機(jī)電一體化技術(shù)及其應(yīng)用研究

趙杰

摘要：目前，我國(guó)的基礎(chǔ)建設(shè)的發(fā)展也有了改善。智能化已經(jīng)成為制造行業(yè)的主要發(fā)展趨勢(shì)，為了提升行業(yè)的智能化水平，可以采用機(jī)電一體化技術(shù)。在傳統(tǒng)機(jī)械技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合自動(dòng)控制、傳感、計(jì)算機(jī)等信息技術(shù)，促進(jìn)自動(dòng)化水平的提升，實(shí)現(xiàn)模塊化和系統(tǒng)化的改進(jìn)。在該技術(shù)應(yīng)用的過(guò)程中，不僅可以提升生產(chǎn)質(zhì)效，也可以對(duì)生產(chǎn)流程進(jìn)行規(guī)范，并且對(duì)電子產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行統(tǒng)一，促進(jìn)行業(yè)整體的發(fā)展和進(jìn)步。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化技術(shù);應(yīng)用;研究

引言

針對(duì)機(jī)電一體化裝置和設(shè)備的故障診斷工作實(shí)施科學(xué)的實(shí)際應(yīng)用，能夠保證車間生產(chǎn)工作順暢地執(zhí)行，同時(shí)也能提升相應(yīng)的裝備的基本使用效率。設(shè)備的在線故障斷相關(guān)技術(shù)目前有效使用之后，可以對(duì)車間生產(chǎn)過(guò)程的整體性發(fā)展進(jìn)步發(fā)揮特定的調(diào)配功能，保證相關(guān)生產(chǎn)線設(shè)備均可以平穩(wěn)地工作，各行各業(yè)中機(jī)電一體化相關(guān)的裝備的應(yīng)用將會(huì)持續(xù)擴(kuò)大，所以深化落實(shí)機(jī)電一體化相關(guān)裝備的在線故障檢測(cè)和診斷工作是一項(xiàng)極其關(guān)鍵的任務(wù)。

1機(jī)電一體化技術(shù)在智能制造中的優(yōu)勢(shì)

1.1 交換優(yōu)勢(shì)

在智能系統(tǒng)中，需要利用數(shù)據(jù)信號(hào)對(duì)系統(tǒng)信息進(jìn)行處理，所以獲取數(shù)據(jù)信息十分重要，有效地處理數(shù)據(jù)信息可以促進(jìn)智能系統(tǒng)工作效率的提升。此外，機(jī)電一體化系統(tǒng)需要信號(hào)的支撐，否則會(huì)直接影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行，不僅影響信息處理的精準(zhǔn)度，還會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)效率降低。所以，在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中，需要采用送引器，以此獲得穩(wěn)定、準(zhǔn)確的信號(hào)。

1.2 模型優(yōu)勢(shì)

機(jī)電一體化技術(shù)的模型優(yōu)勢(shì)比較明顯，對(duì)智能制造行業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步有很大的促進(jìn)作用，可以保障行業(yè)技術(shù)的先進(jìn)性和可靠性。相較于目前應(yīng)用比較更廣泛的控制系統(tǒng)，機(jī)電一體化技術(shù)的模型優(yōu)勢(shì)十分明顯，主要在模型結(jié)構(gòu)、信息處理、生產(chǎn)效率等方面有所體現(xiàn)。智能制造系統(tǒng)在不斷地完善和改進(jìn)，以此為基礎(chǔ)對(duì)技術(shù)進(jìn)行革新，優(yōu)化傳統(tǒng)模型形式，對(duì)不固定模型、參數(shù)監(jiān)控等功能進(jìn)行改進(jìn)，為智能制造產(chǎn)業(yè)提供更加先進(jìn)可靠的技術(shù)，促進(jìn)生產(chǎn)效率的提升，保障生產(chǎn)的穩(wěn)定性。

