機(jī)械制造業(yè)中機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用探討

王自民

寧夏伊品生物科技股份有限公司 寧夏銀川 750100

隨著中國信息化技術(shù)的日益強(qiáng)大，機(jī)電一體化水平得到大幅上升，不僅技術(shù)安全，而且生產(chǎn)效能好，給機(jī)械設(shè)計(jì)制造帶來了全新的機(jī)遇。

1 機(jī)電一體化的主要特點(diǎn)

機(jī)電一體化技術(shù)運(yùn)用不同于以往的機(jī)械制造技術(shù)，由于其綜合性更強(qiáng)，它的主要特點(diǎn)有著比較鮮明的特征。①應(yīng)用廣泛。機(jī)電一體化技術(shù)融合了多種學(xué)科知識，將各項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，打造出綜合能力出眾的技術(shù)。正是由于這一特點(diǎn)，使得機(jī)電一體化技術(shù)成為一門適用性較全面的技術(shù)，能夠在各領(lǐng)域得到利用的機(jī)會，而機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域就是其中一個重要的領(lǐng)域。②邏輯性較強(qiáng)。機(jī)電一體化并不是一門憑空產(chǎn)生的學(xué)問，而是建立于各個學(xué)科基礎(chǔ)上吸收融合的產(chǎn)物，通過博采眾長，成為一門綜合能力出眾的技術(shù)。它吸收了機(jī)械領(lǐng)域與電子信息化領(lǐng)域的長處，相互結(jié)合，形成了具備完整邏輯的整體系統(tǒng)。③安全性能高。在進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)制造過程中，由于各方面因素的影響，將會導(dǎo)致其存在或多或少的潛在危險，在一定程度上阻礙了機(jī)械設(shè)計(jì)制造工作的開展，此時借助機(jī)電一體化可以實(shí)現(xiàn)對機(jī)械設(shè)計(jì)制造全程的有效監(jiān)督，及時發(fā)現(xiàn)其中存在的問題，并采取有效措施給予解決，這樣既可以縮短機(jī)械設(shè)計(jì)制造周期，而且還可以提高安全性能，降低經(jīng)濟(jì)損失；④維護(hù)方便。傳統(tǒng)上的人工檢測無法對相關(guān)問題進(jìn)行及時、有效的處理，而機(jī)電一體化能夠?qū)C(jī)械設(shè)計(jì)制造進(jìn)行全方位的掃描，即使是較為細(xì)小的問題也可以準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)，這樣不僅可以提高機(jī)械設(shè)計(jì)制造中故障的維護(hù)效率，而且還可以減低故障作業(yè)下所產(chǎn)生的損失，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益[1]。

2 機(jī)電一體化在機(jī)械制造中的應(yīng)用

2.1 加強(qiáng)機(jī)械制造的精度

在機(jī)械生產(chǎn)領(lǐng)域，機(jī)械制造的精度是十分重要的。機(jī)械產(chǎn)品的一個重要特性就是具備一定的精度要求，在進(jìn)行產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中，一旦相對應(yīng)的參數(shù)達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，就會使得產(chǎn)品的性能大打折扣，甚至?xí)斐奢^大的損失。在機(jī)電一體化系統(tǒng)中，運(yùn)用電子信息技術(shù)來代替人工的控制，能夠?qū)崿F(xiàn)更加微觀精確的控制，保證機(jī)械制造的精度。

2.2 替代人力

半自動化和自動化應(yīng)用中的應(yīng)用，可以有效降低人員的工作強(qiáng)度，大大提高工作效率。自動化的優(yōu)點(diǎn)可以減少由于經(jīng)驗(yàn)不足而引起的誤差率，滿足產(chǎn)品生產(chǎn)中高精度的要求。例如，在挖掘機(jī)械中采用軌跡控制系統(tǒng)來設(shè)定斗桿的軌跡，利用微機(jī)技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對臂桿和鏟的控制，保證挖掘精度具有重要意義。

