機電一體化技術(shù)在機械制造業(yè)中的應(yīng)用

侯效華

摘要：科技的進步與發(fā)展速度愈來愈快，機電一體化技術(shù)有了全面的提升，在機械制造業(yè)中的應(yīng)用受到更多的重視。如何合理對機電一體化技術(shù)進行應(yīng)用并提升制造效率，對技術(shù)應(yīng)用的提升以及機械制造業(yè)的發(fā)展都有著重要的意義。文章對機電一體化技術(shù)概念進行簡要闡述，對其在機械制造業(yè)應(yīng)用優(yōu)勢和具體應(yīng)用情況進行研究，并對其發(fā)展進行展望。

Abstract： The progress and development of science and technology is getting faster and faster， the mechatronics technology has been comprehensively improved， and the application in the machinery manufacturing industry has received more attention. How to reasonably apply mechatronics technology and improve manufacturing efficiency is of great significance to the improvement of technology application and the development of machinery manufacturing industry. This paper briefly expounds the concept of mechatronics technology， studies its application advantages and specific applications in the machinery manufacturing industry， and looks forward to its development.

關(guān)鍵詞：機電一體化;機械制造;應(yīng)用

Key words： mechatronics;machinery manufacturing;application

中圖分類號：TH39? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）12-0200-03

0? 引言

機電一體化技術(shù)是多種技術(shù)的有機結(jié)合，以實現(xiàn)更加高效便捷的機械設(shè)備操作模式。隨著研究的深入以及應(yīng)用的完善和提升，機電一體化技術(shù)在機械制造業(yè)的應(yīng)用更加廣泛，其將機械操控程序有效簡化，對于設(shè)備性能的提升、效率的提升有著重要的促進作用。

1? 機電一體化技術(shù)的概念及特征

1.1 概念

機電一體化技術(shù)的組成包括了當(dāng)前較為先進的技術(shù)內(nèi)容，例如信息技術(shù)、計算機技術(shù)、通信技術(shù)、機械設(shè)備技術(shù)，通過將多種技術(shù)融合，發(fā)揮其各自優(yōu)勢，使機電一體化技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)更多領(lǐng)域的應(yīng)用。

1.2 特征

體積小巧。機電一體化所依托的設(shè)備是集成電路，通過半導(dǎo)體技術(shù)實現(xiàn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化，濃縮了設(shè)備的體積，重量也比較輕，占地少的情況下，還能夠保障設(shè)備的性能和控制效率。

效率高。集成電路把設(shè)備結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化，機電一體化技術(shù)又能進行優(yōu)秀的控制效果，這使得機械效率得到很大提升。

穩(wěn)定性高。機電一體化技術(shù)的應(yīng)用是建立單板、單片機作為控制機的基礎(chǔ)上，加上專用芯片及模板組成結(jié)構(gòu)緊湊的數(shù)控裝置，其在穩(wěn)定性方面有著較強的表現(xiàn)。

2? 機電一體化技術(shù)在機械制造業(yè)中的應(yīng)用優(yōu)勢分析

2.1 幫助機械進行調(diào)試

機電一體化系統(tǒng)的構(gòu)建，是運用程序控制系統(tǒng)將機械設(shè)備進行連接，在生產(chǎn)過程中根據(jù)機械操作情況，給予機械運行狀態(tài)反饋，能夠結(jié)合機械性能進行調(diào)試，實現(xiàn)對機械設(shè)備的優(yōu)化配置，盡可能發(fā)揮機械設(shè)備的性能。

2.2 故障報警

機電一體化系統(tǒng)可以根據(jù)機械設(shè)備的需要，設(shè)置故障報警系統(tǒng)，根據(jù)既定程序內(nèi)容，如果機械設(shè)備出現(xiàn)異常，會進行故障報警，同時提示故障代碼，更加便捷的實現(xiàn)故障檢測與修理。

2.3 提升機械性能

機電一體化技術(shù)在機械制造業(yè)的應(yīng)用，集合了機械監(jiān)控、報警、修復(fù)等多種功能，對于機械制造效率的提升有著重要的促進作用。能夠及時發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)中的問題，監(jiān)控、報警、檢測高效完成。對于機械性能的提升，故障處理效率，風(fēng)險控股等等都有著重要的作用。

2.4 降低操控難度，拓展適用范圍

機電一體化產(chǎn)品通過多種技術(shù)將機械操作控制集成化，操作更加便捷，工作流程更簡單且容易操作。將一些復(fù)雜的機械操作內(nèi)容寫進操作程序中，使操控難度大大降低，提升機械控制運行效率的同時，也極大的拓展了機械設(shè)備適用范圍。

3? 機電一體化技術(shù)在機械制造業(yè)的具體應(yīng)用

3.1 在監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

運營機電一體化技術(shù)在機械制造業(yè)中的應(yīng)用，目前比較常見的是布設(shè)自動報警系統(tǒng)、故障診斷系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)。監(jiān)控系統(tǒng)能夠檢測機械設(shè)備實時運行狀況，監(jiān)控過程中如果有異常情況，會及時將故障情況顯示在系統(tǒng)中，同時以警報的方式作出提醒，使維修人員能夠及時作出反應(yīng)進行診斷維修，減少故障造成的損失。

