淺談機(jī)電一體化技術(shù)在機(jī)械工程中的應(yīng)用

何夏偉

摘要：受社會(huì)科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域不斷發(fā)展的影響，不同的技術(shù)領(lǐng)域開(kāi)始出現(xiàn)滲透交叉的情況。機(jī)電一體化技術(shù)正是通過(guò)微電子技術(shù)和信息技術(shù)及機(jī)械工業(yè)行業(yè)相關(guān)技術(shù)的融合形成的擁有自身體系的一項(xiàng)新技術(shù)。這種科學(xué)技術(shù)形成之后讓我過(guò)機(jī)械工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域發(fā)生了巨大的轉(zhuǎn)變，我國(guó)制造業(yè)正逐漸步入“機(jī)電一體化”時(shí)代。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化技術(shù);機(jī)械工程;應(yīng)用

1 機(jī)電一體化技術(shù)概述

機(jī)電一體化技術(shù)是基于微電子技術(shù)與機(jī)械技術(shù)的綜合型生產(chǎn)管理技術(shù)，該技術(shù)的應(yīng)用，優(yōu)化了工程機(jī)械領(lǐng)域中的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、管理體系、生產(chǎn)方式以及技術(shù)結(jié)構(gòu)，促使工程機(jī)械行業(yè)從電氣時(shí)代進(jìn)人到機(jī)電一體化時(shí)代。機(jī)電一體化系統(tǒng)將電子技術(shù)有效應(yīng)用到工程機(jī)械結(jié)構(gòu)的動(dòng)力功能、控制功能以及信息處理功能等方面，使電子化設(shè)計(jì)軟件與機(jī)械裝置有效融合。機(jī)電一體化系統(tǒng)主要包括硬件與軟件兩個(gè)構(gòu)成部分。機(jī)電一體化系統(tǒng)硬件部分主要包括傳感器、基本單元、信息處理單元以及信息驅(qū)動(dòng)單元等。傳感器將變量傳輸給信息處理單元，而當(dāng)前傳感器技術(shù)更新速度較快，一般情況下其變量都是呈數(shù)字化形式的;信息處理單元集中存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，主要包括外部輸入命令和傳感器檢測(cè)信息。在處理結(jié)果基礎(chǔ)上，機(jī)電一體化系統(tǒng)根據(jù)相關(guān)程序進(jìn)行特定指令發(fā)送，對(duì)整體系統(tǒng)運(yùn)行進(jìn)行有效控制。從這里可以看出，信息處理單元主要由不同控制功能構(gòu)成，機(jī)電一體化系統(tǒng)執(zhí)行結(jié)構(gòu)接收信息處理單元發(fā)送的控制信息和指令，并據(jù)此執(zhí)行相應(yīng)動(dòng)作，屬于運(yùn)動(dòng)功能部件，通常利用電磁機(jī)構(gòu)或機(jī)械機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

2 機(jī)電一體化關(guān)鍵技術(shù)

機(jī)電一體化技術(shù)是符合現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展需要，對(duì)機(jī)械、電子等行業(yè)的發(fā)展起到重要技術(shù)支持，其主要關(guān)鍵技術(shù)有傳感器技術(shù)、電子控制技術(shù)。傳感技術(shù)在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用對(duì)提高其產(chǎn)品的靈敏度等起到重要作用，比如在工業(yè)機(jī)器人中的應(yīng)用傳感器技術(shù)，讓機(jī)器人的感覺(jué)和視覺(jué)都有進(jìn)一步提升，提高了機(jī)器人在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中的運(yùn)輸能力，在機(jī)械操作的過(guò)程中，能更加科學(xué)有效的感覺(jué)機(jī)械零部件，能更加科學(xué)準(zhǔn)確的完成工作。電子控制技術(shù)在數(shù)控機(jī)床等生產(chǎn)過(guò)程中常用的技術(shù)職業(yè)，利用現(xiàn)代電子技術(shù)對(duì)機(jī)床生產(chǎn)進(jìn)行控制，改變傳統(tǒng)的人控制，大大提高了工作效率，同時(shí)對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量提升也起到促進(jìn)作用。人工智能技術(shù)是現(xiàn)代科技水平發(fā)展的重要標(biāo)志，人工智能的芯片的研發(fā)就應(yīng)用了機(jī)電一體化技術(shù)，對(duì)人工智能技術(shù)的研發(fā)起到技術(shù)保障作用。

