顧欣

摘 要：自工業(yè)化革命完成之后，機(jī)械被作為人們生產(chǎn)生活中的重要工具而廣泛使用。在以往的傳統(tǒng)工業(yè)化生產(chǎn)過程中，機(jī)械的使用往往是通過人工進(jìn)行具體的實(shí)際操作從而實(shí)現(xiàn)的。但隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，以及日益增長的物質(zhì)生活對(duì)生產(chǎn)力的硬性要求，機(jī)械生產(chǎn)與社會(huì)所產(chǎn)生的供需關(guān)系正在逐漸增大。為了對(duì)人民日益增長的需求予以滿足，傳統(tǒng)的由人工方式進(jìn)行機(jī)械操作的機(jī)械生產(chǎn)方式已經(jīng)逐漸落后。將電子控制學(xué)，運(yùn)用到機(jī)械的使用過程中使機(jī)械能夠通過電子設(shè)備進(jìn)行更加完善的自運(yùn)營，成為了現(xiàn)代工業(yè)化生產(chǎn)中的重要生產(chǎn)模式。而隨著機(jī)電一體化進(jìn)程的飛速發(fā)展，其過程中也往往會(huì)出現(xiàn)諸多種類的問題。而對(duì)電機(jī)進(jìn)行控制，并且對(duì)電機(jī)進(jìn)行保護(hù)，是機(jī)電一體化諸多問題中亟待解決的重中之重。本文將從機(jī)電一體化的發(fā)展角度出發(fā)，對(duì)機(jī)電一體化所使用的科學(xué)技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)的闡述與分析，進(jìn)而對(duì)機(jī)電一體化中對(duì)電機(jī)的控制與保護(hù)進(jìn)行詳細(xì)的解析，為現(xiàn)代工業(yè)機(jī)電一體化提供參考。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化;電機(jī)控制;電機(jī)保護(hù)

中圖分類號(hào)：TH-39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2020）07-0054-02

機(jī)電一體化專業(yè)在業(yè)界又有著機(jī)械電子學(xué)的別名。就機(jī)械電子學(xué)的研究角度來說，機(jī)電一體化技術(shù)是將計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代通信技術(shù)、傳統(tǒng)機(jī)械技術(shù)與電子技術(shù)等諸多先進(jìn)科學(xué)技術(shù)與工業(yè)技術(shù)進(jìn)行融合。從而運(yùn)用到工業(yè)生產(chǎn)中的一種具有科技性的工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)。隨著近年來社會(huì)與生產(chǎn)之間供需關(guān)系的密切加深，對(duì)機(jī)械生產(chǎn)的要求與質(zhì)量逐步提高，從而使得機(jī)械一體化的發(fā)展進(jìn)程逐步加快。在機(jī)械化的發(fā)展中出于對(duì)機(jī)械性能的保護(hù)并降低機(jī)械維修的成本，越來越多的工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)將目光放在對(duì)機(jī)械電機(jī)的控制與保護(hù)當(dāng)中。為了使機(jī)電一體化在工業(yè)生產(chǎn)中有更加廣泛的用途，且使用效率更加高效，機(jī)械的電機(jī)必須要得到有效的保護(hù)。并且對(duì)自動(dòng)化機(jī)械的電機(jī)要進(jìn)行充分的系統(tǒng)控制。從而使機(jī)電一體化的生產(chǎn)模式從基本生產(chǎn)力上得到維護(hù)。此外對(duì)機(jī)電一體化中的電機(jī)進(jìn)行有效的控制與保護(hù)，能夠使運(yùn)用機(jī)電一體化的工業(yè)生產(chǎn)過程具有更加高效的生產(chǎn)速度。并且所生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量得以極大程度的提高。從而使整體生產(chǎn)流程成為以機(jī)電一體化為主導(dǎo)核心的先進(jìn)工業(yè)化生產(chǎn)流程。

1機(jī)電一體化的概念與含義

1.1機(jī)電一體化中的機(jī)械技術(shù)

