機電一體化技術在現代機械制造業中的應用

周林鴻

【摘 要】伴隨科技的迅猛發展，機電一體化技術孕育而生，機電一體化是在傳統機械的基礎上，融合電氣知識、計算機控制技術而實現的對于設備的智能控制技術。機電一體化實現了機械制造行業的一次突破，帶來了機械領域的一場革命。有鑒于此，文章討論分析了部分機電一體化方面存在的問題，并提出了自己的一些看法，希望能夠有助于行業的發展。

【關鍵詞】機電一體化；機械制造自動化；計算機技術

當前，中國的機電一體化尚不成熟，還處于發展階段，如果在機械領域引入機電一體化理論，不但能夠優化機械生產效率，同時也將帶來機械制造行業經濟利潤的增長。

一、機電一體化技術

機電一體化一般來說被這樣定義，它是一門融合計算機技術、電子技術、信息技術等多項技術于一體的科學技術。考慮到它涉及了諸多領域，因此由數個部門進行組合而成，這也就意味著機電一體化的產品是科學的、系統的、完整的[1]。在這個綜合部門里，各項技術密切配合取長補短，嚴格把控協作關系，使得機械一體化更加成熟，向更加科學、合理的方向邁進，同時機電一體化也擁有了更加廣闊的應用空間，在機電一體化領域中，產品和系統擁有下列特征：

1.重量輕、體積小。隨著各項技術的不斷革新，集成電路和半導體等技術孕育而生，他們的使用極大地減輕了設備的重量，當然，在形體方面也變得越來越小巧，設備裝置逐漸向更輕、更小的方向發展。

2.精度高，速度快。同樣也是集成電路的運用，使得裝置的響應速度和處理速度得到了很大的提升，這就更加符合用戶的實際需求了。

3.較高的可靠性。電磁和激光等高新科技也被用于機電一體化領域，它實現了控制器和傳感器的革新，最典型的就是將傳統的接觸式改革成了更加先進高效的非接觸式，這就解決了之前經常發生的由接觸引起的斷裂、磨損等問題，讓裝置變得更加可靠。

4.較好的柔韌性。機電一體化系統也充分發揮了計算機的優勢，它可以通過計算機軟件模擬出最高效的運動路線，還可以隨時增加新的運動算例，如果沒有較強的擴展性顯然是無法實現的[2]。

二、應用機電一體化優勢所在

（一）提高性能。機電一體化技術就是提高生產的自動化程度，利用控制技術和數字顯示技術控制設備，借助按鈕完成相應操作，體系內的技術融合簡化了操作的復雜度，讓操作更加快速更加便捷。即以智能化實現“傻瓜式”操作。

（二）方便對機械調試和保養。在機械制造領域，機電一體化的優勢在于可以完成對設備的合理控制，只要在控制端輸入相應的命令，生產流程就會做出對應的改變。另外，在實現機電一體化的同時還要將自動報警系統運用進來，通過它來檢測出機械設備中的故障，然后參照相應的維修手冊進行故障處理，進而確保機電一體化設備運行的更加合理高效[3]。

（三）提高設備安全性。機電一體化就是在一個系統內，將生產、維修、監控、報警等功能融合在一起，顯然，這與傳統機械相比有了很大的提升。這就意味著如果機電一體化設備即使在運行中出錯，它也可以自行修復，這也在一定程度上保證了設備的安全性。

（四）增加了使用范圍。對于傳統的機械設備，它能生產的產品太過單一，然而機電一體化卻可以實現產品的多樣性。多樣性的實現就擴大了機械設備的使用范圍，這對機械行業的發展是至關重要的。

三、機電一體化在機械制造業中的應用措施

（一）監控系統。上文提到了機電一體化系統已然運用了自動報警系統，同時隨著發展又增加了故障診治系統，這就能更加有效地對工程機械中的液壓系統、傳統系統等功能部分進行監控了。一旦有異常情況出現，系統就會自行診斷，找出故障源并進行定位，當然，也會在診斷的同時發出警報通知操作人員。顯而易見，一旦將機電一體化技術運用到機械領域，不僅可以提高生產效益，而且也能使操作人員的工作環境得到優化，在最大限度上降低機械設備發生故障的可能性，將維修時間控制在最短，同時也延長了機械設備的使用壽命，進而實現生產收益最大化。

