機(jī)電一體化技術(shù)的構(gòu)成與應(yīng)用探討

蔣欣哲（河南化工職業(yè)學(xué)院　,鄭州　450042）

機(jī)電一體化技術(shù)的構(gòu)成與應(yīng)用探討

蔣欣哲
（河南化工職業(yè)學(xué)院,鄭州450042）

摘要：工業(yè)生產(chǎn)是我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的支柱性產(chǎn)業(yè)，在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的過程中發(fā)揮了重要的作用，而機(jī)械設(shè)備是工業(yè)生產(chǎn)中必不可少的設(shè)施，所以機(jī)械設(shè)備的技術(shù)水平直接關(guān)系到工業(yè)生產(chǎn)的效率。在科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的形勢(shì)下，機(jī)電一體化設(shè)備廣泛的應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中，其將電子技術(shù)、信息技術(shù)、傳感技術(shù)等與機(jī)械技術(shù)有機(jī)的結(jié)合起來，大大的提高了工作效率，尤其是在自動(dòng)化生產(chǎn)中，應(yīng)用的更為廣泛。機(jī)電一體化技術(shù)在構(gòu)成上比較簡(jiǎn)單，但是為了提高設(shè)備的工作效率和質(zhì)量，需要不斷的進(jìn)行改進(jìn)，在功能上更加完善。文章對(duì)于機(jī)電一體化技術(shù)的構(gòu)成以及應(yīng)用進(jìn)行了分析，對(duì)于機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展具有重要的意義。

關(guān)鍵詞：機(jī)械；工業(yè)；機(jī)電一體化；應(yīng)用領(lǐng)域

0　引言

在工業(yè)化大生產(chǎn)時(shí)代，生活的節(jié)奏不斷加快，對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)的效率和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)也不斷的提升，由此就需要提升生產(chǎn)設(shè)備的性能和技術(shù)水平，在提高加工精度的基礎(chǔ)上，能夠有效的提升生產(chǎn)效率。隨著機(jī)電一體化技術(shù)的廣泛應(yīng)用，其自身已經(jīng)形成了一個(gè)獨(dú)立的體系，算是新興科學(xué)中的一枝獨(dú)秀。機(jī)電一體化技術(shù)是多種技術(shù)的綜合體，應(yīng)用的都是比較先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，所以在目標(biāo)配置和功能布局方面都具有較高的質(zhì)量，所以在工業(yè)生產(chǎn)中具有低能耗、高效能的優(yōu)勢(shì)，尤其是在自動(dòng)化生產(chǎn)普及的時(shí)代，機(jī)電一體化技術(shù)更是發(fā)揮了重要的作用，有效的推動(dòng)了工業(yè)生產(chǎn)的進(jìn)一步發(fā)展。

1　機(jī)電一體化基本結(jié)構(gòu)要素

機(jī)電一體化技術(shù)融合了多種先進(jìn)的技術(shù)要素，其是一個(gè)高科技與機(jī)械設(shè)備的綜合體。主要包括機(jī)械、動(dòng)力、傳感、驅(qū)動(dòng)、執(zhí)行、控制以及信息處理幾個(gè)構(gòu)成要素，每一個(gè)環(huán)節(jié)都是確保機(jī)電一體化技術(shù)能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)的重要部分，下面對(duì)其進(jìn)行闡述。

1.1機(jī)械本體部分

機(jī)械本體是機(jī)電一體化技術(shù)運(yùn)行的根本，是各項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)能夠發(fā)揮功能的基礎(chǔ)載體，是構(gòu)成機(jī)電一體化技術(shù)的框架結(jié)構(gòu)，有了機(jī)械本體，才能夠保證其他功能元素有效的運(yùn)行。

1.2動(dòng)力部分

這部分是系統(tǒng)中產(chǎn)生能量的重要部分，機(jī)電一體化設(shè)備要想能夠運(yùn)行，只有通過動(dòng)力系統(tǒng)產(chǎn)生一定的能量，才能夠保持系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

1.3傳感部分

傳感部分就像人的眼鼻耳口等感覺器官將系統(tǒng)運(yùn)行中所需要的本身和外界環(huán)境的各種參數(shù)及狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)變成可識(shí)別的信號(hào)傳輸?shù)叫畔⑻幚韱卧?jīng)過分析處理后產(chǎn)生相應(yīng)的控制信息其功能一般由專門的傳感器和儀器儀表完成

1.4驅(qū)動(dòng)部分

驅(qū)動(dòng)部分就像人體的肌肋腱接受大腦指揮驅(qū)動(dòng)四肢運(yùn)動(dòng)一樣在控制信息作用下驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成各種動(dòng)作和功能

1.5執(zhí)行部分

執(zhí)行部分如同人的四肢由大腦支配完成各項(xiàng)工作任務(wù)一樣根據(jù)控制信息和指令完成各種動(dòng)作和功能執(zhí)行機(jī)構(gòu)是運(yùn)動(dòng)部件一般采用機(jī)械電磁電液等機(jī)構(gòu)