3 機(jī)電一體化適用于工程機(jī)械

伴隨著社會(huì)的進(jìn)步，科學(xué)的發(fā)展，探究和分析機(jī)電一體化已變成全球性關(guān)注的課題，機(jī)電一體化技術(shù)和人們的生活有著緊密聯(lián)系，從人們生活到軍事生產(chǎn)領(lǐng)域，廣泛應(yīng)用工程機(jī)械一體化。

（1）機(jī)電一體化技術(shù)適用于挖掘機(jī)，它的控制電液比例和普通液壓型挖掘機(jī)存在差異。自動(dòng)化手柄通過(guò)操作信號(hào)控制運(yùn)算，從而計(jì)量處控制比例，通過(guò)機(jī)器傳感器可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化功能。在工程施工中，主要應(yīng)用挖掘機(jī)的輔助作用，從而讓施工效率得到提高。在挖掘機(jī)上安裝傳感器，便于能夠監(jiān)測(cè)挖掘機(jī)操作情況，操作人員在施工時(shí)，觀察系統(tǒng)儀表制定挖掘機(jī)軌跡，完成畫(huà)出的形狀，再根據(jù)操作流程，預(yù)定指導(dǎo)形狀。在操作復(fù)雜作業(yè)時(shí)，此系統(tǒng)能夠提高強(qiáng)度，再搭配激光技術(shù)，從而提高精度，節(jié)省人力和成本。

（2）在挖掘機(jī)上安裝液晶顯示器，要求顯示器應(yīng)有超高辨識(shí)度，應(yīng)從顯示器上轉(zhuǎn)換角度，工作人員通過(guò)顯示器既能觀看挖掘機(jī)工作狀況。也可觀察挖掘機(jī)局部操作情況。機(jī)電一體化產(chǎn)品主要在產(chǎn)品控制板上通過(guò)按鈕操作控制技術(shù)和數(shù)字顯示，并且減少操作量，這讓操作工程具有便捷性、便利性，顯示器的界面操作簡(jiǎn)單、標(biāo)識(shí)易懂、便于觀看。通過(guò)機(jī)電一體化技術(shù)可有效控制工程機(jī)械，在不改變配件的情況下，輸入機(jī)電操作流程，根據(jù)對(duì)應(yīng)特征便可調(diào)整。在原有功能的機(jī)械上，預(yù)先安裝體系，從而有效滿足機(jī)械產(chǎn)品需求，提高工作率。并通過(guò)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)檢測(cè)和修復(fù)工程機(jī)械故障，保證機(jī)電一體化可以正常運(yùn)行。

4 機(jī)電一體化未來(lái)發(fā)展方向

（1）全息系統(tǒng)化方向。全息系統(tǒng)化的大體意思就是全方位呈現(xiàn)，全息這一特點(diǎn)會(huì)在日后的機(jī)電一體化發(fā)展中逐漸明朗起來(lái)，從另一種觀點(diǎn)來(lái)看，機(jī)電集成將會(huì)使“指令”實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的執(zhí)行，而智能化發(fā)展是一種主要的趨勢(shì)，并巨這一趨勢(shì)在日后的信息技術(shù)和模糊技術(shù)當(dāng)中非常有用。

（2）光機(jī)電一體化方向。光機(jī)電一體化還有一個(gè)名稱，就是機(jī)械電子工程，光機(jī)電一體化屬于機(jī)械工程與自動(dòng)化的一種技術(shù)，傳統(tǒng)的機(jī)電一體化技術(shù)與光機(jī)電一體化相比，其區(qū)別主要是光機(jī)電一體化加入了光學(xué)技術(shù)，并且對(duì)光學(xué)技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行了完美的利用，讓機(jī)電一體化系統(tǒng)當(dāng)中的各個(gè)子系統(tǒng)更進(jìn)一步的得到了優(yōu)化和改善。