機(jī)電一體化的具體含義便是指在傳統(tǒng)的機(jī)械工業(yè)基礎(chǔ)上，將現(xiàn)代化的電子科學(xué)技術(shù)進(jìn)行植入，從而使融合后的機(jī)械具有更加強(qiáng)大與高效的生產(chǎn)能力，并以該種機(jī)械為基礎(chǔ)，所形成的一體化先進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)模式。其中，整體技術(shù)的關(guān)鍵切入點(diǎn)，在于如何使機(jī)械技術(shù)與現(xiàn)代電子科學(xué)技術(shù)更加完美的進(jìn)行融合。將電子技術(shù)運(yùn)用到機(jī)械操控技術(shù)中，使整體電子操控過程更加高效且具有極高的穩(wěn)定性，使整體生產(chǎn)流程從本質(zhì)上得到性能的更新。而將電子操控技術(shù)融入到傳統(tǒng)機(jī)械技術(shù)的過程中，最常用的融合方式便是將計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)植入傳統(tǒng)機(jī)械技術(shù)之內(nèi)。

1.2機(jī)電一體化中的計(jì)算機(jī)技術(shù)與信息網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)

機(jī)電一體化技術(shù)從其本質(zhì)概念上可分為兩大部分。其一為傳統(tǒng)機(jī)械技術(shù)部分;其二為現(xiàn)代電子科學(xué)技術(shù)部分。其中傳統(tǒng)機(jī)械技術(shù)部分可以理解為整體機(jī)械一體化的硬件條件。而現(xiàn)代電子科學(xué)技術(shù)可以理解為整體機(jī)電一體化技術(shù)中的軟件部分。而整體的機(jī)電一體化技術(shù)的軟件部分，便是由計(jì)算機(jī)技術(shù)與信息網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)集成而形成的。因此可以說，將計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行整體集成，使機(jī)電一體化技術(shù)與傳統(tǒng)機(jī)械生產(chǎn)技術(shù)所具有的本質(zhì)性區(qū)別。同時(shí)該集成技術(shù)也是機(jī)電一體化技術(shù)的重要核心部分，是形成自動(dòng)型現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)及自動(dòng)型智能生產(chǎn)的重要前提。

1.3機(jī)電一體化中的傳感檢測技術(shù)

傳感檢測技術(shù)從一定程度上可以理解為機(jī)械一體化技術(shù)的五官。通過傳感檢測技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化后的機(jī)械進(jìn)行自我的控制與調(diào)節(jié)，傳感檢測技術(shù)在整體機(jī)電一體化中的功能性越強(qiáng)。整體一體化系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)效率就越高?，F(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)往往具有著極大程度的復(fù)雜性，因此對(duì)傳感檢測技術(shù)的精確性也有著更加高層次的要求。極高精確性的傳感檢測技術(shù)是整體機(jī)電一體化發(fā)展的重要保障。

2機(jī)械一體化技術(shù)在實(shí)際生產(chǎn)過程中的應(yīng)用范圍

在工業(yè)生產(chǎn)過程中今天體化有著極其廣泛的應(yīng)用性。在現(xiàn)代的工業(yè)生產(chǎn)過程中，機(jī)電一體化生產(chǎn)模式幾乎可覆蓋全部的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，并且可作為全部機(jī)械的主要運(yùn)作系統(tǒng)在實(shí)際生產(chǎn)過程中進(jìn)行應(yīng)用。以下將列舉幾種比較常見的機(jī)電一體化集成案例，并對(duì)機(jī)電一體化集成案例進(jìn)行相應(yīng)的解析與分析。

