機(jī)電一體化在工程機(jī)械中的技術(shù)應(yīng)用分析

崔建偉

? 摘 要 近年來，我國技術(shù)發(fā)展的各個(gè)方面都得到了提升，許多技術(shù)都比較成功。工程機(jī)械的發(fā)展一直是我國機(jī)械工業(yè)發(fā)展的重要因素。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，機(jī)電一體化已經(jīng)應(yīng)用于工程機(jī)械的更多領(lǐng)域，成為工程機(jī)械發(fā)展的核心技術(shù)體系。該技術(shù)不僅在設(shè)備的應(yīng)用和管理中得到了廣泛的應(yīng)用，而且在實(shí)際工作和生產(chǎn)中也得到了廣泛的應(yīng)用。由于其系統(tǒng)的特性和功能，它扮演著非常重要的角色。在許多公司和行業(yè)中，迫切需要能夠熟練掌握這項(xiàng)技術(shù)的專業(yè)技術(shù)人員，以便更好地促進(jìn)機(jī)電一體化的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞 機(jī)電一體化 工程機(jī)械 傳感器檢測(cè)技術(shù) 信號(hào)處理I/O技術(shù)

中圖分類號(hào)：TH-39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0745（2022）05-0016-03

我們國家科學(xué)水準(zhǔn)的不斷提高與國民經(jīng)濟(jì)的飛速增長進(jìn)一步推進(jìn)了計(jì)算機(jī)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及信息技術(shù)的發(fā)展。同時(shí)機(jī)電一體化也隨著新興技術(shù)的進(jìn)步不斷發(fā)展，在各個(gè)行業(yè)當(dāng)中都得到了極為廣泛的運(yùn)用，特別是對(duì)于工程機(jī)械行業(yè)而言，機(jī)電一體化的運(yùn)用在極大程度上提高了這一行業(yè)的智能化水準(zhǔn)以及自動(dòng)化水準(zhǔn)，對(duì)這一行業(yè)的發(fā)展起到了極為關(guān)鍵的推進(jìn)作用。

1 在工程機(jī)械當(dāng)中引進(jìn)機(jī)電一體化技術(shù)的重要性

1.1 提高加工的安全性

以往較為傳統(tǒng)的機(jī)械加工由于機(jī)床設(shè)備相對(duì)較為老舊，很多都是采用初級(jí)液壓裝備，毛坯的加工都是通過人工來完成，而且機(jī)床等等加工設(shè)備極為容易受到環(huán)境的嚴(yán)重影響，機(jī)床設(shè)備發(fā)生故障問題是常有的事情，在對(duì)機(jī)床設(shè)備進(jìn)行檢修的過程當(dāng)中容易受到電氣的嚴(yán)重影響造成錯(cuò)誤的判斷，甚至還極有可能會(huì)發(fā)生加工事故，對(duì)加工人員的生命安全帶來嚴(yán)重的威脅。而引進(jìn)機(jī)電一體化技術(shù)就能夠?qū)庸み^程進(jìn)行更為高效的控制，與此同時(shí)在實(shí)際進(jìn)行加工的過程當(dāng)中能夠?qū)φ麄€(gè)加工狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)的觀察，一旦出現(xiàn)隱藏的問題便能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)，并進(jìn)行進(jìn)一步的處理，如此一來可以極大程度地提高加工的安全性[1]。

1.2 提升工程機(jī)械加工質(zhì)量

以往的由純機(jī)械操作完成的工程項(xiàng)目，大都誤差相對(duì)較大，比如生產(chǎn)機(jī)床夾具，由于對(duì)機(jī)床夾具進(jìn)行運(yùn)用主要是為了在對(duì)工件進(jìn)行加工的過程當(dāng)中起到夾緊以及定位的作用，夾具誤差需要盡量達(dá)到最小，才可以為工件的加工質(zhì)量提供保障，在這一過程當(dāng)中由于沒有專門的誤差處理裝置，僅僅依靠經(jīng)驗(yàn)以及手工難以為加工的精度提供保障，所以在這一過程當(dāng)中就需要引進(jìn)機(jī)電一體化技術(shù)，在對(duì)夾具進(jìn)行生產(chǎn)的過程當(dāng)中通過計(jì)算機(jī)調(diào)節(jié)程序，并在整個(gè)加工過程當(dāng)中通過傳感器實(shí)時(shí)地反饋信息，進(jìn)而能夠在誤差允許的范圍之內(nèi)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的控制誤差，進(jìn)而進(jìn)一步完成整個(gè)的加工項(xiàng)目，進(jìn)一步提升工程機(jī)械的加工質(zhì)量。

