朱福強(qiáng)

摘要：作為機(jī)械制造業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的重要技術(shù)之一，機(jī)電一體化技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程當(dāng)中具有極強(qiáng)的綜合性，同時(shí)也要受到多方面因素的限制和影響。文章從機(jī)電一體化技術(shù)的概念以及其優(yōu)點(diǎn)著手展開(kāi)討論，分析了其對(duì)機(jī)械制造業(yè)的積極影響，同時(shí)詳細(xì)論述了機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀及其前景，希望以此推動(dòng)工機(jī)械制造的更好更快成長(zhǎng)。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化技術(shù);機(jī)械制造業(yè);應(yīng)用;前景分析

1、前言

伴隨著機(jī)械制造業(yè)向著現(xiàn)代化的不斷改進(jìn)，行業(yè)對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)也抱有了更高的期待，而且機(jī)電一體化技術(shù)又是機(jī)械制造業(yè)信息化進(jìn)程中的必不可少的組關(guān)鍵技術(shù)，其對(duì)于確保機(jī)械工程生產(chǎn)制造的效率和質(zhì)量有著舉重若輕的作用。但是不可否認(rèn)，當(dāng)前機(jī)電一體化技術(shù)在機(jī)械制造業(yè)內(nèi)的應(yīng)用還要受到多方面影響因素的限制，需要進(jìn)一步的發(fā)展完善。

2、機(jī)電一體化技術(shù)的概念

機(jī)床制造業(yè)是目前我國(guó)機(jī)械制造業(yè)的支柱所在。數(shù)控機(jī)床是利用數(shù)字編碼信息指令，使機(jī)床按照規(guī)定的操作程序以及預(yù)設(shè)的運(yùn)行速度與軌跡進(jìn)行自動(dòng)加工，來(lái)控制機(jī)床的程序?，F(xiàn)代電子信息技術(shù)的更新成長(zhǎng)過(guò)程中，數(shù)控機(jī)床的控制系統(tǒng)也越來(lái)越完善。隨著多功能和小型化的發(fā)展，不僅提高了自診斷能力，而且有效地提高了可靠性。為了滿(mǎn)足未來(lái)加工的需要，數(shù)控機(jī)床的性能必須不斷改革和優(yōu)化。

機(jī)電一體化技術(shù)不是某項(xiàng)單一的技術(shù)，而是現(xiàn)代信息、通訊等技術(shù)的結(jié)合，形成一個(gè)精確的協(xié)調(diào)系統(tǒng)。利用這樣的整合過(guò)程，補(bǔ)充了各種技術(shù)的特點(diǎn)與長(zhǎng)處，技術(shù)的應(yīng)用的范疇達(dá)到了一定擴(kuò)展，也提高了機(jī)電一體化產(chǎn)品的品質(zhì)。機(jī)電一體化產(chǎn)品的特點(diǎn)主要體現(xiàn)在：一是體積小、重量輕。通過(guò)集成電路和半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用，在保證其自身性能的前提下，對(duì)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)以減小其體積與質(zhì)量。其次，效率高。集成電路技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了機(jī)械工作效率大幅度上升。第三，可靠性高。

3、機(jī)電一體化的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

3.1提高性能

機(jī)電一體化產(chǎn)品通常采用具有針對(duì)性的控制技術(shù)在控制平面上所反映的數(shù)字信息，然后按下對(duì)應(yīng)操作的按鈕。這樣，在人工操作過(guò)程中節(jié)省了操作，實(shí)現(xiàn)了操作的簡(jiǎn)化，復(fù)雜程度大大降低，機(jī)械控制能力大大提高。

3.2擴(kuò)大使用范圍

機(jī)電一體化的出現(xiàn)革新了傳統(tǒng)機(jī)械產(chǎn)物品類(lèi)不夠豐富的現(xiàn)象，使產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)更加豐富。因此，工程機(jī)械的應(yīng)用范圍將大大增加，這將對(duì)推動(dòng)我國(guó)機(jī)械工程的成長(zhǎng)起著不可忽視的影響。

