機(jī)電一體化系統(tǒng)在機(jī)械工程中的運(yùn)用探討

劉洪樂

（山東省工業(yè)設(shè)備安裝集團(tuán)有限公司，山東 濟(jì)南 250013）

引言：隨著我國(guó)工業(yè)技術(shù)的進(jìn)步，諸多工業(yè)化機(jī)械和設(shè)備推動(dòng)著相關(guān)行業(yè)的發(fā)展，不過目前工程機(jī)械依然需要提升安全性和自動(dòng)化水平。機(jī)械工程中機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用，能夠通過遠(yuǎn)程自動(dòng)化技術(shù)運(yùn)作，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的人為操作模式，簡(jiǎn)化工作流程，以實(shí)現(xiàn)機(jī)械工程的高效率、高質(zhì)量操作。若發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)發(fā)送預(yù)警信號(hào)，便于快速、準(zhǔn)確解決問題，降低機(jī)械工程單位的經(jīng)濟(jì)損失及安全問題發(fā)生率。利用機(jī)電一體化系統(tǒng)可以有效提升生產(chǎn)效率，這是由于機(jī)電一體化系統(tǒng)將電子技術(shù)和機(jī)械技術(shù)有效結(jié)合起來提升了機(jī)械設(shè)備的智能化水平，以下對(duì)相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行分析。機(jī)電一體化系統(tǒng)的應(yīng)用，能夠有效減輕人員工作壓力，降低機(jī)械工程單位的人力資本投入數(shù)額。通過流程化、系統(tǒng)化及自動(dòng)化的運(yùn)作流程，還能夠準(zhǔn)確篩選重點(diǎn)需求，對(duì)后續(xù)機(jī)械工程項(xiàng)目的開展奠定良好基礎(chǔ)。

一、分析機(jī)電一體化系統(tǒng)的特征和作用

（一）具有較高的安全性

和傳統(tǒng)的工程機(jī)械進(jìn)行對(duì)比，機(jī)電一體化系統(tǒng)是存在較大的性能，通過借助于計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)化控制技術(shù)以及機(jī)械技術(shù)等，使其工程機(jī)械能夠具有著遙感功能、定位功能、通信功能、監(jiān)視功能和報(bào)警功能，在工程機(jī)械運(yùn)行期間存在任何故障可以自我保護(hù)，確保高效運(yùn)行。

（二）具有較強(qiáng)的生命力

在現(xiàn)如今工業(yè)制造的過程中，工程機(jī)械可以廣泛的代替人力操作，其中在機(jī)電一體化系統(tǒng)支持下，工業(yè)制造只需要技術(shù)人員進(jìn)行按鍵操作便能夠?qū)Χ喾N的大型工程機(jī)械進(jìn)行控制和管理，這主要依賴于科學(xué)的編程設(shè)計(jì)，有效提升設(shè)備的精確度和靈敏度，能夠在預(yù)定時(shí)間內(nèi)完成有關(guān)生產(chǎn)任務(wù)，保證生產(chǎn)效率。

（三）具有良好的效益型

工程機(jī)械的誕生而言，能夠比較顯著的提高企業(yè)制造效益，創(chuàng)造出更多的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，例如對(duì)于巖造機(jī)械而言，在現(xiàn)如今開采領(lǐng)域中，因?yàn)閹r層存在復(fù)雜性，使得開采難度加大，為了保證作業(yè)安全性，技術(shù)人員利用通信技術(shù)獲取巖層信息，然后通過遠(yuǎn)程遙控觀察巖層圖像，確定開采方案，確保整個(gè)開采作業(yè)的安全性，最大程度節(jié)約開采成本，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。

（四）具有方便的操作

目前工程機(jī)械開始應(yīng)用到更多的制造領(lǐng)域中，向著科技化和專業(yè)化以及智能化方向不斷發(fā)展，并且工程也不斷地深入挖掘機(jī)電一體化優(yōu)勢(shì)，使其操作能夠具有智能化特點(diǎn)，大大降低了操作難度。在人工智能技術(shù)不斷應(yīng)用的背景下，工程機(jī)械還具備自我學(xué)習(xí)能力，根據(jù)不同生產(chǎn)場(chǎng)景改變運(yùn)行參數(shù)。