2機(jī)電一體化裝置故障的在線檢測(cè)及診斷相關(guān)技術(shù)的研究

通常來(lái)講，如果機(jī)電一體化裝置發(fā)生故障的時(shí)候，相關(guān)故障通常是指在機(jī)電一體化裝置中，設(shè)備的整體或是其中的某個(gè)組成部分的零部件的工作狀態(tài)發(fā)生了異常，此時(shí)對(duì)于相關(guān)的裝置的整體運(yùn)行效果將會(huì)帶來(lái)比較直接的負(fù)面影響。為實(shí)現(xiàn)防止由于機(jī)電一體化裝置發(fā)生故障造成的生產(chǎn)線停止工作的目的，就要求相關(guān)的裝置發(fā)生故障的時(shí)候必須迅速實(shí)施相關(guān)的應(yīng)對(duì)措施，來(lái)解決其故障問(wèn)題，進(jìn)而保證企業(yè)生產(chǎn)線可以順暢地繼續(xù)運(yùn)行。如果要求相關(guān)的裝置在發(fā)生故障問(wèn)題的時(shí)候快速進(jìn)行問(wèn)題的診斷工作，而且能夠發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵癥結(jié)進(jìn)而有效地排除相關(guān)故障和問(wèn)題，就要依靠某些特定的檢測(cè)和診斷方面的技術(shù)。相關(guān)工程技術(shù)人員在進(jìn)行設(shè)備故障的檢測(cè)時(shí)，需要首先明確發(fā)生故障問(wèn)題的具體位置，并且定位到故障問(wèn)題發(fā)生的具體原因來(lái)進(jìn)行后續(xù)的檢測(cè)操作。使用預(yù)先設(shè)定的模型辨別以及數(shù)據(jù)信息分析相關(guān)的技術(shù)能夠定位到發(fā)生故障問(wèn)題的本質(zhì)原因，借助此類模式來(lái)開(kāi)展的維護(hù)以及檢修設(shè)備的實(shí)施方案，針對(duì)相關(guān)的機(jī)械類型的裝置應(yīng)用特定的日常維護(hù)保養(yǎng)相關(guān)操作，保證機(jī)電一體化裝置可以促幫助企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程平穩(wěn)進(jìn)行和發(fā)展進(jìn)步。

3機(jī)電一體化設(shè)計(jì)

3.1設(shè)計(jì)構(gòu)想

目前，我國(guó)已經(jīng)躋身于制造大國(guó)行列，尤其是在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的背景下，人們對(duì)于機(jī)電一體化產(chǎn)品設(shè)計(jì)的呼聲越來(lái)越高。在新時(shí)期社會(huì)中機(jī)電一體化已經(jīng)屬于一門全新的學(xué)科，從設(shè)計(jì)的角度來(lái)看，其要求設(shè)計(jì)人員在系統(tǒng)性分析產(chǎn)品功能、結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)，然后依據(jù)分析結(jié)果來(lái)設(shè)計(jì)出符合預(yù)期效果的機(jī)電一體化產(chǎn)品。由于機(jī)電一體化系統(tǒng)只有具備了模塊化、智能化、微型化等設(shè)計(jì)后才能夠確保設(shè)計(jì)系統(tǒng)各項(xiàng)功能的完整性。所以，在機(jī)電產(chǎn)品的設(shè)計(jì)上，則需要先對(duì)產(chǎn)品系統(tǒng)進(jìn)行分析，然后采用多種分析方法來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)計(jì)系統(tǒng)的仿真計(jì)算，在獲得產(chǎn)品所需的設(shè)計(jì)信息之后，從設(shè)計(jì)理念、控制機(jī)構(gòu)、功能模塊等方面實(shí)現(xiàn)優(yōu)化。

3.2共性關(guān)鍵技術(shù)

目前，機(jī)電一體化的共性關(guān)鍵技術(shù)主要涉及兩種，一是機(jī)械技術(shù)，二是計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)。前者作為機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的前身與前提，其對(duì)于機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展有著直接的影響，近些年來(lái)機(jī)械技術(shù)的發(fā)展帶動(dòng)了機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展，更是實(shí)現(xiàn)了電子產(chǎn)品的主要功能，帶動(dòng)了相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。后者是輔助機(jī)電一體化技術(shù)對(duì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理及分析，然后實(shí)現(xiàn)信息內(nèi)容之間的互換，確保運(yùn)算工作到位。通過(guò)將機(jī)械技術(shù)與電子技術(shù)進(jìn)行有效的結(jié)合，不僅可以提升機(jī)械技術(shù)的精度與使用性能，還能夠深化機(jī)電一體化應(yīng)用的深度。

