機(jī)電一體化技術(shù)在機(jī)械工程中的應(yīng)用與發(fā)展趨勢(shì)

孟凡旭，李海濤，李小雷

（山東恒業(yè)石油新技術(shù)應(yīng)用有限公司，山東 東營 257000）

引言

機(jī)電一體化技術(shù)主要是指將電子技術(shù)與機(jī)械技術(shù)進(jìn)行深度融合，利用電子技術(shù)帶動(dòng)機(jī)械設(shè)備運(yùn)行，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)人工的解放。隨著現(xiàn)代化信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)及自動(dòng)控制技術(shù)的不斷融入，促進(jìn)了機(jī)電一體化技術(shù)朝著智能化、綠色化、模塊化等方向發(fā)展，并成為當(dāng)前工業(yè)領(lǐng)域、制造業(yè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的系統(tǒng)性技術(shù)手段，推動(dòng)我國機(jī)械生產(chǎn)領(lǐng)域進(jìn)入一個(gè)全新的發(fā)展時(shí)代。

1 機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用價(jià)值

1.1 全面提升機(jī)械生產(chǎn)效率

機(jī)械工程領(lǐng)域的發(fā)展主要助力我國工業(yè)、制造業(yè)等領(lǐng)域的生產(chǎn)，隨著當(dāng)前機(jī)電一體化技術(shù)水平的整體提升，現(xiàn)階段各領(lǐng)域機(jī)械生產(chǎn)的質(zhì)效得到了大幅提高，成為推進(jìn)機(jī)械工程領(lǐng)域發(fā)展的核心力量。機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用與普及，大幅提升了機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)能力，同時(shí)隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)與自動(dòng)控制技術(shù)的不斷融入，機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)備的可控性更強(qiáng)，其機(jī)械自動(dòng)化水平得到顯著提升，很大程度上提高了機(jī)械設(shè)備的實(shí)用性和運(yùn)行的穩(wěn)定性，設(shè)備故障發(fā)生概率顯著降低，為企業(yè)的良性發(fā)展夯實(shí)基礎(chǔ)[1-3]。

1.2 全面提升機(jī)械節(jié)能效果

隨著當(dāng)前我國機(jī)電一體化技術(shù)的不斷更新與優(yōu)化，其節(jié)能效果得到顯著提升。在以往的機(jī)械化生產(chǎn)中，機(jī)械生產(chǎn)對(duì)能源的消耗一直是生產(chǎn)企業(yè)廣泛關(guān)注的問題，生產(chǎn)過程中的能源與資源消耗會(huì)直接影響企業(yè)的生產(chǎn)成本?；诋?dāng)前我國全面推行的綠色生產(chǎn)理念，采用機(jī)電一體化技術(shù)針對(duì)機(jī)械設(shè)備各個(gè)運(yùn)行環(huán)節(jié)的能源損耗進(jìn)行全面分析，對(duì)導(dǎo)致能源損耗過高的設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化，最大限度降低機(jī)械設(shè)備運(yùn)行過程的能源損耗，全面提升機(jī)械設(shè)備的能源轉(zhuǎn)化能力，實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備的能效水平整體提升，既符合當(dāng)前我國綠色生產(chǎn)的目標(biāo)要求，又能夠有效降低企業(yè)的能源消耗成本，實(shí)現(xiàn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益最大化。

2 機(jī)電一體化技術(shù)在機(jī)械工程中的具體應(yīng)用路徑

2.1 在機(jī)床改造中的運(yùn)用

數(shù)控機(jī)床是當(dāng)前機(jī)械工程領(lǐng)域的核心設(shè)備，數(shù)控機(jī)床的精度更高，并具有超強(qiáng)的可控性。但是在其實(shí)際應(yīng)用過程中，為了最大限度提高數(shù)控機(jī)床的精度，對(duì)工作臺(tái)與機(jī)床刀具進(jìn)行精準(zhǔn)控制，將其控制在允許的誤差范圍內(nèi)，但在一定程度上限制了機(jī)床的生產(chǎn)效率。隨著機(jī)電一體化技術(shù)的不斷升級(jí)與優(yōu)化，借助開環(huán)伺服系統(tǒng)對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行進(jìn)一步升級(jí)改造。經(jīng)過升級(jí)改造的數(shù)控機(jī)床，其操作更為簡單，通過應(yīng)用滾珠絲杠副，全面改善了機(jī)床在實(shí)際操作過程中可能出現(xiàn)的盲區(qū)問題。隨著現(xiàn)代信息技術(shù)手段的不斷進(jìn)步，大幅提高了數(shù)控機(jī)床對(duì)數(shù)據(jù)的處理能力、整合能力以及處理效率。在數(shù)控機(jī)床的改造過程中充分考慮其改造成本，經(jīng)濟(jì)性得到了有效保障。