（五）具有廣泛的應(yīng)用面

機(jī)電一體化系統(tǒng)是存在綜合性的特點(diǎn)，存在自我保護(hù)和信息傳導(dǎo)以及數(shù)據(jù)分析、智能定位等多種功能，不僅具有技術(shù)方面的優(yōu)勢(shì)，也可以將設(shè)計(jì)管理和質(zhì)檢等環(huán)節(jié)相互串聯(lián)到一起，從而讓工廠機(jī)械的操作具有延展性，比如振動(dòng)壓路機(jī)在作業(yè)過程中利用機(jī)電一體化技術(shù)可以實(shí)時(shí)掌握施工現(xiàn)場(chǎng)信息，技術(shù)人員能夠合理調(diào)整施工方案，監(jiān)理人員也能通過現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的分析保證施工質(zhì)量，全面提升工程管理的科學(xué)性。

二、分析機(jī)電一體化系統(tǒng)在機(jī)械工程中的應(yīng)用方式

（一）對(duì)能耗進(jìn)行降低和實(shí)現(xiàn)科學(xué)節(jié)能

常規(guī)民用工程的機(jī)械設(shè)備在運(yùn)行時(shí)，需要消耗比較多的機(jī)械能量，產(chǎn)生這種原因主要是傳統(tǒng)工程機(jī)械難以在額定的負(fù)荷下運(yùn)行，在工廠操作的過程中，具體工程機(jī)械運(yùn)行期間的效益難以滿足實(shí)際需要，超負(fù)荷生產(chǎn)等情況，均會(huì)影響機(jī)械施工中能源的消耗量，不利于機(jī)械工程單位資源的合理利用及經(jīng)濟(jì)效益的提升。機(jī)電一體化系統(tǒng)在機(jī)械工程中的應(yīng)用，結(jié)合機(jī)械工程施工的具體情況，合理調(diào)節(jié)工程中的應(yīng)用功率，發(fā)揮節(jié)能環(huán)保的作用。比如在企業(yè)行業(yè)中，此時(shí)是可以通過機(jī)電一體化系統(tǒng)去降低人員的消耗，合理的對(duì)能耗進(jìn)行控制，這樣可以更好地促進(jìn)工程機(jī)械行業(yè)可持續(xù)的進(jìn)行發(fā)展。

（二）準(zhǔn)確稱量和智能操作

機(jī)電一體化系統(tǒng)合理的應(yīng)用到工程機(jī)械中，可以更加準(zhǔn)確和快速的測(cè)量相關(guān)的數(shù)據(jù)內(nèi)容，更好地去保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，為各項(xiàng)后續(xù)工程的順利開展和設(shè)計(jì)方案的調(diào)整提供出相應(yīng)的參考依據(jù)。此外結(jié)合智能化實(shí)際運(yùn)行需要，規(guī)范順序操作，保證其工程的數(shù)據(jù)和信息應(yīng)用具有有效性。比如可以在汽車生產(chǎn)過程中應(yīng)用自動(dòng)化的電子操作過程控制稱量系統(tǒng)，對(duì)系統(tǒng)中精確成品實(shí)施稱量操作。以自動(dòng)化的技術(shù)，降低人工誤差發(fā)生率，減輕人員工作量，且保證混合產(chǎn)品的稱量操作的準(zhǔn)確性、精確度。