2 機(jī)電一體化在工程機(jī)械中的技術(shù)體現(xiàn)

2.1 傳感器檢測(cè)技術(shù)

通過對(duì)傳感器檢測(cè)技術(shù)的分析可以得知，該技術(shù)主要是負(fù)責(zé)對(duì)工程機(jī)械進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)換，將收集來的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行整理與分析，并對(duì)機(jī)械運(yùn)行加以控制，從而實(shí)現(xiàn)電信號(hào)轉(zhuǎn)換。隨著科學(xué)技術(shù)的日新月異，現(xiàn)代傳感檢測(cè)技術(shù)水平有了很大的提升，將電子技術(shù)、通信技術(shù)等融入其中，不僅增強(qiáng)了機(jī)械設(shè)備運(yùn)行時(shí)的穩(wěn)定性能，同時(shí)也大大提高了設(shè)備的抗干擾性能，大大降低了工程機(jī)械運(yùn)行過程中故障問題的發(fā)生率。除此之外，由于該技術(shù)本身就是用于對(duì)機(jī)械設(shè)備的檢測(cè)，想要減少外部的沖擊，則需要對(duì)該技術(shù)的密封性及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)提出更高的要求，以便更好地適應(yīng)外部環(huán)境，可以抵御外界沖擊[2]。

2.2 信號(hào)處理I/O技術(shù)

就現(xiàn)階段實(shí)際情況來看，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，工程機(jī)械對(duì)信號(hào)處理技術(shù)的應(yīng)用愈發(fā)廣泛，對(duì)其研究力度也在不斷增大，使得該技術(shù)在工程機(jī)械中的應(yīng)用價(jià)值越來越突出，大大增強(qiáng)了機(jī)械工程生產(chǎn)的安全性與穩(wěn)定性。信號(hào)處理I/O技術(shù)在機(jī)電一體化中的體現(xiàn)主要表現(xiàn)為，將該技術(shù)與微處理器進(jìn)行有效結(jié)合，便能夠?qū)C(jī)械設(shè)備中的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行檢測(cè)，并得出科學(xué)合理的檢測(cè)結(jié)果，從而為機(jī)械設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行奠定基礎(chǔ)保障。在工程機(jī)械中應(yīng)用該技術(shù)時(shí)，還能夠?qū)崿F(xiàn)人機(jī)交互，幫助工作人員更快速地找到故障點(diǎn)，防止問題的擴(kuò)大化，并保障機(jī)械設(shè)備可以正常運(yùn)行[3]。

2.3 工程機(jī)械故障診斷技術(shù)

根據(jù)工程機(jī)械運(yùn)行現(xiàn)狀的分析可以看出，由于其運(yùn)行模式較為繁瑣，且應(yīng)用范圍比較廣，因此相對(duì)而言更加容易受到外界環(huán)境的影響，導(dǎo)致運(yùn)行過程中的故障問題時(shí)有發(fā)生，對(duì)工程機(jī)械的建設(shè)發(fā)展十分不利。而故障診斷技術(shù)作為機(jī)電一體化技術(shù)中的關(guān)鍵部分，其對(duì)工程機(jī)械運(yùn)行中的故障問題處理有著非常突出的優(yōu)勢(shì)，加強(qiáng)該技術(shù)的合理運(yùn)用，可以更迅速地檢測(cè)出設(shè)備運(yùn)行過程中的問題，并進(jìn)行自動(dòng)診斷，從而大大提升工程機(jī)械的運(yùn)行效率，同時(shí)也為操作人員提供更加優(yōu)質(zhì)的環(huán)境，有效實(shí)現(xiàn)工程機(jī)械的自動(dòng)化水平。除此之外，運(yùn)用自動(dòng)化識(shí)別技術(shù)還能夠幫助維修人員更好地鎖定故障點(diǎn)位置，使得維修工作效率得到極大地提高，對(duì)我國工程機(jī)械行業(yè)的發(fā)展也起到一定的推動(dòng)作用。

