況發(fā)生，應(yīng)對(duì)各種工程機(jī)械的發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)和液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的正常運(yùn)行和工作狀態(tài)等情況進(jìn)行監(jiān)控，通過(guò)專(zhuān)業(yè)的電子監(jiān)控和故障傳感器診斷專(zhuān)家系統(tǒng)通過(guò)設(shè)置各種類(lèi)型的故障傳感器和設(shè)備來(lái)保證故障實(shí)現(xiàn)。在解決故障傳感器發(fā)生前發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題更是有很大的幫助。機(jī)電一體化系統(tǒng)在汽車(chē)行業(yè)中應(yīng)用，電子監(jiān)控，自動(dòng)報(bào)警，故障自診斷可以更好地對(duì)汽車(chē)存在的問(wèn)題進(jìn)行一定的分析，使汽車(chē)更加的精準(zhǔn)，使汽車(chē)生產(chǎn)過(guò)程中更加的穩(wěn)定，進(jìn)一步促進(jìn)汽車(chē)行業(yè)的發(fā)展。

1.4 機(jī)電一體化與產(chǎn)品制造精度

對(duì)于機(jī)械產(chǎn)品，除了功能上的一般性要求，對(duì)其制造精度的要求也十分重要。工程機(jī)械種類(lèi)繁多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，各零配件之間的配合均有一定的精度要求，在機(jī)械產(chǎn)品制造的過(guò)程中，制造精度存在一定的偏差，往往會(huì)使產(chǎn)品的性能受到一定的負(fù)面影響。應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)，就可有效控制各參考數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)械產(chǎn)品制造精度的有效控制，這是傳統(tǒng)制造技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)的精度控制。如原材料重量的精確稱(chēng)量、構(gòu)件尺寸的精確測(cè)量、材料加工進(jìn)尺的精確控制，都嚴(yán)重依賴(lài)機(jī)械一體化所帶來(lái)的機(jī)械運(yùn)行和電子控制的巧妙集合。機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用，為機(jī)械設(shè)計(jì)制造從設(shè)計(jì)研究、加工制造、部件裝配的各環(huán)節(jié)提供了精度控制的有效工具[3]。

2 機(jī)械設(shè)計(jì)制造基于機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展方向

2.1 智能化

人工智能是計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)新學(xué)科，也是未來(lái)智能制造的發(fā)展方向。機(jī)械設(shè)計(jì)制造將越來(lái)越智能化，模擬出與機(jī)械操作相關(guān)的部分智能乃至模擬操作者的人類(lèi)智能，在一定程度上具備自主獲取信息、自主邏輯判斷、自主決策，甚至是自主學(xué)習(xí)等能力。中國(guó)作為制造業(yè)第一大國(guó)，為實(shí)現(xiàn)中國(guó)制造2025的恢弘目標(biāo)，機(jī)械設(shè)計(jì)制造的智能化必不可少。

2.2 模塊化

機(jī)械設(shè)備是集多功能于一體的集合。在以往的設(shè)計(jì)制造中，往往根據(jù)多種功能進(jìn)行集成化訂制，不僅增加了開(kāi)發(fā)難度，還會(huì)影響機(jī)械設(shè)備的開(kāi)發(fā)制造和應(yīng)用成本。如果能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械設(shè)備的模塊化，則可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備的按需組合使用，降低了設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)成本，也有利于機(jī)械設(shè)備使用者檢修更換以及對(duì)使用功能的調(diào)整轉(zhuǎn)產(chǎn)。對(duì)不同產(chǎn)品的性能差異，甚至還可以根據(jù)具體的功能需要，在一套集成系統(tǒng)中使不同廠家不同品牌的組件混合起來(lái)，組成綜合性能更加完善的整體。但是實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)制造的模塊化發(fā)展方向，需要國(guó)家、行業(yè)制定政策和標(biāo)準(zhǔn)，以解決不同廠家設(shè)計(jì)制造的統(tǒng)一接口和適配問(wèn)題。

3 結(jié)語(yǔ)

簡(jiǎn)而言之，機(jī)電一體化技術(shù)在未來(lái)將會(huì)是工程機(jī)械發(fā)展的重點(diǎn)內(nèi)容，能夠推動(dòng)我國(guó)工程機(jī)械的進(jìn)步。相關(guān)部門(mén)必須了解機(jī)電一體化技術(shù)的真正內(nèi)涵，以滿(mǎn)足未來(lái)發(fā)展的需要。新的觀念，把機(jī)械使用和技術(shù)推向更高端，解決技術(shù)裝備落后的問(wèn)題，這樣才能夠?yàn)楣こ唐髽I(yè)提供保障。