（三）全面進(jìn)行監(jiān)督和故障排查

機(jī)電一體化系統(tǒng)在實(shí)際機(jī)械工程中進(jìn)行應(yīng)用，是可以對(duì)工程機(jī)械設(shè)備和系統(tǒng)正常運(yùn)行的情況進(jìn)行合理的監(jiān)督，并且通過遠(yuǎn)程監(jiān)控的方式，能夠?qū)崟r(shí)去了解工程的運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)地去發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)故障，并且發(fā)送相應(yīng)的故障信息。先進(jìn)的機(jī)電監(jiān)控系統(tǒng)具有自動(dòng)排查故障、修復(fù)監(jiān)控系統(tǒng)的功能，可保證機(jī)械工程項(xiàng)目的安全性、有序性開展，降低經(jīng)濟(jì)損失及安全故障的發(fā)生率。機(jī)電一體化系統(tǒng)能夠預(yù)防工程機(jī)械零部件、機(jī)械設(shè)備故障問題的發(fā)生，對(duì)各類傳動(dòng)系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行情況等進(jìn)行監(jiān)督。以專業(yè)的子監(jiān)控、故障傳感器及診斷專家系統(tǒng)等，對(duì)機(jī)械工程的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢查。例如在車制造行業(yè)中，通過合理的應(yīng)用機(jī)電一體化系統(tǒng)去檢測(cè)汽車行駛過程中的安全性，通過合理的應(yīng)用電子監(jiān)控和自動(dòng)報(bào)警以及估值自診斷等方面的技術(shù)，進(jìn)而對(duì)其汽車的運(yùn)行能力做出相應(yīng)的測(cè)評(píng)和監(jiān)督，結(jié)合獲取的信息和數(shù)據(jù)內(nèi)容，判斷汽車的性能，及時(shí)調(diào)整、優(yōu)化改進(jìn)不足之處，使汽車生產(chǎn)過程中更加的穩(wěn)定。這種方式能夠保證駕駛?cè)藛T及車內(nèi)人員的安全，對(duì)汽車行業(yè)的發(fā)展可產(chǎn)生積極促進(jìn)作用。

三、分析機(jī)電一體化系統(tǒng)在機(jī)械工程中應(yīng)用的未來展望

（一）分析柔性化

在機(jī)電一體化技術(shù)實(shí)際進(jìn)行應(yīng)用的過程中，柔性制造系統(tǒng)主要是指信息系統(tǒng)和物質(zhì)存儲(chǔ)系統(tǒng)，柔性化制造主要是建立在現(xiàn)有的技術(shù)基礎(chǔ)上，柔性化的制造系統(tǒng)模式可以變換加工對(duì)象，在實(shí)際進(jìn)行應(yīng)用的過程中，從而確定出具體的機(jī)械制造過程，對(duì)加工設(shè)備和物料進(jìn)行合理選擇。柔性化制造系統(tǒng)在我國(guó)機(jī)械工程應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，在實(shí)際應(yīng)用中也起到了重要的作用。機(jī)電一體化系統(tǒng)柔性化制造模式能夠滿足多批次不同產(chǎn)品的需求，有效的結(jié)合市場(chǎng)的實(shí)際需求進(jìn)行調(diào)整，更好的保證人力資源和設(shè)備資源的合理應(yīng)用。

（二）分析智能化

工業(yè)數(shù)字化以及智能化的發(fā)展背景下，越來越多的信息化設(shè)備開始以及機(jī)電工程的融合，全面地促進(jìn)了機(jī)械工程事業(yè)的快速發(fā)展，并且也能帶動(dòng)機(jī)械工程事業(yè)的快速發(fā)展。機(jī)電一體化系統(tǒng)在機(jī)械工程中的應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)工程項(xiàng)目的智能化、全程化管控。在未來機(jī)械工程發(fā)展的過程中，還將整合人工智能、計(jì)算機(jī)工程科學(xué)、心理學(xué)等多學(xué)科內(nèi)容，更好地為機(jī)械工程發(fā)展服務(wù)?；跈C(jī)械工程建設(shè)需求的不斷創(chuàng)新與發(fā)展，從而不斷提高機(jī)械工程生產(chǎn)的質(zhì)量和效益，強(qiáng)化管理效果和降低能源消耗。