（二）控制柴油機。在機電一體化設備中，油門系統也在總的控制系統之中，將溫度調節系統和電子調速器組成的控制系統裝備在柴油機上，就可以實現柴油機的自動化控制，繼而將機械設備的經濟性、安全性發揮到最佳。

（三）降低能耗，提高生產率。對于傳統的工程機械而言，它不但消耗了更多的能量，而且還沒有達到應有的生產效率。在將機電一體化技術運用在機械領域之后，耗能高、生產率低的不合理現狀現象得到了極大地改觀。例如，傳統工程機械中，液壓機對能量的使用實際上是不到百分之三十的，與此同時液壓機還有著極低的生產率，但在我們運用機電一體化技術之后，情況發生了很大的變化。將電子監控系統移植在了液壓挖掘機之后，經過試驗測試可以看出，設備相較以往幾乎節省了三分之一的能源，同時生產率也上升了近百分之二十，同理，電子調速器如果裝備在了柴油機上，在柴油機進行適配調節之后，即可實現對柴油機能耗的控制，這也就相應提升了采油機的工作效率。

（四）把握機電一體化應用的基礎技術。機電一體化技術包含多門學科，涉及內容廣泛而深刻，由于篇幅有限，下面就重點介紹以下三點：①計算機集成制造技術，在技術層面來看，CIMS巧妙的融合了工作人員、生產管理以及自動化控制，實現在原料、設計、生產、出貨整個過程的全局控制。②現場總線，它的主要功能就是負責設備、儀表的數字化通信。實踐證明傳統模式的信號傳輸技術是不能滿足現代生產的要求了，故而就應該借助現場總線技術進行技術革新。③交流傳動，在機械設備中傳動系統就是整個機器的核心系統，有著不可替代的作用，隨著微電子技術的發展，推動了交流調速技術的進步。因為在實際生產中交流傳動技術比直流傳動更有優勢，因此交流傳動技術取代直流傳動技術也是大勢所趨。

四、機電一體化技術未來發展趨勢

（一）數字化。微控制器所取得的技術上的進步，加快了機電產品向數字化領域邁進的步伐，而真正奠定機電一體化向數字化過渡的是計算機網絡技術的突破，機電一體化中的軟件產品如要達成數字化就必須滿足一些條件，它需要一定的穩定性、易操作性、自我診斷能力等優勢。

（二）網絡化。局域網技術的應用，再加上現場總線技術的融入，使得家用電器網絡化成為了現實。在家庭中，我們可以將所有電器設備連接起來，形成一個物聯網，享受技術發展帶來的便利。有鑒于此，機電一體化的發展應該向網絡化靠近。

（三）智能化。生產實際中的機電產品要想發揮最大效益，就必須實現自動化、智能化，它需要對產生的問題進行判定，根據內部存入的數據為依據進行決策。例如，在CNC數控機床上加入人機對話等。

五、結束語

總而言之，機電一體化技術的產生，對機械制造業起到了重要的推動作用，伴隨著近年來計算機技術、微電子技術、軟件技術的發展，機電一體化技術也變得愈加成熟。機電一體化技術也正逐漸的向數字化、網絡化、智能化等方向發展，并終將取得成功。

【參考文獻】

[1] 劉尚林. 機電一體化技術在現代工程機械中的應用[J]. 現代制造技術與裝備， 2016（9）：126-127.

[2] 席忠， 牛翠英， 王佐. 剖析鋼鐵制造業中機電一體化技術的使用[J]. 科技創新與應用， 2014（23）：117-117.

[3] 許葳葳. 機電一體化技術在機械制造業中的應用分析[J]. 時代農機， 2017（4）：33-33.