2.1機(jī)電一體化技術(shù)在機(jī)器人行業(yè)的應(yīng)用

機(jī)電一體化在實(shí)際集成中的最高表現(xiàn)形式便是機(jī)器人。機(jī)器人往往具備極高的物體識(shí)別能力，并具有一定程度的實(shí)際工業(yè)工作能力。由機(jī)器人所代表的機(jī)電一體化是將整體機(jī)械技術(shù)與現(xiàn)代科學(xué)計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行精密的結(jié)合，并在其中融入精密的檢測傳感技術(shù)以及無線通信技術(shù)。同時(shí)機(jī)器人往往有著較強(qiáng)的電機(jī)可以帶動(dòng)整體機(jī)械以高負(fù)荷的形式進(jìn)行實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)，從而完成一些較高難度的機(jī)械操作。

2.2機(jī)電一體化技術(shù)在數(shù)控機(jī)床技術(shù)中的應(yīng)用

在目前的工業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐過程中，數(shù)控機(jī)床技術(shù)被廣泛的應(yīng)用在整體工業(yè)生產(chǎn)流程中。傳統(tǒng)的機(jī)床技術(shù)是由人工進(jìn)行操作與控制。因人工所具有的不確定性，從而導(dǎo)致所生產(chǎn)的機(jī)械零部件無法保證其具有極其精密的精確度，因此在進(jìn)行一些高難度高精密度的零件生產(chǎn)時(shí)。由人工進(jìn)行的機(jī)床控制，往往無法對(duì)相關(guān)部件進(jìn)行生產(chǎn)。傳統(tǒng)的人工機(jī)床控制技術(shù)對(duì)社會(huì)發(fā)展造成了生產(chǎn)力角度上的阻礙，而機(jī)電一體化的數(shù)控機(jī)床技術(shù)，能夠由計(jì)算機(jī)進(jìn)行詳細(xì)的數(shù)據(jù)計(jì)算，從而使機(jī)械在工作中能夠?qū)Ω呔芏雀邚?qiáng)度的零件進(jìn)行加工，保證加工零件的整體質(zhì)量，同時(shí)保證高精密零件的生產(chǎn)效率[1]。

3 在機(jī)電一體化技術(shù)中對(duì)電機(jī)的控制與保護(hù)方面所存在的問題

目前我國所運(yùn)用的機(jī)電一體化電機(jī)保護(hù)技術(shù)及保護(hù)裝置，主要是電路短路保護(hù)裝置及熔絲熔斷裝置。電路短路保護(hù)裝置是以電磁理論學(xué)科作為基礎(chǔ)的，而熔絲阻斷裝置則是以電熱理論學(xué)科作為實(shí)踐基礎(chǔ)的。雖然隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電路短路保護(hù)裝置及熔絲熔斷保護(hù)裝置在具體工業(yè)生產(chǎn)中已具有一定程度的完善性，均代表現(xiàn)今社會(huì)中工業(yè)生產(chǎn)的先進(jìn)科技前沿。但就具體生產(chǎn)實(shí)踐保護(hù)效果來說，還具有一定程度的欠缺。其主要原因是兩種保護(hù)裝置的零件不具備高效的靈敏性，因此使整體電機(jī)保護(hù)過程缺乏一定程度的有效性。在因機(jī)械一體化電機(jī)故障所導(dǎo)致的事故當(dāng)中，其巨大事故原因均為機(jī)電一體化設(shè)備的電機(jī)控制失靈。而電機(jī)控制失靈，將使自動(dòng)化機(jī)不能對(duì)操作允許所下達(dá)的執(zhí)行命令進(jìn)行有效的實(shí)施。并且經(jīng)常因此而導(dǎo)致操作人員在實(shí)際生產(chǎn)過程中受到一定程度的傷害。同時(shí)，電機(jī)故障也將導(dǎo)致整體流水線的中斷，使整體生產(chǎn)過程進(jìn)入停滯狀態(tài)。電機(jī)發(fā)生故障的主要原因，經(jīng)常是因?yàn)殡姍C(jī)自身處于高負(fù)荷狀態(tài)，從而導(dǎo)致電機(jī)過熱而產(chǎn)生的。電機(jī)過熱往往是由于電機(jī)未完成高強(qiáng)度的生產(chǎn)需求，而長期處于開機(jī)狀態(tài)，無法讓電機(jī)得到一定程度的休整，將對(duì)整體生產(chǎn)流程造成安全隱患。而在電機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，最終事故產(chǎn)生的原因往往不是因?yàn)殡姍C(jī)失控本身，而是當(dāng)電機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，熔斷裝置或短路保護(hù)裝置在接收到故障信號(hào)后，對(duì)電機(jī)的保護(hù)過程存在著一定時(shí)間的系統(tǒng)延時(shí)，從而使安全事故發(fā)生在系統(tǒng)延遲時(shí)間內(nèi)。因此，電機(jī)由于控制所導(dǎo)致的安全事故，大部分原因可歸結(jié)于電機(jī)本身在硬件系統(tǒng)的完善上存在著一定程度的差距，使整體的電機(jī)控制與保護(hù)裝置無法滿足一體化機(jī)器在現(xiàn)代工業(yè)的高速化生產(chǎn)下所進(jìn)行的高強(qiáng)度工作[2]。