（三）分析微型化

最近幾年來我國(guó)機(jī)械工程技術(shù)水平不斷地提高，技術(shù)研究的重視程度增加，并且機(jī)電一體化系統(tǒng)逐漸向著微型化方向進(jìn)行發(fā)展，目前機(jī)電一體化系統(tǒng)技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)，通常情況下電子機(jī)械的體積和尺寸均低于 1cm3，在未來的發(fā)展過程中，還會(huì)趨向于更小的微型化目標(biāo)、方向發(fā)展。微機(jī)電一體化技術(shù)，能夠?qū)C(jī)電技術(shù)融合為一體，且通過更小的體積，更低的能源消耗量及靈活的應(yīng)用能力等，在機(jī)械工程中全面得到應(yīng)用。超精密加工技術(shù)的研究質(zhì)量，能夠直接影響微機(jī)電一體化產(chǎn)品生產(chǎn)的效率，因此是需要提高研究和創(chuàng)造，為機(jī)械工程行業(yè)發(fā)展奠定出相應(yīng)的基礎(chǔ)。

（四）分析模塊化

目前機(jī)械一體化關(guān)聯(lián)產(chǎn)品的類型和種類比較多，因此在機(jī)械傳感器接口和電器傳感器接口設(shè)計(jì)的過程中，是需要考量的影響因素比較多，并且也是沒有辦法可以統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，也會(huì)影響機(jī)電一體化系統(tǒng)具體應(yīng)用的可行性。針對(duì)上述問題，未來需要強(qiáng)化系統(tǒng)化、標(biāo)準(zhǔn)化管理的重視程度。加強(qiáng)新技術(shù)的研究，根據(jù)常見的機(jī)械工程生產(chǎn)需求等，制定模塊化的產(chǎn)品，推動(dòng)相關(guān)設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)規(guī)模的擴(kuò)展。

（五）分析網(wǎng)絡(luò)化

機(jī)電一體化產(chǎn)品的應(yīng)用，可以充分地發(fā)揮出遠(yuǎn)程控制的作用，將其機(jī)電一體化系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)相互連接，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化的遠(yuǎn)程監(jiān)管和自動(dòng)化控制，例如可以通過現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控總線、移動(dòng)局域網(wǎng)監(jiān)控技術(shù)等，為機(jī)械工程工作的開展創(chuàng)設(shè)便利條件。在網(wǎng)絡(luò)化的管理模式下，還能夠?qū)崟r(shí)與相關(guān)部門、技術(shù)人員溝通等，進(jìn)而合理的應(yīng)用各種類型的資源，提高信息溝通和技術(shù)的研究。

總結(jié)：綜上所述，機(jī)電一體化系統(tǒng)已經(jīng)成為我國(guó)工業(yè)機(jī)械領(lǐng)域中的重要技術(shù)，具有應(yīng)用面廣、安全性高、操作便捷等優(yōu)勢(shì)，機(jī)電一體化系統(tǒng)在機(jī)械工程行業(yè)中的應(yīng)用，能夠持續(xù)提升機(jī)械工程生產(chǎn)的質(zhì)量及效率，強(qiáng)化管理的效果，降低能源消耗量。在全程且實(shí)時(shí)監(jiān)控的模式下，及時(shí)檢出系統(tǒng)運(yùn)行的故障，發(fā)現(xiàn)工程管理中的不足，為機(jī)械工程事業(yè)的規(guī)范化、科學(xué)化發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)。機(jī)電一體化系統(tǒng)融入到機(jī)械工程中，能夠基于機(jī)械工程運(yùn)行的具體情況設(shè)置預(yù)警防控系統(tǒng)，幫助機(jī)械工程單位實(shí)時(shí)了解、觀察工程操作的過程，自動(dòng)分析運(yùn)行期間存在的故障?，F(xiàn)代機(jī)械工程行業(yè)發(fā)展過程中，需要充分認(rèn)識(shí)到機(jī)電一體化系統(tǒng)應(yīng)用的必要性，學(xué)習(xí)國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的工作經(jīng)驗(yàn)，將先進(jìn)的理念及專業(yè)的技術(shù)融入到機(jī)械工程生產(chǎn)中，推動(dòng)我國(guó)機(jī)械工業(yè)發(fā)展。