机电一体化技术在现代工程机械中的应用

机电一体化技术在现代工程机械中的应用

邓勋

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摘要：随着目前社会的不断发展，现阶段我国的整体经济也有明显提升，而且多方面的现代化技术都在不断优化与完善。就在现在的社会背景条件下，机械工程也开始广泛地使用多方面的现代化相关科学技术，来帮助多方面工作的整体顺利进行，从而提升自身工作效率以及整体质量，最终帮助机械工程相关行业可以实现比较长远的发展目标予以有效保障。在这里面机电一体化技术在现代机械工程中的具体应用既可以最大限度地增加整体经济效益，又能充分保障产品的质量。本文从机电一体化技术在现代机械工程上的应用及发展趋势为核心展开具体分析，希望对以后机电一体化相关技术的稳定发展予以综合建议。

关键词：机电一体化；工程机械；应用；发展

引言：从20世纪60年代以来，机电一体化（以下简称一体化）的技术在其传统的机械工业技术基础上，伴随着计算机科学技术的飞速发展和广泛应用，以及电子信息技术，特别是微电子技术、信息技术的发展而建立的一门系统技术。它是以机械技术和电子技术为主体，多门技术学科相互渗透、相互结合的产物，是正在发展和逐渐完善的一门新兴的学科。目前，机电一体化技术正逐步向正向智能机电一体化技术方向发展，其应用范围也呈现出不断扩大化的趋势。

1机电一体化技术的分类

随着科学技术的不断发展，机电一体化技术的概念不再为某一具体产品所限制，其概念范围已经扩大成为控制系统、被控制系统结合的产品制造与过程控制的大系统。目前，全球业界通常认为机电一体技术逐步形成2个大分支，一个是机电一体化生产的过程，另一个是机电一体化的机电产品。机电一体化生产的过程意味着整个工业体系的机电一体化，如机械制造机电一体化加工过程、冶金铸造机电一体化生产过程、化工合成机电一体化生产过程、纺织印染工业的机电一体化生产过程等。机电一体化生产过程根据生产工艺流程的特点（如生产设备和生产工艺是否连续）又可划分为离散机电一体化的制造过程和机电一体化连续生产过程。前者以机械制造业为代表，后者以化工生产流程为代表。机电一体化的全部生产过程囊括5个部分即产品深化设计、原材料加工、成品组装、成套设备检验的全部过程生产自动化，自动化经营管理等，其中包含多个自动化生产线，它的高端模式就是计算机集成制造系统，简称CIMS。其具体包括的系统有计算机的辅助制造、辅助设计、辅助工艺过程设计、CAD/CAM集成、柔性制造等系统。

2机电一体化技术在机械工程上的应用

2.1改造机床

现阶段数控机床是非常重要的种一机械工程的设备。在数控机床的实际工作中对工作台以及机床上的相关刀具运行轨迹有着非常严格的要求，偏差值一定要在规定允许的范围之内，才可以确保产品的相对精确性。因此为了提高数控机床的整体工作效率，就可以根据的机电一体化技术予以相关改造。随着现代信息技术的不断发展，现阶段数控机床可以把微机技术高效的应用在其中，完成对数据以及信息的整体自动化处理，可以根据产品的实际需求来选择对应技术以及功能。

2.2运输机械

我国是煤矿大国，但是大部分煤矿都存在在地下，如果想要得到更多数量的煤矿资源，就应该采用多方面的先进技术予以打井，再把开采的煤矿资源从矿井运输到地面之上，整体上午工作流程就要求工作人员有足够的工作经验以及专业性的技能，除此之外在煤矿的实际工作中还有非常多的不确定因素，严重威胁着工作人员的实际生命健康安全。随着目前社会的快速发展，机电一体化的技术也逐渐被煤矿生产线开始应用，多种企业已经抓紧改变以往的人力开凿矿井和运输煤炭的传统工作方式，逐渐采用相关机电设备并放在提前打好的矿井之下来取代传统人工操作，施工人员就能够坐在操作办公室中通过显示屏来观察矿井下的具体情况，来发出多条具体操作指令，最终顺利地把煤炭资源运到地面。

2.3包装机械

包装机械在机械工程中属于一种非常常见的机械类型，在实际的生产过程中也是非常常见的。由于包装机械本身的结构非常复杂，控制连杆和CAM结构等机构是整个包装设备中最复杂的部分。如果这些部件出现故障，就很难修复。而机电一体化技术在这一领域的实际应用可以更好地解决这些问题。该技术具体应用于包装机械设备系统实现模块化，完成设备从生产到维护的全过程整体智能化操作，实现设备相关操作的最优化，大大提高了相关企业的生产率。

2.4产品开发

现代社会大众的需求逐渐提高，随之而来的是的对产品智能化要求也越来越多。所以，实现产品的机电一体化是未来必然的发展趋势，除了要提升产品的具体功能提升还要实现产品种类的多样化，可以通过微电子相关技术来实现其中一种产品的具体特定功能，从而满足市场上的比较特殊需求。机电一体化技术在实际产品开发上的主要特点就是把普通产品转变成了智能化的方向，增加了产品开发的科技含量，提高了机械工程领域中产品的实际价值，促进生产企业的相对竞争能力。

2.5纺织机械

在纺织机械领域，卷绕筒管时一般选用比较主动传动的方法。筒管和导丝器的频率是固定的，但交叉角度是不断变化的。导纱电机、变频器控制器和速度传感器共同构成了相关的控制系统。为避免重叠，可采用角式绕线和步进式精密绕线。通过系统程序的运行，将信号由线圈速度传感器输出，并将信号传输到TPU。相关数据经TPU处理后传送给PCC。通过查找数据表，找到合适的绕组比，分析相关的绕组比，确定是否存在重叠，并输出相应的控制信号，实现系统数据的快速、准确传输。

