機(jī)電工程自動(dòng)化應(yīng)用與發(fā)展分析

李志剛

【摘 要】隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，技術(shù)的不斷更新，電子信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)得到了顯著的提高和普及，不斷滲透到了工業(yè)領(lǐng)域，同工業(yè)生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備得到了深度的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備的高度自動(dòng)化和智能化。本文對(duì)機(jī)電技術(shù)的原理與升級(jí)進(jìn)行了詳細(xì)分析，并討論了發(fā)展趨勢(shì)。

【關(guān)鍵詞】機(jī)電工程;自動(dòng)化;應(yīng)用措施;

一、機(jī)電技術(shù)的原理與發(fā)展

1.工作原理與優(yōu)化方案

發(fā)動(dòng)機(jī)、起制傳動(dòng)、行駛轉(zhuǎn)向、曲柄連桿、配氣等主體部件是大部分生產(chǎn)機(jī)器的構(gòu)成組織，局部對(duì)整體的效果起著間接或直接的影響，因而從主體部件入手，優(yōu)化結(jié)構(gòu)的性能、質(zhì)量和精準(zhǔn)度是改進(jìn)并提高機(jī)器運(yùn)行效率的必由之路。除此之外，對(duì)機(jī)器的構(gòu)材也需要多加注意，以非傳統(tǒng)鋼鐵材料如金屬材料或復(fù)合材料等打造機(jī)器，可以有效減輕機(jī)身質(zhì)量，最大限度地提高驅(qū)動(dòng)功率，在削減物力耗材的同時(shí)達(dá)到改進(jìn)機(jī)體的效果。

2.如何提升機(jī)電技術(shù)的應(yīng)用

為了促進(jìn)機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，建立于部件綜合性能上的弱點(diǎn)控制線路也應(yīng)當(dāng)被給以一定關(guān)注，對(duì)電機(jī)、信息處理設(shè)備和傳感器等方面的優(yōu)化都能夠在保證弱電良好控制的情況下保障工作正常進(jìn)行。傳感器的技術(shù)含量可以說(shuō)直接干涉了信息交互的時(shí)效性與準(zhǔn)確性，考慮到傳感器敏銳度對(duì)信息傳入速度的影響，為了提高訊息交互的精準(zhǔn)程度，削弱各種因素對(duì)信息的干擾，對(duì)傳感器的改進(jìn)與提高是必要途徑。在這一方面以設(shè)計(jì)便捷穩(wěn)定為特點(diǎn)的光纖傳感器以非接觸性檢測(cè)驅(qū)動(dòng)單元方向取代原本功能單純的信息交互工具，提高了傳感器的可靠性與敏感性，逐漸普及在各個(gè)領(lǐng)域。

二、如何升級(jí)機(jī)電技術(shù)

1.革新外部技術(shù)

由于當(dāng)今社會(huì)的機(jī)器產(chǎn)品構(gòu)材一般以鋼鐵為主，因此考慮到機(jī)械本身的性能、質(zhì)量和精密度，外部技術(shù)的改革需要從以上幾點(diǎn)入手，嚴(yán)控產(chǎn)品的精密度，把握機(jī)械管理手段，以保證產(chǎn)品應(yīng)有的性能與效率為前提減少資源損耗。

2.機(jī)械本體技術(shù)

機(jī)械本體必須從改善性能、減輕質(zhì)量和提高精度等幾方面考慮。現(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品一般都是以鋼鐵材料為主，為了減輕質(zhì)量除了在結(jié)構(gòu)上加以改進(jìn)，還應(yīng)考慮利用非金屬?gòu)?fù)合材料。只有機(jī)械本體減輕了重量，才有可能實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的小型化，進(jìn)而在控制方面改善快速響應(yīng)特性，減少能量消耗，提高效率。

3.信息交互與機(jī)械傳感

機(jī)器本身的敏銳度問(wèn)題容易導(dǎo)致傳感通道不穩(wěn)，造成對(duì)交互信息的精度存在或輕或重的干擾，因而為了保證信息輸入輸出的準(zhǔn)確性，有必要加強(qiáng)機(jī)械本身的穩(wěn)定程度和處理訊息的靈敏度。針對(duì)這一點(diǎn)，光線傳感被廣大企業(yè)愈加廣泛地使用于外傳感器上，藉由光纖傳感具有的非接觸性檢測(cè)技術(shù)，在確保機(jī)械安全與精度的同時(shí)，能夠?qū)^(guò)濾外界干擾的信息準(zhǔn)確快速的交互傳輸。為了避免電干擾，目前有采用光纖電纜傳感器的趨勢(shì)。對(duì)外部信息傳感器來(lái)說(shuō)，目前主要發(fā)展非接觸型檢測(cè)技術(shù)。

4.外置儲(chǔ)存系統(tǒng)

信息傳感技術(shù)被微電子和機(jī)電技術(shù)所推進(jìn)，而后者也同樣是推動(dòng)信息處理機(jī)器的產(chǎn)生與發(fā)展的一大助力，只有完善信息處理技術(shù)，才能在設(shè)備平穩(wěn)運(yùn)行和信息完整輸出輸入的基礎(chǔ)上融合生產(chǎn)運(yùn)用的倆個(gè)板塊，既提高了工作效率，又消除了外界干擾因素。

5.外部驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

如果將機(jī)器比作人類(lèi)，那么電機(jī)座起的作用恰如至關(guān)重要的心臟，它是機(jī)電自動(dòng)技術(shù)正常運(yùn)行的基石。考慮到自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)處理技術(shù)在效率方面尚有富余的發(fā)展空間，相關(guān)研究人員應(yīng)將三位一體的統(tǒng)一性作為課題重點(diǎn)，研討如何發(fā)展能夠保證組件、電機(jī)與傳感器協(xié)調(diào)運(yùn)行驅(qū)動(dòng)外部單元的內(nèi)部編碼，達(dá)到提高機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)的效能與效率的目標(biāo)。