3.3更容易的機(jī)械調(diào)試和維護(hù)

在機(jī)械工程中，引用機(jī)電一體化技術(shù)實(shí)現(xiàn)合理控制，只需執(zhí)行既定的輸入程序，整個(gè)工程才能進(jìn)行科學(xué)的調(diào)整。這樣既能滿(mǎn)足機(jī)械產(chǎn)品在生產(chǎn)流程中的需求，又能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作和控制。此外，它還可以自動(dòng)檢測(cè)工程機(jī)械的一些故障，并采取科學(xué)的措施，合理有效地進(jìn)行處理。這使得機(jī)械調(diào)試和維護(hù)更容易操作。

4、機(jī)電一體化技術(shù)在機(jī)械制造業(yè)中的應(yīng)用

4.1監(jiān)控系統(tǒng)

為了實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造和機(jī)電一體化的目標(biāo)，機(jī)械制造應(yīng)增加報(bào)警、設(shè)備診斷和監(jiān)控等系統(tǒng)。安裝監(jiān)控系統(tǒng)能夠完成對(duì)機(jī)械制造中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)的實(shí)時(shí)控制。通過(guò)連續(xù)監(jiān)控，避免機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行故障并及時(shí)診斷。在生產(chǎn)過(guò)程中，如果機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)故障或異常，故障報(bào)警系統(tǒng)會(huì)第一時(shí)間報(bào)警，指示故障位置。故障診斷系統(tǒng)會(huì)及時(shí)反饋確定故障原因，提供解決問(wèn)題的流程。通過(guò)這種聯(lián)動(dòng)功能，可以及時(shí)處理機(jī)械制造中的故障，避免機(jī)械制造企業(yè)遭受巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

4.2降低能耗，提高生產(chǎn)力

機(jī)電一體化技術(shù)可以顯著降低能耗，提升機(jī)械生產(chǎn)能力。傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)需要更多的人力投入，生產(chǎn)過(guò)程的整體效率低，能耗高，非常不利于機(jī)械制造企業(yè)的發(fā)展。在傳統(tǒng)的機(jī)器制造模式中加入機(jī)電一體化技術(shù)，不但可以降低人工操作的成本，還可以減少因人為操作帶來(lái)的誤差。通過(guò)對(duì)平臺(tái)設(shè)備的監(jiān)控，不僅對(duì)機(jī)械設(shè)備的能耗實(shí)現(xiàn)了節(jié)約，還有效提升了機(jī)械設(shè)備在運(yùn)行中的安全系數(shù)。以液壓機(jī)為例。傳統(tǒng)液壓設(shè)備整體能源利用率不到35%，機(jī)械能消耗利用率低，效率低。機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用，改善了液壓設(shè)備運(yùn)行方式的弊端，大大提高了機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)效率，降低了能耗。以柴油機(jī)為例，在對(duì)傳統(tǒng)柴油機(jī)和機(jī)電一體化技術(shù)的改進(jìn)基礎(chǔ)上，改進(jìn)后的柴油機(jī)可以根據(jù)不同的運(yùn)行環(huán)境調(diào)節(jié)運(yùn)行速度，既節(jié)省了能源消耗，又提高了柴油機(jī)的使用壽命.這是一千波。

4.3技術(shù)應(yīng)用

機(jī)電一體化技術(shù)廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造行業(yè)，包括以下幾個(gè)方面：

一是計(jì)算機(jī)集成制造技術(shù)。該技術(shù)的核心是CIMS技術(shù)，通過(guò)人、生產(chǎn)、控制的整合，形成完整的生產(chǎn)管理機(jī)制。整個(gè)系統(tǒng)從原材料、設(shè)計(jì)以及生產(chǎn)控制等方面解放了人工操作的強(qiáng)度，并對(duì)工作質(zhì)量實(shí)現(xiàn)了有效的提升。目前，國(guó)內(nèi)機(jī)械制造已初具規(guī)模，取得了一定的技術(shù)突破。但是，發(fā)達(dá)國(guó)家與國(guó)外仍有較大差距。通過(guò)資源共享機(jī)制，機(jī)械制造企業(yè)的總體效益實(shí)現(xiàn)了增長(zhǎng)。