3机电一体化技术的发展趋势

3.1智能化趋势

人工智能技术在机电一体化发展过程逐渐被人们重点关注，最重要的应用就是机器具与数控机床智能化进行有机结合。这里提到的“智能化”指对机器操作控制的具体表述，是以控制理论为基础，集人工智能技术、运筹学理论、计算机科学技术、模糊数学理论、心理学理论、生理医学理论等新思维、新举措的优点，通过模拟人类智能使其具有人类特有的推理、判断、自主决策及逻辑思维，从而达到更高更多的控制目标。近年来可以在制造过程中替代一部分人脑劳动。

3.4模块化趋势

模块化的发展趋势是一体化产品的一个重要发展方向，是一项任重而道远的工程。其过程需要通过制定一系列标准，保证各个部件以及各个单元的匹配与接口的对接其产品的生产厂商可以应用标准的单元提升新产品研发的速度，从而持续不断的扩大原本的生产规模。比如：研制具有集变频、减速、调速电机作为一个整体的动力驱动单元；集图像各种处理功能为一体的电机一体化控制单元等。如此，在产品开发设计之初就可以将这些标准的模块化单元整合并快速研发出新产品。

3.5网络化趋势

庞大的网络系统将全世界经济、生活生产连成网格状，促使企业的竞争呈现全球化趋势。受网络技术的影响，机电一体化也逐渐向网络的方向不断发展，机电一体化的产品种类繁多，与网络对接的方式也有所不同，局域网技术和现场总线的发展使我们日常使用的电器智能化得以实现。以计算机网络为中心的计算机网络集成家用电器系统将各种家里使用的电器通过家庭互联网络连接起来，给人类的家庭带来了更多高科技。所以，机电一体化产品的发展走向更清晰地指向了网络化。

3.6绿色化趋势

时代呼唤绿色产品，绿色产品应时而生。绿色化是当今时代的走向，其目的就是让产品在设计、包装、制造、使用运输、直到报废的整个运作循环当中，将对生态环境的破坏极小化，在资源利用上最大化，不断提高资源的利用率。机电一体化产品，其绿色化最主要强调的是在使用过程中不对自然生态造成污染，在报废时可以进行回收再利用，绿色制造业的确是当代制造业的升级与可持续发展方式。

4机电一体化的发展策略

4.1加强全局统筹，整体协调发展的策略

当前，国内从事“机电一体化”开发、研究及生产的部门较多。其发展策略各成体系、各自为政。各个单位所做的计划受到各自规划、利益发展的立足点的制约，在整体发展方面偏于侧重局部利益，在制定计划和规划时，缺乏整体考虑，统筹安排不足，缺乏全局观与权威性的战略发展计划与筹谋。建议上级主管部门进行全局规划，并责成相关单位在深入调查研究、科学讨论分析的基础上，科学决策统，制定作出符合“机电一体化”全局发展的研究计划、发展策略与规划大纲，避免重复建设与恶性竞争。

4.2加强本行业内管理，充施展“协会”的积极作用

目前，我国“一体化”正处于热度期，就目前的形势来看，“政出多门”在所难免。所以，建立健全“一体化”行业统一管理机构，充分结合我国政治经济改革的深刻内涵，结合机电一体化行业内的特性，加快北京“一体化协会”的建设进程，并赋予其行业内管理职能是十分必要的。“协会”应逐步扩大其领导机构职能理事会代表性与影响范围，加快秘书处和办公室的建立建设，通过高效、廉洁的办事机构和经济实体，拟定行业整体发展计划、战略发展蓝图，进一步就行业整体布局与重点调整起到指挥棒作用，发现行业发展创新的突破口，狠抓试点项目与重点工程的发标、招标工作等。

4.3优化营氛围、加大政府支撑

优化营商环境是指通过加大群众口碑效应，形成一种企业内外以及社会上下全民重视、营造“一体化”良好的营商环境。如：在营商环境上为外商进驻我们国家开展“一体化”产业提前提供便利条件；在政策上对兴办开发、生产机电一体化产品的高新技术实体企业给予切实优惠支持；相关部门统筹安排，在资源调配工作上为开发、生产机电一体化产品创建畅通渠道。不断增加支持力度是在产业调整结构层面，要对耗电、耗水、耗材高的传统产业的产品发展进行严格限制，对未采用一体化技术的过时产品进行限期整改与强制替换；大力倡导一体化技术，升级改造落后的传统产业，对相关具有实用新型技术研发、应用型项目给予优先立项、优先发展的政策扶持，对在技术应用、有杰出贡献的实体单位及个人应给予相应的奖励、表彰等。

4.4强调发展重点统筹“两个层次”

在抓机电一体化产业充分发展的同时，不可能做到事无巨细，点面结合，而应突出重点，主次分明，大胆取舍。更要注意2个层面上的工作：第一，注重面上工程。也就是利用信息电子技术对传统制造业改造升级，将微电子设备嵌入或嫁接到传统设备上，促使“电子”和“机械”技术在表层实现初步融合。第二，“提升”作用。在新产品设计的环节，就将“电子”与“机械”进行整合，使“电子”与“机械”呈现绑定发展状态，深度融合，使创造出的新产品即为机电一体化产品。

结语：

综上所述，机电一体化技术是我国社会发展到特定阶段必然的产物，是许多科学技术融合发展的创新结晶。机电一体化技术的具体应用可以帮助各种机械工程工作能够顺利开展，显著提高整体生产效率。因此，在机械工程领域，机电一体化相关技术有着非常广阔的未来应用空间和前景。

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