機(jī)械工程中機(jī)電一體化技術(shù)的運(yùn)用研究

賈占良

【摘 要】工程機(jī)械類企業(yè)要在競(jìng)爭(zhēng)日漸激烈的市場(chǎng)中立于不敗之地，就要對(duì)自身的應(yīng)用技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新。機(jī)械電子學(xué)可以發(fā)揮各項(xiàng)技術(shù)的特點(diǎn)和作用，進(jìn)而促進(jìn)機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量的提升和完善。機(jī)電一體化技術(shù)是機(jī)械電子學(xué)的核心技術(shù)，隨著該技術(shù)的發(fā)展，機(jī)電產(chǎn)品的功能性、安全性、精度、操作性、柔性等特性都在不斷完善和增強(qiáng)。文章主要就幾點(diǎn)一體化技術(shù)在現(xiàn)代機(jī)械工程中的應(yīng)用進(jìn)行了相關(guān)的探討和分析。

【關(guān)鍵詞】機(jī)電一體化；現(xiàn)代工程；機(jī)械應(yīng)用

機(jī)電一體化技術(shù)的進(jìn)步改善了機(jī)電產(chǎn)品的質(zhì)量和使用效率，進(jìn)一步完善了產(chǎn)品功能、精度、生產(chǎn)能力等，從而為現(xiàn)代工程建設(shè)和生產(chǎn)提供了更多的便利，促進(jìn)了工程質(zhì)量和效率的提升。機(jī)電一體化系統(tǒng)由五個(gè)要素構(gòu)成，分別是：結(jié)構(gòu)組成、動(dòng)力組成、運(yùn)動(dòng)組成、感知組成和職能組成。在機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用的過程中，要保障系統(tǒng)中五大要素相互耦合，具有運(yùn)動(dòng)傳遞、信息控制、能量轉(zhuǎn)換的作用，進(jìn)而保障系統(tǒng)的有效運(yùn)行。

1機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)

1.1自動(dòng)檢測(cè)功能

在機(jī)械設(shè)備運(yùn)行時(shí)，機(jī)電一體化技術(shù)會(huì)發(fā)揮相應(yīng)的作用，對(duì)設(shè)備系統(tǒng)中的各項(xiàng)目進(jìn)行檢測(cè)。若檢測(cè)出系統(tǒng)中有漏洞存在，就會(huì)題型操作人員，而且還會(huì)對(duì)問題進(jìn)行自主的修復(fù)，這樣就能使設(shè)備正常的運(yùn)轉(zhuǎn)。由于這種檢測(cè)方式是自動(dòng)化的，因此能使企業(yè)在檢測(cè)或者維修方面的成本投入有所減少。另外，因?yàn)椴恍枰捎萌斯し绞絹砼挪樵O(shè)備問題，所以檢測(cè)的工作精度也會(huì)更高。

1.2高精度

在工程機(jī)械行業(yè)中，引入機(jī)電一體化技術(shù)有巨大的意義，可以極大地提高行業(yè)的運(yùn)行質(zhì)量，使機(jī)械工程類產(chǎn)品的精度得到提升，從而促進(jìn)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。與此同時(shí)，這種方式還具有降低人工成本的效果，從而使企業(yè)的成本效益得到提升。

2機(jī)電一體化應(yīng)用的技術(shù)內(nèi)容

機(jī)電一體化是一種多元化的技術(shù)，機(jī)電一體化系統(tǒng)由多項(xiàng)技術(shù)組合而成，主要包括以下幾種：

2.1機(jī)械技術(shù)

該技術(shù)是機(jī)電一體化的基礎(chǔ)技術(shù)，其主要用于機(jī)械與該技術(shù)的適應(yīng)配合，配合其它現(xiàn)代化技術(shù)來進(jìn)行機(jī)械概念的更新，對(duì)機(jī)械材料、結(jié)構(gòu)、性能等進(jìn)行創(chuàng)新和變更，進(jìn)而減小機(jī)械重量、體積的同時(shí)，改善機(jī)械應(yīng)用精度、剛度和性能。在機(jī)電一體化系統(tǒng)建立的過程中，可以將傳統(tǒng)機(jī)械理論與工藝技術(shù)作為技術(shù)，利用計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)、人工智能系統(tǒng)、專家系統(tǒng)等來實(shí)現(xiàn)機(jī)械技術(shù)的創(chuàng)新與改造。

2.2計(jì)算機(jī)技術(shù)