二是現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)。現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的建立是為了為機(jī)械生產(chǎn)的各種環(huán)境提供信息交換和傳輸通道。隨著信息技術(shù)的普及，傳統(tǒng)的信號(hào)傳輸方式已不能滿(mǎn)足新時(shí)代的生產(chǎn)需求。需要一種高度集成、穩(wěn)定的信號(hào)傳輸方式，為儀器設(shè)備提供保障。

三是交流驅(qū)動(dòng)。機(jī)械制造的基本原理是傳動(dòng)技術(shù)。傳統(tǒng)機(jī)械傳動(dòng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為直流傳動(dòng)，安全性差，傳動(dòng)效果一般。它與機(jī)電一體化相聯(lián)系后的傳輸方式為交流傳輸，是通過(guò)微電子技術(shù)與電子功率技術(shù)相結(jié)合來(lái)促成的。無(wú)論是在傳輸效率上，還是在系統(tǒng)的速度控制上，直流傳輸方式都是無(wú)與倫比的。

四是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和半自動(dòng)化。利用機(jī)電一體化降低機(jī)械健康大量勞動(dòng)力投入生產(chǎn)，提高了生產(chǎn)效率，降低了安全事故風(fēng)險(xiǎn)。例如，國(guó)內(nèi)某建設(shè)部門(mén)采購(gòu)了多臺(tái)配備先進(jìn)控制系統(tǒng)的大型挖井機(jī)。在挖掘機(jī)的作業(yè)中，我們只需要設(shè)定給定的挖掘機(jī)作業(yè)路線(xiàn)，以及開(kāi)采過(guò)程和開(kāi)采參數(shù)。然后挖掘機(jī)可以按照預(yù)設(shè)的路線(xiàn)和挖掘參數(shù)進(jìn)行操作。提高了運(yùn)營(yíng)效率的同時(shí)，更實(shí)現(xiàn)了人工操作的風(fēng)險(xiǎn)的有效規(guī)避。

5、機(jī)電一體化發(fā)展趨勢(shì)

5.1數(shù)字化發(fā)展

在數(shù)字化產(chǎn)品中，必須更好地開(kāi)拓相應(yīng)的機(jī)電一體化軟件系統(tǒng)。機(jī)電一體化具有數(shù)字化發(fā)展、安全性高、自我故障診斷等優(yōu)點(diǎn)。

5.2網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展

現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)和局域網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了家電的網(wǎng)絡(luò)化，并使用網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了所有家電或公司家電的接入。

5.3智能化發(fā)展

在行業(yè)現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)流程中，機(jī)電產(chǎn)品需要在發(fā)揮自身優(yōu)勢(shì)的同時(shí)，還要具備根據(jù)問(wèn)題類(lèi)性的差異做出不同判斷的能力，并自行相應(yīng)的診斷與決策。一系列相應(yīng)的決定。多智慧是社會(huì)各界人士不斷追求的。同時(shí)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的建立為機(jī)電一體化技術(shù)的智能化發(fā)展帶來(lái)了嶄新的研究方向。

6、結(jié)束語(yǔ)

總而言之，機(jī)電一體化幾乎在機(jī)械制造業(yè)中的發(fā)展具有較為光明的前景，但現(xiàn)階段的應(yīng)用效果還要受到多個(gè)方面的影響和限制，機(jī)械制造與生產(chǎn)的效率還有相當(dāng)發(fā)的成長(zhǎng)空間。筆者針對(duì)機(jī)電一體化在機(jī)械制造業(yè)內(nèi)的應(yīng)用現(xiàn)狀及其自身特點(diǎn)對(duì)其應(yīng)用前景進(jìn)行分析，希望能夠以此提升機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用水平。

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