2.2 在包裝機(jī)械中的應(yīng)用

包裝機(jī)械本身的結(jié)構(gòu)以及工作原理就具有一定的復(fù)雜性，并且用于不同產(chǎn)品包裝的機(jī)械設(shè)備，結(jié)構(gòu)差異相對(duì)較大。大多數(shù)包裝機(jī)械的各項(xiàng)功能實(shí)現(xiàn)都是通過控制電路來實(shí)現(xiàn)，導(dǎo)致包裝機(jī)械設(shè)備的結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，操作難度高，后續(xù)對(duì)機(jī)械設(shè)備的保養(yǎng)維護(hù)難度增加，維護(hù)成本相對(duì)較高。隨著機(jī)電一體化技術(shù)在包裝機(jī)械中的應(yīng)用，通過操作計(jì)算機(jī)控制機(jī)械運(yùn)行，對(duì)包裝機(jī)械實(shí)行模塊化管理，顯著提升了設(shè)備的精密度和可操作性，其維護(hù)成本也有所下降，能夠降低企業(yè)的生產(chǎn)成本。

2.3 在產(chǎn)品開發(fā)上的應(yīng)用

隨著市場(chǎng)化經(jīng)濟(jì)時(shí)代的到來，市場(chǎng)需求逐漸朝著多元化方向發(fā)展。根據(jù)市場(chǎng)需求，加強(qiáng)對(duì)新型機(jī)械產(chǎn)品的開發(fā)，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化技術(shù)融入各個(gè)領(lǐng)域的重要舉措。與此同時(shí)，在產(chǎn)品開發(fā)中合理應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)，能夠充分發(fā)揮其靈活的設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)，根據(jù)其產(chǎn)品需求合理選擇相應(yīng)的實(shí)現(xiàn)手段，既能滿足產(chǎn)品開發(fā)的各方面功能性需求，又能夠在一定程度上滿足產(chǎn)品的個(gè)性化需求，充分體現(xiàn)產(chǎn)品開發(fā)的現(xiàn)代化與個(gè)性化優(yōu)勢(shì)[4-6]。

3 機(jī)電一體化技術(shù)未來的發(fā)展趨勢(shì)

3.1 智能化趨勢(shì)

與傳統(tǒng)機(jī)械工程技術(shù)相比，機(jī)電一體化技術(shù)不僅包含機(jī)械工程，同時(shí)還包含現(xiàn)代化信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等多個(gè)領(lǐng)域的技術(shù)，不僅注重機(jī)械設(shè)備各方面性能的提升，同時(shí)還包含對(duì)其操作系統(tǒng)、運(yùn)行系統(tǒng)的優(yōu)化，借助現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)與信息技術(shù)的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械設(shè)備的智能化控制，有效提升機(jī)械設(shè)備的精度，降低機(jī)械設(shè)備的操控難度，降低機(jī)械設(shè)備操作人員的技術(shù)水平要求，更加符合市場(chǎng)對(duì)現(xiàn)代機(jī)械工程的要求[7-8]。

3.2 高性能趨勢(shì)

制造企業(yè)對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行更新改造，需要投入一定的成本。因此，企業(yè)更加注重投資回報(bào)率。在未來的機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展中，應(yīng)當(dāng)更加注重其生產(chǎn)效率、操作精度、設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性等各方面性能的提高。機(jī)械設(shè)備作為企業(yè)的核心生產(chǎn)力，設(shè)備性能穩(wěn)定是企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營活動(dòng)順利進(jìn)行的重要保障。因此，注重對(duì)機(jī)械設(shè)備綜合化性能的提高，降低機(jī)械故障處理難度，成為當(dāng)前機(jī)電一體化技術(shù)的主要發(fā)展方向[9]。

3.3 環(huán)保化趨勢(shì)

隨著現(xiàn)階段我國綠色節(jié)能發(fā)展理念的不斷推進(jìn)，降低能源損耗、全面提升能源利用率，逐漸成為當(dāng)前環(huán)保理念背景下企業(yè)的核心發(fā)展方向。在機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展過程中，同樣應(yīng)當(dāng)注重機(jī)械設(shè)備的節(jié)能性、環(huán)保性，在降低機(jī)械設(shè)備能源損耗的同時(shí)，最大限度控制其運(yùn)行過程對(duì)環(huán)境造成污染。并且在選擇機(jī)械制造材料過程中，應(yīng)當(dāng)盡可能選擇具有可回收特點(diǎn)的材料，全面落實(shí)當(dāng)前我國所提倡的節(jié)能減排政策要求，推進(jìn)我國機(jī)電一體化技術(shù)朝著環(huán)?；较虬l(fā)展。

4 結(jié)語

隨著現(xiàn)代化市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)時(shí)代的到來，制造業(yè)逐漸成為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱性產(chǎn)業(yè)。將機(jī)電一體化與機(jī)械工程進(jìn)行深度融合，全面提高機(jī)械工程的智能化水平，在提高其生產(chǎn)質(zhì)效的同時(shí)，能夠有效實(shí)現(xiàn)對(duì)其生產(chǎn)精度的智能化控制，促進(jìn)我國機(jī)械工程良性發(fā)展。機(jī)電一體化技術(shù)其本身具備較強(qiáng)的綜合性特點(diǎn)，融合現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和信息技術(shù)，不僅表現(xiàn)出超高的生態(tài)價(jià)值與經(jīng)濟(jì)價(jià)值，而且對(duì)社會(huì)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，是推進(jìn)國機(jī)械工程未來將朝著智能化、高性能、環(huán)?；较虬l(fā)展的核心力量。