3.2 全自動包裝工作中機電一體化技術(shù)的應(yīng)用

經(jīng)過了解，全自動包裝機設(shè)備中對于機電一體化應(yīng)用較為深化，包裝機械設(shè)備運用了較多的知識和技術(shù)。全自動包裝機的實際操作和控制工作是比較繁雜的，操作難度大，環(huán)節(jié)復(fù)雜。將機電一體化技術(shù)運用到包裝機械中，同時運用機械工程知識、微處理技術(shù)等等，將復(fù)雜的操作步驟進行集成組合。這極大的縮減了實際操作的復(fù)雜性，是對以往控制系統(tǒng)的彌補和優(yōu)化，通過軟件和機械控制的有效結(jié)合實現(xiàn)包裝機械全自動包裝工作狀態(tài)，有效提升工作效率。

3.3 機床控制工作中機電一體化技術(shù)的應(yīng)用分析

機床控制在實際機械制造方面對于精度、準(zhǔn)確度的要求的較為嚴(yán)苛的，同時還需要具備較快的速度，這就要求機床控制做到較高的智能化水平和穩(wěn)定性。機電一體化技術(shù)在機床控制中的應(yīng)用，融入計算機處理技術(shù)，同時將DSP芯片進行的設(shè)置，以此有效提升機床控制的精度、準(zhǔn)確度、穩(wěn)定性。在應(yīng)用機電一體化技術(shù)的機床控制效率和效果都得到了顯著提升，這不僅提升了工藝水平，還使操作能力提到了提升，為機械制造的經(jīng)濟效益提升奠定了基礎(chǔ)。

3.4 機械能耗降低中機電一體化技術(shù)的應(yīng)用

傳統(tǒng)機械在機械效率方面相對較低，這主要是由于耗能較多且利用率較低的原因。在液壓挖掘機燃料利用方面，其利用最大值僅為25%，在機械設(shè)備運轉(zhuǎn)過程中很多燃料都是以能耗的方式造成了消耗，不利于長期的發(fā)展。在液壓挖掘機設(shè)備上應(yīng)用機電一體化技術(shù)，并通過電子監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控設(shè)備運轉(zhuǎn)狀態(tài)，柴油機上安裝電子調(diào)速器實現(xiàn)機械的自動調(diào)整。在此情況下，經(jīng)過一段時間的觀察測試，其能耗情況有明顯的降低，這說明通過機電一體化技術(shù)能夠達到機械設(shè)備的節(jié)能降耗目的。

3.5 精度控制工作中機電一體化技術(shù)的應(yīng)用

在機械制造中，精度控制一直是機械制造的關(guān)鍵質(zhì)量控制措施，這對于產(chǎn)品質(zhì)量有著重要的影響。機電一體化技術(shù)的應(yīng)用中，能夠?qū)C械結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，簡化機構(gòu)組合，減少傳動部件。在這種情況下機械的磨損將在機電設(shè)備控制下有所減少，同時增加配合的契合度，機械配件之前的配合以及受力變形情況將大大減少。與此同時，機電一體化技術(shù)能夠通過計算及檢測與控制技術(shù)實現(xiàn)對機械制造中的干擾進行補償和校正，實現(xiàn)動態(tài)誤差的合理控制。在機械制造中精度控制方面，機電一體化技術(shù)有較大的發(fā)揮空間。

3.6 煉鋼工作中機電一體化技術(shù)的應(yīng)用

時代發(fā)展工程中，基礎(chǔ)建設(shè)的發(fā)展與完善，使鋼材料的使用量增速明顯，同時由以往的低要求高產(chǎn)量，逐步演變?yōu)楦咭蟾弋a(chǎn)量。為了能夠新時代對鋼材料的要求，多數(shù)企業(yè)在技術(shù)方面進行了改革和升級。例如機電一體化技術(shù)的應(yīng)用，其將計算機處理器為中心，并將其他設(shè)備如操控系統(tǒng)、加熱設(shè)備、顯示設(shè)備及儀表儀器等等，實現(xiàn)技術(shù)組合的同時，保持各設(shè)備之間的聯(lián)動，在生產(chǎn)過程中實現(xiàn)協(xié)同生產(chǎn)。不僅大大提升了生產(chǎn)效率，提高了產(chǎn)量，同時對于產(chǎn)品質(zhì)量的控制也有較大的提升，還能夠有效提升設(shè)備的使用壽命。此外交流傳動方式在軋鋼生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，其可以對交流調(diào)速系統(tǒng)的優(yōu)勢進行體現(xiàn)，由此可見機電一體化技術(shù)能夠為煉鋼工作提供強有力的技術(shù)支撐，可加快機械制造業(yè)的發(fā)展腳步。