3.3機(jī)電一體化設(shè)計(jì)的方法

（1）改良控制機(jī)構(gòu)。從機(jī)電設(shè)備運(yùn)行的角度分析來(lái)看，其控制系統(tǒng)一般是由機(jī)械結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在機(jī)電一體化設(shè)計(jì)思想指導(dǎo)下，對(duì)于控制機(jī)構(gòu)的改良首先需要使用電子線路來(lái)代替原有的控制構(gòu)件，并對(duì)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整以此來(lái)確保生產(chǎn)活動(dòng)的順利開(kāi)展。在通常情況下，傳統(tǒng)設(shè)備的機(jī)電控制系統(tǒng)采用單一化的機(jī)械控制結(jié)構(gòu)，所以此時(shí)可以利用機(jī)電一體化設(shè)計(jì)思想對(duì)控制機(jī)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，從而達(dá)到預(yù)期的控制效果。其次，在具體實(shí)施的過(guò)程中設(shè)計(jì)人員對(duì)于控制機(jī)構(gòu)的改良則需要先使用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行編程，然后采用變速機(jī)構(gòu)、凸輪來(lái)替代傳統(tǒng)接觸式控制器。通過(guò)電子線路對(duì)機(jī)械控制接口的取代來(lái)精簡(jiǎn)機(jī)械結(jié)構(gòu)，從而增強(qiáng)機(jī)電一體化產(chǎn)品的性能和質(zhì)量。同時(shí)，在具體設(shè)計(jì)的過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員需要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求以及具體情況來(lái)使用變速結(jié)構(gòu)對(duì)傳統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行替換，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)控制裝置的更新并對(duì)生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行有效的控制。（2）創(chuàng)新設(shè)計(jì)理念。從機(jī)電一體化設(shè)計(jì)的角度分析來(lái)看，將電子與機(jī)械部分進(jìn)行有效結(jié)合也是一種有效的方法。從機(jī)電一體化設(shè)計(jì)的整個(gè)過(guò)程來(lái)看，其中最為關(guān)鍵的則是突破傳統(tǒng)模式來(lái)提升控制系統(tǒng)的控制精度和運(yùn)行效率，所以這就需要先對(duì)設(shè)計(jì)理念進(jìn)行革新。因此，在機(jī)電一體化設(shè)計(jì)時(shí)設(shè)計(jì)人員必須采用先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)還需要對(duì)原有的控制原理進(jìn)行適當(dāng)?shù)谋Ａ簦?duì)電子技術(shù)與機(jī)械技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步融合，在增強(qiáng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)整體功能性的基礎(chǔ)上提升生產(chǎn)任務(wù)的生產(chǎn)效率和質(zhì)量。（3）優(yōu)化功能模塊。目前，對(duì)于機(jī)電一體化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，如果時(shí)單純地將機(jī)械構(gòu)件與電子線路進(jìn)行簡(jiǎn)單的結(jié)合，并不能達(dá)到預(yù)期的設(shè)計(jì)效果。所以，在具體設(shè)計(jì)的過(guò)程中則需要設(shè)計(jì)人員先對(duì)設(shè)計(jì)系統(tǒng)的各項(xiàng)功能模塊進(jìn)行整合，然后在此基礎(chǔ)上構(gòu)建一體化機(jī)電系統(tǒng)，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)功能模塊的優(yōu)化。目前，對(duì)于機(jī)電一體化設(shè)計(jì)思路的實(shí)施還存在一定的難度，唯有通過(guò)功能模塊的優(yōu)化才能夠?qū)崿F(xiàn)，尤其是一些簡(jiǎn)單型的機(jī)械難以與電子進(jìn)行有效的結(jié)合，所以這就需要設(shè)計(jì)人員對(duì)各個(gè)模塊的功能進(jìn)行調(diào)整，以此來(lái)使得各個(gè)模塊能夠在系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)正常的運(yùn)轉(zhuǎn)。以數(shù)控車床為例，其所采用的設(shè)計(jì)方式就是通過(guò)對(duì)各部分功能模塊整合的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)的。現(xiàn)階段數(shù)控車床一體化的設(shè)計(jì)中，①需要對(duì)車床所使用的專用數(shù)控裝置、伺服驅(qū)動(dòng)裝置、其他相關(guān)機(jī)械裝置的種類、數(shù)量、功能等方面進(jìn)行明確的劃分，并采購(gòu)相應(yīng)的裝置;②在采購(gòu)?fù)瓿芍筮€需要將各部分模塊裝置進(jìn)行整合，然后設(shè)計(jì)出一個(gè)集各個(gè)功能于一體的數(shù)控車床，以此來(lái)確保各種切削任務(wù)的順利進(jìn)行。通過(guò)整合之后的各部分功能模塊不僅可以實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量，還能夠在一定程度上節(jié)省設(shè)備的生產(chǎn)費(fèi)用，從而來(lái)提升機(jī)電一體化產(chǎn)品的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，機(jī)電一體化技術(shù)在智能制造中發(fā)揮著十分重要的作用，其具有交換優(yōu)勢(shì)和模型優(yōu)勢(shì)，主要采用傳感技術(shù)、數(shù)控生產(chǎn)、自動(dòng)機(jī)械、智能機(jī)器4項(xiàng)技術(shù)設(shè)備，對(duì)智能制造行業(yè)的發(fā)展起到了很大的促進(jìn)作用。

參考文獻(xiàn)

[1]張衛(wèi)華.機(jī)電一體化技術(shù)在智能制造中的運(yùn)用研究[J].中國(guó)設(shè)備工程，2020，No.437（01）：38-39.

[2]蔣佳健.機(jī)電一體化技術(shù)在企業(yè)智能制造中的應(yīng)用[J].南方農(nóng)機(jī)，2020，v.51;No.350（10）：168-168.

[3]佟明田，陳會(huì)吉.淺議機(jī)電一體化技術(shù)在智能制造中的應(yīng)用[J].消費(fèi)導(dǎo)刊，2019，000（037）：13.