3 機(jī)電一體化技術(shù)在工程機(jī)械當(dāng)中的具體運(yùn)用

在具體的工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中，機(jī)電一體化技術(shù)在機(jī)械制造當(dāng)中的運(yùn)用較為典型。機(jī)電一體化技術(shù)的有效運(yùn)用可以進(jìn)一步提升制造零部件的效率性以及規(guī)范性，進(jìn)一步推進(jìn)機(jī)械制造企業(yè)社會(huì)效益以及經(jīng)濟(jì)效益的不斷提高。

基于此，下文就從進(jìn)行作業(yè)精度的控制、實(shí)現(xiàn)機(jī)械自動(dòng)作業(yè)、完善機(jī)械監(jiān)控系統(tǒng)、機(jī)床改造、包裝機(jī)械五個(gè)方面對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)在工程機(jī)械當(dāng)中的具體運(yùn)用進(jìn)行了簡單的闡述，以供參考。

3.1 包裝機(jī)械

在我國機(jī)械工程中，包裝機(jī)械結(jié)構(gòu)是一個(gè)非常重要的組成部分，它包括許多復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，如連桿的控制和凸輪軸的結(jié)構(gòu)。過去，傳統(tǒng)的連接方法是電路連接，這種方法有許多工作步驟，對(duì)以后的設(shè)備維修非常不利。隨著機(jī)電一體化技術(shù)的更新，機(jī)器可以直接測(cè)量產(chǎn)品數(shù)據(jù)，直接利用計(jì)算機(jī)技術(shù)計(jì)算數(shù)據(jù)，然后根據(jù)指令進(jìn)行包裝工作。企業(yè)只需專業(yè)技術(shù)人員輸入正確的工作代碼，大大節(jié)省了人工計(jì)算的時(shí)間。這項(xiàng)技術(shù)的引入可以細(xì)化一些組件，使整個(gè)設(shè)備更小、更快、更舒適地操作和使用科學(xué)合理的資源，從而顯著降低企業(yè)的成本。7639E818-20D7-46BA-B2D8-24E3B2474923

3.2 機(jī)床改造

普通機(jī)床主要由環(huán)、波和其他非常重要的部件組成，其主要應(yīng)用方式為水平式，它們?yōu)槟承┝慵募庸みM(jìn)行環(huán)形和穿孔。在實(shí)際執(zhí)行相關(guān)工程的過程中，有必要進(jìn)一步控制其角度，以使加工更精確。機(jī)電一體化技術(shù)的有效應(yīng)用，使機(jī)床成為一臺(tái)充分集成了大量數(shù)據(jù)信息的數(shù)據(jù)機(jī)床，更精確地描述刀具在機(jī)床上的應(yīng)用軌跡，通過自動(dòng)控制更精確地找到數(shù)據(jù)角度，顯著降低加工過程中的誤差。數(shù)據(jù)機(jī)床中的滾珠也顯著減少了運(yùn)行時(shí)間，從而減少了摩擦，大大減少了機(jī)床損壞，進(jìn)一步增加了刀具使用時(shí)間[4]。

3.3 完善機(jī)械監(jiān)控系統(tǒng)

在過去，傳統(tǒng)的機(jī)械監(jiān)控系統(tǒng)存在缺陷。有些機(jī)械設(shè)備不能正確使用和設(shè)計(jì)監(jiān)控設(shè)備，或者監(jiān)控系統(tǒng)相對(duì)落后，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和完整性需要進(jìn)一步提高。機(jī)電一體化應(yīng)用后，工程機(jī)械生產(chǎn)的監(jiān)控水平進(jìn)一步提高。隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的飛速發(fā)展，在機(jī)電一體化技術(shù)中使用信號(hào)轉(zhuǎn)換技術(shù)、傳感器技術(shù)和信息技術(shù)，可以為有能力的員工管理操作系統(tǒng)提供進(jìn)一步的保障，特別是動(dòng)態(tài)、全實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，自動(dòng)報(bào)警也可用于系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行中，及時(shí)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，為錯(cuò)誤檢測(cè)提供進(jìn)一步的保障，并為提高操作安全性提供極為堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3.4 實(shí)現(xiàn)機(jī)械自動(dòng)作業(yè)