3.7 柴油機自動控制工作中機電一體化技術(shù)的應(yīng)用

機械制造業(yè)通常以柴油機作為動力核心，以滿足生產(chǎn)制造所必須的機械功率要求，足夠的動力源是保證機械控制工作的重要保證。機電一體化技術(shù)的應(yīng)用，可以通過對設(shè)備運行狀態(tài)信息進行收集，同時根據(jù)指標(biāo)調(diào)整柴油機運行參數(shù)，通過對油門、調(diào)速器、自動升溫等的自動協(xié)調(diào)控制，實現(xiàn)對柴油機的控制調(diào)整，以保證滿足機械制造生產(chǎn)要求的同時，也實現(xiàn)綠色生產(chǎn)，節(jié)能減排，提高效益的目標(biāo)。

綜上所述，將機電一體化技術(shù)引入到機械制造業(yè)中可以實現(xiàn)機械使用性能的最大化發(fā)揮，同時提高設(shè)備檢修工作效率和質(zhì)量。這樣不僅有利于機械設(shè)備維護成本的控制，同時也從一定程度上延長了機械設(shè)備的使用壽命。

4? 機械制造業(yè)向機電一體化發(fā)展的方向

4.1 高效化與智能化

目前在機械制造領(lǐng)域，機電一體化應(yīng)用已經(jīng)較為普遍，并且應(yīng)用多中央處理器的數(shù)字化集成系統(tǒng)也較為先進，對于生產(chǎn)效率、生產(chǎn)質(zhì)量方面有著較好的支持。在之后的發(fā)展中，機電一體化技術(shù)向高效化智能化發(fā)展是一個重要的發(fā)展方向，同時將吸收更多的先進技術(shù)，例如人工智能、運籌學(xué)、模糊數(shù)學(xué)等等，通過新方法新技術(shù)的運用，模擬人類的邏輯思維和判斷選擇能力，使機電一體化實現(xiàn)更加智能化的控制目標(biāo)。

4.2 微型化

在近些年的發(fā)展過程中，機械制造領(lǐng)域已經(jīng)向集成化邁進了一大步，在硬件運算、控制系統(tǒng)方面都有不錯的表現(xiàn)。國外對于微型化的發(fā)展稱為微電子機械系統(tǒng)（MEMS），將機電一體化產(chǎn)品微型化的發(fā)展，定義在一立方厘米以內(nèi)，同時向體積更小、功能更全、耗能更少、運算更快、應(yīng)用更靈活等方面發(fā)展。

4.3 模塊化

模塊化是當(dāng)前機電一體化發(fā)展中的一個艱巨的任務(wù)，在發(fā)展過程中，由于開發(fā)單位較多，并沒有統(tǒng)一規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)的接口，因此在產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化、系列化方面依然有較大的發(fā)展空間。在具體的機電一體化產(chǎn)品研發(fā)方面，對動力單元、控制單元進行單獨的模塊化設(shè)計研發(fā)，形成標(biāo)準(zhǔn)單元，并以標(biāo)準(zhǔn)單元為基礎(chǔ)迅速開發(fā)新的應(yīng)用型產(chǎn)品，以此實現(xiàn)應(yīng)用和生產(chǎn)規(guī)模的擴大。

4.4 網(wǎng)絡(luò)化

隨著計算機互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起給機電一體化發(fā)展帶來了新的契機，互聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)+、物聯(lián)網(wǎng)等新興技術(shù)形成的新型業(yè)態(tài)，給予了傳統(tǒng)行業(yè)更大的創(chuàng)新空間。機電一體化技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用，可以在原基礎(chǔ)上突出遠(yuǎn)程控制、監(jiān)控技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等等。現(xiàn)場總線與局域網(wǎng)技術(shù)有機結(jié)合，發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)化優(yōu)勢，為機電一體化技術(shù)的應(yīng)用提供便利。

5? 結(jié)束語

機電一體化技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展關(guān)乎很多領(lǐng)域技術(shù)的應(yīng)用進步和完善，機電一體化技術(shù)通過信息技術(shù)、電子技術(shù)、機械技術(shù)等多種技術(shù)的集合實現(xiàn)將高科技技術(shù)有機結(jié)合，使之成為一個綜合性的控制系統(tǒng)，通過合理的設(shè)計和開發(fā)，實現(xiàn)機械設(shè)備內(nèi)部的結(jié)構(gòu)優(yōu)化，最終達到提升產(chǎn)品質(zhì)量以及機械制造效率、生產(chǎn)效率的提升。機械制造業(yè)中應(yīng)用機電一體化技術(shù)，對于機械設(shè)備性能提升有著較大影響。同時還能夠為機械設(shè)備提供狀態(tài)監(jiān)控和故障報警，這為機械制造業(yè)中的故障維修效率提升、機械設(shè)備狀態(tài)保持有良好的促進作用。目前機電一體化技術(shù)的應(yīng)用依然還有發(fā)展的空間，需加大創(chuàng)新研發(fā)，積極提升應(yīng)用效果。

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