2.3 監(jiān)控功能的應(yīng)用

在進(jìn)行機(jī)械制造工作中，由于各方面因素的影響，難免會出現(xiàn)一些不可避免的事件，如設(shè)備零件存在運(yùn)行故障、制造材料不足等問題，其會嚴(yán)重影響機(jī)械制造工作的效率。此時，可以借助機(jī)電一體化來對機(jī)械制造的各個流程進(jìn)行有效的監(jiān)控，而且還可以完成對重點(diǎn)步驟的細(xì)化與檢測，以確保機(jī)械制造工作的安全、高效進(jìn)行。通常情況下，在機(jī)械制造各個環(huán)節(jié)中，監(jiān)控技術(shù)可以完成對設(shè)備的自動化技術(shù)診斷與檢測，及時發(fā)現(xiàn)機(jī)械制造各個環(huán)節(jié)所存在的問題，并采取有效措施給予解決。例如，在液壓系統(tǒng)選擇過程中，可以借助監(jiān)控技術(shù)來進(jìn)行相關(guān)參數(shù)的診斷，如果發(fā)現(xiàn)實(shí)際參數(shù)大于臨界值時，可以將故障信息呈現(xiàn)在LED設(shè)備的屏顯系統(tǒng)上，此時技術(shù)人員就可以根據(jù)顯示信息來準(zhǔn)確定位故障問題，并給予及時的處理[2]。

2.4 實(shí)現(xiàn)節(jié)能功能

與傳統(tǒng)機(jī)械相比，機(jī)電一體化提高了資源利用率，緩解了能源危機(jī)。對于能耗高的傳統(tǒng)機(jī)械，必須結(jié)合機(jī)械的實(shí)際運(yùn)行，采取更有效的措施，才能有效地降低能耗。在挖掘機(jī)的開發(fā)中，采用了新的節(jié)能控制裝置，實(shí)現(xiàn)了燃油量的有效降低。

2.5 提高機(jī)械制造生產(chǎn)力

為滿足集散控制系統(tǒng)的需要，集散控制模型主要起到中央計(jì)算機(jī)的控制作用，實(shí)現(xiàn)對整個系統(tǒng)的有效控制，使機(jī)械生產(chǎn)設(shè)備更加強(qiáng)大可靠，這從根本上促進(jìn)了機(jī)電一體化技術(shù)在整個機(jī)械制造業(yè)技術(shù)中的主導(dǎo)地位。一般來說，分布式控制系統(tǒng)的應(yīng)用需要結(jié)合機(jī)械制造的實(shí)際實(shí)現(xiàn)分級，一般分為兩類，但是核心技術(shù)都是利用中央計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場生產(chǎn)控制。此外，隨著測控技術(shù)的不斷發(fā)展，分布式控制系統(tǒng)更能結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐，進(jìn)行合理調(diào)度，在線自動優(yōu)化，完善生產(chǎn)管理計(jì)劃，有效地進(jìn)行集中控制。分析檢測、控制和管理，形成一個綜合的系統(tǒng)，機(jī)械制造業(yè)的生產(chǎn)效率大大提高。

3 機(jī)電一體化趨勢

機(jī)電一體化的發(fā)展是未來的趨勢，但是機(jī)電一體化發(fā)展也有其自身的未來預(yù)期方向，綜合說來主要有以下幾點(diǎn)。

3.1 智能化

對于機(jī)電一體化技術(shù)來說，智能化成為必然。對于智能來說，主要是基于控制相關(guān)理論和知識，實(shí)現(xiàn)更多的技術(shù)集成，如計(jì)算機(jī)、人工智能、生理學(xué)等，實(shí)現(xiàn)對人類智能的模擬。該技術(shù)在邏輯、判斷和決策方面具有突出的性能，在提高控制能力方面具有重要作用。

3.2 小型化

小型化主要是指從機(jī)電一體化向微型機(jī)械的轉(zhuǎn)變，其尺寸小于1立方厘米，甚至發(fā)展到微米和納米。在微機(jī)機(jī)電一體化的發(fā)展過程中，產(chǎn)品的體積也不斷減少，能耗不斷降低，設(shè)備運(yùn)行的靈活性更強(qiáng)。在實(shí)際發(fā)展中，對精細(xì)化的要求需要引起高度重視[3]。

3.3 網(wǎng)絡(luò)化

在信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用下，社會生產(chǎn)、生活等許多領(lǐng)域都發(fā)生了變化。機(jī)電一體化發(fā)揮自身優(yōu)勢，加強(qiáng)產(chǎn)品研發(fā)，增強(qiáng)功能，提高質(zhì)量，加快傳播。在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展中，遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)受到了廣泛的關(guān)注。因此，機(jī)電一體化是網(wǎng)絡(luò)信息社會發(fā)展的必然要求。

4 結(jié)語

綜上所述，機(jī)電一體化是科技經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必然趨勢，對于各個領(lǐng)域的發(fā)展都會有很大貢獻(xiàn)，尤其是機(jī)械制造領(lǐng)域。機(jī)械制造企業(yè)要順應(yīng)時代趨勢，根據(jù)自身實(shí)際進(jìn)行機(jī)電一體化研究與改造，引進(jìn)和培養(yǎng)機(jī)電一體化人才，逐步建立完整的體系。