4 機(jī)電一體化應(yīng)用中的電機(jī)控制與電機(jī)保護(hù)的方法

4.1強(qiáng)化對(duì)整體機(jī)電一體化機(jī)械的電流與電壓管控

在機(jī)電一體化集成系統(tǒng)中，最重要的機(jī)械部件便是整體機(jī)械的電機(jī)。而電機(jī)的動(dòng)力來源于電力的輸入。通過對(duì)電機(jī)進(jìn)行電力的注入，從而使電機(jī)內(nèi)的電磁發(fā)生轉(zhuǎn)化，或者使電機(jī)內(nèi)的電熱進(jìn)行轉(zhuǎn)化，從而使整個(gè)一體化機(jī)械系統(tǒng)能夠正常的運(yùn)作。而當(dāng)電力作為整體電機(jī)的驅(qū)動(dòng)力時(shí)。需要從兩個(gè)角度對(duì)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)力進(jìn)行考慮，其一為輸入電力的電流，其二為輸出的電壓。而電流和電壓的輸入將直接的影響電機(jī)的整體功率輸出，不同規(guī)格種類及功率的電機(jī)都有不同輸入大小的電壓與電流。當(dāng)電機(jī)處于正常工作狀態(tài)時(shí)，其輸入的電壓與電流值，也將趨于正常，因此可將電機(jī)處設(shè)置電機(jī)電流電壓的檢測系統(tǒng)，從而對(duì)輸入電機(jī)的電流與電壓進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測。當(dāng)電機(jī)發(fā)生問題時(shí)往往會(huì)造成電壓的升高。從而由電壓的升高帶動(dòng)整體電機(jī)保護(hù)機(jī)制進(jìn)行短路處理，進(jìn)而達(dá)到保護(hù)電機(jī)的作用。而當(dāng)電機(jī)線路存在短路與斷路狀況時(shí)，電機(jī)的電壓與電流檢測裝置，能夠第一時(shí)間對(duì)電機(jī)故障的問題點(diǎn)，基于明確的排查方向。并使電機(jī)能夠盡快的通過相關(guān)的維護(hù)與修復(fù)工作投入到正常的生產(chǎn)使用當(dāng)中。