運(yùn)用電腦技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)信息交換、存儲(chǔ)、運(yùn)算等操作，且人工智能、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)也都在計(jì)算機(jī)信息處理技術(shù)的范疇之內(nèi)。所以，計(jì)算機(jī)技術(shù)是該系統(tǒng)的核心技術(shù)之一。

2.3系統(tǒng)技術(shù)

即將整體概念作為基礎(chǔ)，對(duì)各項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行組織應(yīng)用，以全局角度、系統(tǒng)目標(biāo)為根本出發(fā)點(diǎn)，分解總體使其形成多個(gè)功能單元，且單元之間存在一定的聯(lián)系。其中，接口技術(shù)是不可或缺的技術(shù)內(nèi)容，其能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)部各部分的連接。

2.4自動(dòng)技術(shù)

自動(dòng)技術(shù)包含的內(nèi)容較多，以控制理論為基礎(chǔ)，對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，并實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)仿真和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試等操作目的。其中，控制技術(shù)是比較核心的應(yīng)用技術(shù)，其主要包括定位控制、自適應(yīng)控制、自我診斷、矯正、補(bǔ)償?shù)榷鄠€(gè)方面。

2.5傳感技術(shù)

傳感技術(shù)可以用于系統(tǒng)檢測(cè)與調(diào)節(jié)，可以稱之為系統(tǒng)感受器官，能夠滿足自動(dòng)控制、調(diào)節(jié)的使用要求。傳感技術(shù)的水平越高，其使用功能越強(qiáng)，系統(tǒng)的自動(dòng)化水平也會(huì)隨之提升[1]。現(xiàn)代工程需要傳感器能夠在嚴(yán)苛的作業(yè)環(huán)境和條件下進(jìn)行精確、快速的信息獲取，從而保障系統(tǒng)應(yīng)用水平。

3機(jī)電一體化技術(shù)在現(xiàn)代工程機(jī)械中的應(yīng)用

3.1應(yīng)用于機(jī)床生產(chǎn)

在機(jī)床生產(chǎn)的過程中，常用Z80-CPU軟件進(jìn)行控制和操作。該軟件的研究難度較低，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)領(lǐng)域。從我國(guó)數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展歷程來看，該工業(yè)生產(chǎn)方式由多種不同的技術(shù)組合而成，在整個(gè)技術(shù)系統(tǒng)之中，Z80-CPU軟件具有成本低、應(yīng)用效率高的優(yōu)勢(shì)，其滿足了我國(guó)現(xiàn)代工業(yè)機(jī)械的發(fā)展要求，可以進(jìn)一步推廣和完善[2]。與其它應(yīng)用技術(shù)相比，該技術(shù)還具有節(jié)約能源、控制污染的特點(diǎn)，能夠保障系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，進(jìn)而為后續(xù)生產(chǎn)奠定良好基礎(chǔ)。在實(shí)際應(yīng)用的過程中，該技術(shù)對(duì)工作臺(tái)和道具的要求較高，為了確保應(yīng)用質(zhì)量，要從以下幾方面入手：首先，明確坐標(biāo)軸運(yùn)行方向，確保其與工作臺(tái)、道具的方向一致。還要保障插補(bǔ)功能具有連續(xù)性；其次，充分發(fā)揮氟塑貼面導(dǎo)軌功能，控制導(dǎo)軌摩擦系數(shù)，增強(qiáng)導(dǎo)軌耐磨性，進(jìn)而提升數(shù)據(jù)機(jī)床的運(yùn)行效率；最后，如果不需要低速運(yùn)作，則數(shù)據(jù)機(jī)床的運(yùn)行成本較低。如果運(yùn)作速度較快，則數(shù)據(jù)機(jī)床具有穩(wěn)定、準(zhǔn)確的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)[3]。目前，我國(guó)常見的數(shù)據(jù)機(jī)床串座方式為滾珠絲杠復(fù)傳動(dòng)。

3.2應(yīng)用于自動(dòng)化和半自動(dòng)化作業(yè)