信息時(shí)代的到來為機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展提供了一個(gè)非常重要的方向。一些機(jī)電一體化技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)化和自動(dòng)化。機(jī)電智能技術(shù)的引入，可以通過有效提升項(xiàng)目生產(chǎn)效率，進(jìn)一步提高施工機(jī)械的自動(dòng)化程度和質(zhì)量。與過去的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)相比，自動(dòng)化操作的好處非常顯著，可以將人為錯(cuò)誤的影響降至最低，并進(jìn)一步推動(dòng)項(xiàng)目向現(xiàn)代化方向發(fā)展。例如，一個(gè)國家設(shè)計(jì)的挖泥船在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中采用了微機(jī)控制系統(tǒng)，大大提高了工程施工質(zhì)量。在實(shí)際施工過程中，該系統(tǒng)的應(yīng)用可以繼續(xù)實(shí)現(xiàn)施工環(huán)境的自動(dòng)監(jiān)控，通過控制刀片和刀具，根據(jù)黃銅信息發(fā)布生產(chǎn)控制線，控制工廠進(jìn)行卸載，自動(dòng)完成浮動(dòng)和挖掘。這為提高挖掘機(jī)的精度提供了非常堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3.5 進(jìn)行作業(yè)精度的控制

我們必須對(duì)施工機(jī)械的制造進(jìn)行質(zhì)量控制，以確保精度。如果制造的成品或零件的精度不能滿足相關(guān)要求，這將對(duì)工廠的整個(gè)運(yùn)營產(chǎn)生非常嚴(yán)重的影響。在機(jī)電一體化技術(shù)的支持下，電氣、電子和信息技術(shù)的有效應(yīng)用可以進(jìn)一步提高工程機(jī)械的生產(chǎn)精度。例如，在建筑物的具體生產(chǎn)中，在混凝土混合物的儲(chǔ)存中，傳統(tǒng)的儲(chǔ)存形式在過去必須依賴于測(cè)量設(shè)備，這些設(shè)備受到外部因素和人為因素的強(qiáng)烈影響，并導(dǎo)致誤差。在機(jī)電一體化系統(tǒng)有效應(yīng)用后，通過充分利用電子支撐系統(tǒng)，系統(tǒng)可以更有效地控制精度，并有效避免搬運(yùn)過程中出現(xiàn)的誤差。此外，在抹灰工程施工期間使用自動(dòng)找平系統(tǒng)，借助超聲波技術(shù)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)鑄造材料的供應(yīng)和找平，以進(jìn)一步提高工程的施工效率和質(zhì)量[5]。

4 機(jī)電一體化將來的進(jìn)展趨勢(shì)

現(xiàn)時(shí)期，伴隨著我們國家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的飛速發(fā)展，工程機(jī)械的需求不斷增大，我們國家工程機(jī)械行業(yè)得到了極為迅速的發(fā)展，軋路機(jī)、挖掘機(jī)以及裝載機(jī)等等產(chǎn)量位居世界第一。但是，工程機(jī)械的安全可靠性以及自動(dòng)化需要得到進(jìn)一步的提高。機(jī)電一體化技術(shù)在工程機(jī)械當(dāng)中的應(yīng)用能夠進(jìn)一步提升生產(chǎn)效率，有效促進(jìn)工程機(jī)械的革新與改進(jìn)?；诖耍挛木蛷膫€(gè)性化與微型化、智能化以及綠色化幾個(gè)方面對(duì)機(jī)電一體化將來的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行簡單的解析與探究，希望可以為有關(guān)工作人員以及探究人員提供一些有效的借鑒與參考。