6.信息處理技術(shù)

機(jī)電一體化與微電子學(xué)的顯著進(jìn)步、信息處理設(shè)備（特別是微型計(jì)算機(jī)）的普及應(yīng)用緊密相連。為進(jìn)一步發(fā)展機(jī)電一體化，必須提高信息處理設(shè)備的可靠性，包括模/數(shù)轉(zhuǎn)換設(shè)備的可靠性和分時(shí)處理的輸入輸出的可靠性，進(jìn)而提高處理速度，并解決抗干擾及標(biāo)準(zhǔn)化問(wèn)題。

7.接口技術(shù)

為了與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信，必須使數(shù)據(jù)傳遞的格式標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)格化。接口采用同一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格不僅有利于信息傳遞和維修，而且可以簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)。目前，技術(shù)人員正致力于開(kāi)發(fā)低成本、高速串行的接口，來(lái)解決信號(hào)電纜非接觸化、光導(dǎo)纖維以及光藕器的大容量化、小型化、標(biāo)準(zhǔn)化等問(wèn)題。

8.軟件技術(shù)

軟件與硬件必須協(xié)調(diào)一致地發(fā)展。為了減少軟件的研制成本，提高生產(chǎn)維修的效率，要逐步推行軟件標(biāo)準(zhǔn)化，包括程序標(biāo)準(zhǔn)化、程序模塊化、軟件程序的固化、推行軟件工程等。

9.信息交互系統(tǒng)

對(duì)信息規(guī)范正確的傳輸要求需要在科學(xué)操作的指導(dǎo)下進(jìn)行，由于傳遞口各不相同的規(guī)格導(dǎo)致信息交互遇塞，同時(shí)難以反饋系統(tǒng)的自檢與修復(fù)情況，因而統(tǒng)一傳遞口的規(guī)格、便捷化傳輸途徑、簡(jiǎn)化整個(gè)程序的運(yùn)行方式是改革信息傳遞技術(shù)的必由之路。

1 0.革新內(nèi)部技術(shù)

為了最大限度的維護(hù)機(jī)器內(nèi)外系統(tǒng)的同步性與可用性，對(duì)機(jī)電器械的革新需要保持內(nèi)外一致的升級(jí)步調(diào)。標(biāo)準(zhǔn)合理的機(jī)電內(nèi)部系統(tǒng)需要配合內(nèi)部組件分布的標(biāo)準(zhǔn)程度和內(nèi)部構(gòu)造升級(jí)的穩(wěn)定性，只有如此才能促進(jìn)機(jī)電內(nèi)部成功升級(jí)，達(dá)到提升效率、減少成本損耗的目的。

三、機(jī)電工程一體化的發(fā)展前景

1.自動(dòng)化

作為新時(shí)代背景下電機(jī)化的主要特點(diǎn)和與機(jī)器自動(dòng)化最本質(zhì)的區(qū)別，自動(dòng)化是機(jī)電化尤為突出的標(biāo)志。隨著處理器效率的提升，集成化的傳感器系統(tǒng)配合智能嵌入技術(shù)成為了機(jī)械自動(dòng)化進(jìn)程中的突破點(diǎn)，并從側(cè)面引導(dǎo)了相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向。除此之外，經(jīng)由實(shí)踐證明嵌入高等智力的高性能機(jī)電化產(chǎn)品在系統(tǒng)控制支配運(yùn)行動(dòng)作的前提下，已經(jīng)能夠完成制造工程的輔佐任務(wù)，而它們高階的運(yùn)算力和系統(tǒng)模式導(dǎo)出的決策結(jié)果也使人力勞動(dòng)力從局部獲得一定解放，甚至在部分領(lǐng)域達(dá)到超過(guò)人工勞力的成就。

2.完整統(tǒng)一性

完整統(tǒng)一性的具體特征就是在機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)中。運(yùn)用拓展式和整體化的總體構(gòu)造，已到達(dá)機(jī)電設(shè)備上下工作協(xié)調(diào)管理完備。系統(tǒng)調(diào)整后可以活用，隨意調(diào)配，在此基礎(chǔ)上尋求中小系統(tǒng)協(xié)調(diào)配合和統(tǒng)一管理。其次的表現(xiàn)特征就是堅(jiān)強(qiáng)了機(jī)電的通信能力。未來(lái)的機(jī)電化會(huì)特別重視產(chǎn)品與人的密切聯(lián)系，那么其中如何給機(jī)電一體化產(chǎn)品賦予智力，人的感情，以及活動(dòng)力顯得尤為重要。

3.與時(shí)俱進(jìn)

接近信息革命背景下的電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)蒸蒸日上，同時(shí)也帶動(dòng)著機(jī)電領(lǐng)域趨于網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)向發(fā)展。由于機(jī)電領(lǐng)域涵蓋的產(chǎn)品種類(lèi)和應(yīng)用對(duì)象相當(dāng)繁雜，因此網(wǎng)絡(luò)化過(guò)程中各自體現(xiàn)的狀態(tài)也不盡相同。

結(jié)語(yǔ)

機(jī)電一體化技術(shù)是眾多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，是社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。它促使機(jī)械工業(yè)發(fā)生戰(zhàn)略性的變革，使傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)概念發(fā)生著革命性的變化。大力發(fā)展新一代機(jī)電一體化產(chǎn)品，不僅是改造傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備的要求，而且是推動(dòng)機(jī)械產(chǎn)品更新?lián)Q代和開(kāi)辟新領(lǐng)域、發(fā)展與振興機(jī)械工業(yè)的必由之路。

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