4.2對(duì)機(jī)電一體化設(shè)備進(jìn)行定期檢查

由于現(xiàn)代工業(yè)化的飛速發(fā)展與社會(huì)日趨增多的工業(yè)化產(chǎn)品需求，機(jī)電一體化的電機(jī)往往由于機(jī)械的滿工時(shí)工作負(fù)荷，而導(dǎo)致其無法進(jìn)行正常的保養(yǎng)與維護(hù)。而機(jī)電一體化電機(jī)從其本質(zhì)上來講屬于機(jī)械設(shè)備，在長時(shí)間的高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)下，機(jī)械設(shè)備一定會(huì)存在一定程度的磨損與老化。而磨損與老化出現(xiàn)之初并不會(huì)對(duì)電機(jī)造成影響，但經(jīng)過長時(shí)間的高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)后，電機(jī)可能導(dǎo)致自身溫度升高，從而與機(jī)械的磨損與老化點(diǎn)相結(jié)合。同時(shí)成為一體化設(shè)備電機(jī)出現(xiàn)故障的誘因。因此為保證整體工業(yè)生產(chǎn)具有更高的效率。在生產(chǎn)過程中應(yīng)積極的對(duì)一體化設(shè)備電機(jī)進(jìn)行定期的保養(yǎng)與維護(hù)工作。并安排專業(yè)檢修人員對(duì)電機(jī)設(shè)備進(jìn)行定期的檢查。對(duì)整體電機(jī)的傳導(dǎo)裝置及制動(dòng)零部件等以后易損部分進(jìn)行更加細(xì)致的故障排查。對(duì)于已經(jīng)磨損或即將磨損的電機(jī)零部件，要進(jìn)行及時(shí)的修復(fù)與更換。使一體化設(shè)備的電機(jī)，始終處于保持高效生產(chǎn)的優(yōu)良工作狀態(tài)。從而保證整體工業(yè)生產(chǎn)線的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。而機(jī)電一體化機(jī)械的電機(jī)，也是具備一定時(shí)長的使用壽命。從當(dāng)前社會(huì)工業(yè)生產(chǎn)的生產(chǎn)強(qiáng)度進(jìn)行考慮，大部分電機(jī)的使用壽命約為5萬～9萬工時(shí)。對(duì)于超出使用壽命期限的一體化機(jī)械電機(jī)應(yīng)予以更加頻繁的檢測與檢查。無特殊條件應(yīng)及時(shí)對(duì)超出使用壽命范圍的電機(jī)進(jìn)行及時(shí)更換。以避免在生產(chǎn)過程中由電機(jī)故障而導(dǎo)致生產(chǎn)事故的發(fā)生，進(jìn)而對(duì)生產(chǎn)企業(yè)造成更大程度的利益損害。

4.3對(duì)機(jī)電一體化機(jī)械的電機(jī)作業(yè)環(huán)境進(jìn)行及時(shí)的清理

對(duì)機(jī)電一體化機(jī)械的電機(jī)作業(yè)環(huán)境進(jìn)行及時(shí)的清理，是整體電機(jī)保護(hù)與維護(hù)過程中重要的一部分。機(jī)電一體化電機(jī)所處的工作環(huán)境往往具有一定程度的不確定性。其工作環(huán)境可能處于粉塵暴露環(huán)境下，也可能處于潮濕且不利于散熱的井下環(huán)境。因此要對(duì)整體機(jī)電一體化電機(jī)的作業(yè)環(huán)境進(jìn)行及時(shí)的清理，使電機(jī)始終在干燥與清潔的環(huán)境下作業(yè)[3]。

5 結(jié)語

機(jī)電一體化設(shè)備的電機(jī)控制與保護(hù)工作是保證機(jī)電一體化設(shè)備正常運(yùn)行的重要先決條件。隨著我國科學(xué)技術(shù)與經(jīng)濟(jì)條件的飛速發(fā)展，機(jī)電一體化設(shè)備的應(yīng)用范圍將越發(fā)廣泛，而作為機(jī)電一體化設(shè)備的核心部分，電機(jī)的安全性與可靠性有至關(guān)重要的地位。相關(guān)工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)須時(shí)刻做好對(duì)機(jī)電一體化設(shè)備的電機(jī)控制與保護(hù)，從而使整體工業(yè)生產(chǎn)流水線始終處于高效與高質(zhì)量的工作狀態(tài)。

參考文獻(xiàn)

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[2] 劉遠(yuǎn).基于機(jī)電一體化中的電機(jī)控制與保護(hù)[J].數(shù)字通信世界，2020（3）：80.

[3] 李宗敏.機(jī)電一體化應(yīng)用中的電機(jī)控制與保護(hù)路徑簡述[J].中國設(shè)備工程，2018（15）：197-198.