（3）模塊化方向。模塊化在機(jī)電一體化發(fā)展的過(guò)程當(dāng)中屬于一個(gè)耗時(shí)耗力又困難的任務(wù)。就算是發(fā)展到今天生產(chǎn)廠商與產(chǎn)品樣式也是非常紛雜的，研究和開(kāi)發(fā)具備標(biāo)準(zhǔn)化電氣接口、機(jī)械接口、動(dòng)力接口、環(huán)境接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品是十分復(fù)雜和困難的事情。但是，這對(duì)于機(jī)電一體化的模塊化生產(chǎn)是非常重要的也有一定的實(shí)際意義，其不光可以讓機(jī)電一體化的生產(chǎn)維修等成本得到保證，還可以讓與之相關(guān)的技術(shù)人員培訓(xùn)得到益處。

（4）微型化與節(jié)能化發(fā)展。目前機(jī)電一體化技術(shù)在工程機(jī)械中應(yīng)用與發(fā)展趨勢(shì)表現(xiàn)為微型化特點(diǎn)，工程機(jī)械產(chǎn)品體積逐漸減小，而相應(yīng)的產(chǎn)品占用空間也不斷縮小，在這種情況下，工程機(jī)械運(yùn)行過(guò)程中所消耗能量也相對(duì)較低。在未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)，機(jī)電一體化產(chǎn)品生產(chǎn)和運(yùn)行系統(tǒng)也將降低到納米甚至微米級(jí)別，從而大大增強(qiáng)工程機(jī)械運(yùn)行的環(huán)保性能，達(dá)到節(jié)約資源和成本的目標(biāo)。此外，隨著機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展和進(jìn)步，很有可能在工程機(jī)械方面實(shí)現(xiàn)零污染目標(biāo)，并以可再生能源作為主要能源，不斷提高工程機(jī)械回收再利用效率。

（5）個(gè)性化。當(dāng)前消費(fèi)者除了對(duì)生產(chǎn)的產(chǎn)品要達(dá)到滿足自身的個(gè)性化需求，除此之外還對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量的要求標(biāo)準(zhǔn)也很高。因此，就需要對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)深入的討論研究和研發(fā)，結(jié)合當(dāng)前的高新技術(shù)，最終生產(chǎn)出讓消費(fèi)者滿意的產(chǎn)品。

5 結(jié)語(yǔ)：

綜上所述，機(jī)械工程是一項(xiàng)大規(guī)模重型項(xiàng)目，由于一些機(jī)械工程的特點(diǎn)非常復(fù)雜，而且一些項(xiàng)目工程非常巨大，就需要利用一些機(jī)械來(lái)對(duì)其進(jìn)行操作監(jiān)控，從而減少人力物力的資源投入。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和一些相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)也在不斷地快速發(fā)展，而且機(jī)電一體化技術(shù)也變得逐漸成熟。把機(jī)械一體化技術(shù)運(yùn)用到機(jī)械工程當(dāng)中，要全面了解機(jī)電一體化提供的便利性和機(jī)電一體化技術(shù)的實(shí)際意義，比如機(jī)電一體化安全、高性能等特點(diǎn)。另外，要全面了解機(jī)電一體化技術(shù)在機(jī)床、監(jiān)控系統(tǒng)等機(jī)械上的運(yùn)用，并且要了解機(jī)電一體化的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，這對(duì)于我國(guó)機(jī)械工程領(lǐng)域發(fā)展有著重要的意義，應(yīng)該不斷提高我國(guó)機(jī)械工程的質(zhì)量，才能讓我國(guó)機(jī)械工程領(lǐng)域在世界取得較好的名譽(yù)。

參考文獻(xiàn)

[1]馬永薪，許永行工程機(jī)械中機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用研究[J].山東工業(yè)技術(shù)，2017（08）：110.

[2]夏冬，王永剛，周永哲，柴賓.工程機(jī)械中機(jī)電一體化技術(shù)的運(yùn)用[J/OL].現(xiàn)代信息科技20180212.1020.046.