1.6控制及信息處理部分

這部分是整個(gè)機(jī)電一體化設(shè)備的中樞，是控制整個(gè)系統(tǒng)能夠運(yùn)行的關(guān)鍵要素。各個(gè)傳感器將獲取的信息傳輸?shù)娇刂浦行模刂浦行膶?duì)這些信息進(jìn)行存儲(chǔ)分析，在進(jìn)行信息處理之后，按照一定的程序發(fā)出指令，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行控制操作。一般是由計(jì)算機(jī)的可編程控制數(shù)控裝置以及邏輯電路的輸入輸出借口等設(shè)備完成的。這部分的功能相當(dāng)于人的大腦，對(duì)于各類信息能夠進(jìn)行綜合的判斷，然后支配整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行。

2　機(jī)電一體化技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域

2.1數(shù)控機(jī)床

數(shù)控機(jī)床是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中重要的機(jī)械設(shè)備，主要表現(xiàn)在操作和控制功能的完美展現(xiàn)。數(shù)控機(jī)床充分的利用了機(jī)電一體化技術(shù)，通過可編程控制系統(tǒng)，將生產(chǎn)程序輸入機(jī)床中，然后控制系統(tǒng)按照程序進(jìn)行邏輯處理，對(duì)整個(gè)機(jī)床發(fā)出操作指令，從而控制整個(gè)機(jī)床能夠高效運(yùn)行。數(shù)控機(jī)床就是機(jī)電一體化技術(shù)的操作實(shí)例，機(jī)床按照數(shù)控單元中發(fā)出的指令，能夠按照設(shè)定的形狀和尺寸將零件加工出來，并且能夠完成較為復(fù)雜的零件加工，具有較高的精度，對(duì)于普通機(jī)床來講，在小批量、多品種的零件加工中具有很高的靈活性和適應(yīng)性，是一種高效能的機(jī)械設(shè)備。數(shù)控機(jī)床代表了現(xiàn)代機(jī)械設(shè)備發(fā)展的主要趨勢(shì)，也是機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用的典型代表。

2.2計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)

CIMS的實(shí)現(xiàn)不是現(xiàn)有各分散系統(tǒng)的簡(jiǎn)單組合而是全局動(dòng)態(tài)最優(yōu)綜合它打破原有部門之間的界線以制造為基干來控制物流和信息流實(shí)現(xiàn)從經(jīng)營決策產(chǎn)品開發(fā)生產(chǎn)準(zhǔn)備生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)到生產(chǎn)經(jīng)營管理的有機(jī)結(jié)合企業(yè)集成度的提高可以使各種生產(chǎn)要素之間的配置得到更好的優(yōu)化各種生產(chǎn)要素的潛力可以得到更大的發(fā)揮

2.3柔性制造系統(tǒng)(FMS)

柔性制造系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)化的制造系統(tǒng)主要由計(jì)算機(jī)數(shù)控機(jī)床機(jī)器人料盤自動(dòng)搬運(yùn)小車和自動(dòng)化倉庫等組成它可以隨機(jī)地實(shí)時(shí)地按量地按照裝配部門的要求生產(chǎn)其能力范圍內(nèi)的任何工件特別適于多品種中小批量設(shè)計(jì)更改頻繁的離散零件的批量生產(chǎn)。

2.4工業(yè)機(jī)器人

機(jī)電一體化技術(shù)在工業(yè)機(jī)器人中的應(yīng)用算是應(yīng)用領(lǐng)域的一個(gè)新階段，也是我國工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的高端科研項(xiàng)目。在第一代機(jī)器人應(yīng)用的過程中，還只是初步的嘗試，只能嘗試進(jìn)行簡(jiǎn)單的重復(fù)運(yùn)動(dòng)，對(duì)于周圍的環(huán)境和作業(yè)對(duì)象缺乏適應(yīng)性，并且靈活性欠佳。在改革到第二代機(jī)器人時(shí)，在技術(shù)上有所創(chuàng)新，利用了先進(jìn)的傳感元件，能夠?qū)τ谥車沫h(huán)境和操作對(duì)象進(jìn)行簡(jiǎn)單的判斷，并且能夠?qū)?dòng)作進(jìn)行信息反饋控制，已經(jīng)展現(xiàn)出了智能的跡象，并且開始向?qū)嵱没D(zhuǎn)變。在第三代機(jī)器人研發(fā)時(shí)，機(jī)電一體化技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了爐火純青的程度，又稱為智能機(jī)器人，在感知功能方面比較靈敏，并且可以進(jìn)行復(fù)雜的邏輯思維判斷和決策，在進(jìn)行作業(yè)時(shí)，能夠獨(dú)立完成，這象征著機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用邁入了新的臺(tái)階。

3　結(jié)束語

機(jī)電一體化是科學(xué)技術(shù)發(fā)展到一定程度的必然產(chǎn)物，也是科學(xué)技術(shù)在機(jī)械設(shè)備中應(yīng)用的重要結(jié)晶，機(jī)電一體化技術(shù)的廣泛應(yīng)用有效的推動(dòng)了我國工業(yè)生產(chǎn)的進(jìn)程。在機(jī)電一體化技術(shù)中，融合了眾多先進(jìn)的科技，所以在性能和功能方面都比較完善，在工業(yè)生產(chǎn)的過程中，有效的提高了生產(chǎn)效率，尤其是在機(jī)械自動(dòng)化生產(chǎn)領(lǐng)域應(yīng)用的更為普遍。隨著時(shí)代的發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)還會(huì)不斷的提高，在性能方面會(huì)更加完善，為我國的工業(yè)生產(chǎn)創(chuàng)造有利的條件。

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