4.1 綠色化

環(huán)保節(jié)能是現(xiàn)時(shí)期我們國家經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的基本戰(zhàn)略，因此機(jī)電一體化需要朝著綠色化的方向發(fā)展，在對(duì)此項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行開發(fā)的過程當(dāng)中，除了需要充分滿足有關(guān)工程的實(shí)際需求，與此同時(shí)還需要充分結(jié)合經(jīng)濟(jì)低碳的重要理念，盡量減少對(duì)自然生態(tài)環(huán)境的破壞。不僅可以更為高效的維持生態(tài)平衡，還可以進(jìn)一步增強(qiáng)對(duì)廢棄物的利用，進(jìn)一步推進(jìn)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。伴隨著時(shí)代的不斷進(jìn)步，機(jī)電一體化技術(shù)逐漸成熟，其性能也會(huì)得到不斷的改進(jìn)與優(yōu)化，將此項(xiàng)技術(shù)與資源節(jié)約進(jìn)行更為高效的結(jié)合，可以進(jìn)一步減少成本的投入，有效促進(jìn)企業(yè)自身社會(huì)效益以及經(jīng)濟(jì)效益的進(jìn)一步提高。

4.2 智能化

隨著時(shí)代的進(jìn)步和發(fā)展，智能技術(shù)已經(jīng)成為技術(shù)發(fā)展和機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的重要組成部分。隨著機(jī)電一體化技術(shù)的逐步智能化發(fā)展，其應(yīng)用前景將十分樂觀。機(jī)電一體化技術(shù)的智能化發(fā)展更符合相關(guān)項(xiàng)目的實(shí)際需要。今天，在高級(jí)自動(dòng)化項(xiàng)目中，手動(dòng)支持的頻率仍然很高。定義相關(guān)參數(shù)，操作相關(guān)人機(jī)界面，機(jī)電一體化智能化開發(fā)以AI技術(shù)為核心，可以將智能設(shè)備開發(fā)與人工智能充分結(jié)合起來，繼續(xù)實(shí)現(xiàn)智能技術(shù)的有效優(yōu)化，并繼續(xù)執(zhí)行相應(yīng)的規(guī)范要求[6]。

4.3 個(gè)性化與微型化

對(duì)于機(jī)電一體化技術(shù)而言，個(gè)性化與微型化必然是其未來發(fā)展的重要趨勢(shì)。首先是個(gè)性化方面，在當(dāng)前各行各業(yè)迅猛發(fā)展的背景下，任何產(chǎn)品想要突出重圍，就必須要體現(xiàn)出個(gè)性化特征，這樣才能吸引更多的客戶前來購買，機(jī)電一體化產(chǎn)品也是如此，想要在當(dāng)前競爭激烈的市場中站穩(wěn)腳跟，就要不斷地加強(qiáng)產(chǎn)品的個(gè)性化、定制化發(fā)展。其次是微型化，隨著我國納米技術(shù)的不斷發(fā)展，將其與機(jī)械技術(shù)進(jìn)行有效融合，可以在保證同等產(chǎn)品質(zhì)量的基礎(chǔ)上，使得產(chǎn)品重量及尺寸大大縮小，這不僅可以壓縮時(shí)間成本，同時(shí)也能更好地滿足人們的多元化需求，從而促進(jìn)我國機(jī)電一體化技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。

5 結(jié)語

總的來說，機(jī)電一體化技術(shù)在機(jī)械工程方面的運(yùn)用以及推廣，極大程度地推進(jìn)了此行業(yè)的健康穩(wěn)定發(fā)展。通過對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)的有效運(yùn)用，不僅可以對(duì)機(jī)械各個(gè)方面的性能進(jìn)行有效優(yōu)化，同時(shí)還可以極大程度地提高工程生產(chǎn)的質(zhì)量以及效率，在將來能夠進(jìn)一步推進(jìn)機(jī)電一體化技術(shù)與新型技術(shù)的有效結(jié)合，進(jìn)一步推進(jìn)技術(shù)性能的高效優(yōu)化，為我們國家機(jī)械工程的健康穩(wěn)定發(fā)展提供進(jìn)一步的保障。

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