機(jī)電一體化技術(shù)在很大程度上提升了自動(dòng)化和半自動(dòng)化的水平，進(jìn)而促進(jìn)了機(jī)械應(yīng)用效率，同時(shí)降低了人工成本，帶動(dòng)了我國(guó)現(xiàn)代工程的發(fā)展和進(jìn)步。從我國(guó)現(xiàn)代工程機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展情況來看，人工操作的內(nèi)容正逐漸減少，由于操作失誤造成的誤差問題也隨之減少。例如，三菱企業(yè)的自動(dòng)化挖掘機(jī)應(yīng)用了機(jī)電一體化技術(shù)，減少了手動(dòng)操作的部分，使挖掘機(jī)可以自動(dòng)進(jìn)行傳信、運(yùn)作、監(jiān)控等操作。該技術(shù)可以對(duì)挖掘機(jī)的電液比例進(jìn)行控制，并設(shè)置了自動(dòng)化手柄，根據(jù)操作信號(hào)進(jìn)行電液比例的計(jì)算，并根基運(yùn)算結(jié)果獲取控制比例，最后利用傳感器完成自動(dòng)化作業(yè)[4]。在實(shí)際施工的過程中，可以將傳感器安裝在挖掘機(jī)上，進(jìn)而實(shí)時(shí)掌握挖掘機(jī)的工作情況，操作人員可以根據(jù)系統(tǒng)儀表的顯示內(nèi)容判斷挖掘軌跡，并繪制軌跡形狀，按照相應(yīng)的技術(shù)操作流程，對(duì)設(shè)計(jì)好的軌跡形狀進(jìn)行預(yù)定設(shè)置。如果作業(yè)內(nèi)容比較復(fù)雜，系統(tǒng)可以根據(jù)各個(gè)操作環(huán)節(jié)提升控制強(qiáng)度，配合激光技術(shù)，強(qiáng)化操作精度，進(jìn)而確保機(jī)械操作的順利完成。此外，將液晶顯示器安裝在挖掘機(jī)上，可以利用高辨識(shí)度的顯示器掌握機(jī)械工作狀況，觀察其各個(gè)部位的運(yùn)作、操作情況[5]。操作人員可以對(duì)控制面板上的控制按鈕進(jìn)行操作，并通過數(shù)字顯示判斷機(jī)械運(yùn)作狀態(tài)，降低了操作難度，提升了操作效率。此外，在使用相同配件的條件下，應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)可以對(duì)機(jī)械進(jìn)行全面有效的控制，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)編輯操作流程，并根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況進(jìn)行流程更改和調(diào)整?？梢詫⒃撓到y(tǒng)應(yīng)用于各類機(jī)械中，并利用自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)、故障檢測(cè)系統(tǒng)實(shí)時(shí)把控機(jī)械的工作狀態(tài)，及時(shí)處理機(jī)械故障，確保應(yīng)用安全和效率。

4機(jī)械工程中機(jī)電一體化技術(shù)未來應(yīng)用展望

在現(xiàn)代工程機(jī)械發(fā)展的過程中，機(jī)電一體化技術(shù)滿足了現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展需求，順應(yīng)了智能化、自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)。相較于傳統(tǒng)機(jī)械制造業(yè)，該技術(shù)不僅改善了產(chǎn)品外觀，更提升了產(chǎn)品質(zhì)量和工作效率，同時(shí)減少了投入成本，可以普遍應(yīng)用在我國(guó)醫(yī)療、科技、經(jīng)濟(jì)等多個(gè)領(lǐng)域范圍之內(nèi)。

結(jié)束語

綜上所述，在現(xiàn)代工程機(jī)械制造業(yè)發(fā)展的過程中，為了提升機(jī)械的使用效率和質(zhì)量，就要加強(qiáng)自動(dòng)化、智能化技術(shù)的研究。機(jī)電一體化技術(shù)能夠提升機(jī)電產(chǎn)品的功能性、作業(yè)精確度、安全性、穩(wěn)定性，滿足我國(guó)現(xiàn)代工程機(jī)械的使用需求，可以加大研究和發(fā)展的力度。

參考文獻(xiàn)：

[1]危茂萍.現(xiàn)代工程機(jī)械中機(jī)電一體化技術(shù)的有效運(yùn)用探討[J].山東工業(yè)技術(shù)，2019（05）：10.

[2]王野.淺析機(jī)電一體化技術(shù)在機(jī)械工程中的應(yīng)用[J].科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊，2018，26（19）：70.

[3]盧峻爽，張力.機(jī)電一體化技術(shù)在機(jī)械工程中的應(yīng)用與走向[J].現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟(jì)和信息化，2017，7（06）：69-70+74.

[4]李相洋，王壯芬.論述機(jī)電一體化技術(shù)在機(jī)械工程中的應(yīng)用[J].四川水泥，2015（11）：166.

[5]陳偉洪.機(jī)電一體化技術(shù)在現(xiàn)代工程機(jī)械中的發(fā)展運(yùn)用分析[J].裝備制造技術(shù)，2014（01）：77-78+89.