机电一体化技术在机械工程上的应用及发展趋势 蒋灵敏

发表时间:2020/8/12   来源:《电力设备》2020年第10期   作者:蒋灵敏
[导读] 摘要:随着我国科技的不断发展,机电一体化技术不断得到完善,现阶段机电一体化系统已经在机械工整中被广泛地运用。
        (广西玉柴机器股份有限公司  广西玉林  537000)
        摘要:随着我国科技的不断发展,机电一体化技术不断得到完善,现阶段机电一体化系统已经在机械工整中被广泛地运用。机电一体化的核心是设备的使用和管理。在进行实际的运用过程中需要采用以人为本的管理和运营模式,以人为本是机电一体化系统在机械工程应用中最本质的表现,同时也是对机械进行维修的主要手段。本文围绕机电一体化技术在机械工程上的应用及发展趋势为主题展开分析,通过了解当前机电一体化在机械工程中的实际应用,对未来机电一体化技术在机械工程中的发展趋势进行了分析研究。
        关键词:机械工程;机电一体化系统;应用研究
        引言
        机电一体化是20世纪以来兴起的一门新兴学科。它集机械、计算机、电子、信息、微电子科学等多学科于一体,对推动我国经济和社会发展特别是智能制造的发展发挥了十分重要的作用。随着20世纪以来,人类的新理论、新思想不断碰撞,使新技术、新工艺层出不穷,并且在应用上不断取得了新的进展与突破。机电一体化技术也应运而生。它使制造业焕发出勃勃生机,推动了制造业的变革,有效地提高了制造效率和制造质量,对推动我国制造业的发展具有十分重要的作用。
        1概述
        机电一体化系统需要实现多方面的功能,究其原因,主要是由于其作为一个集合系统,功能较为完善,可以满足人们的各项需求。因此,在系统功能方面具有多元化的特点,在设计阶段需要将使用目的作为依据,采取有针对性的处理方法,对输入的能量、信息和物质进行正确处理,这样方能确保输出元素的合理性。鉴于此,机电一体化系统应具有三个基础目的功能。其中变换功能就是加工和处理,传递功能是输入或输出信息,而存储为保存信息。无论是哪一种目的功能,都要求机电一体化系统具有构造功能、动力功能、控制功能、检测功能和主功能。在上述几种功能中,最重要的功能是主功能,这是系统实现目的功能不可或缺的功能,其作用为处理信息,比如对信息进行整合和调整。动力功能是指为系统运行提供动力支持,以保证系统的稳定运行。检测功能可以对系统内外部信息进行控制,在确保系统运行稳定性的基础上,使目的功能得以实现。
        2针对当前机电一体化技术在机械工程中实际应用的探究
        2.1工业智能机器人
        工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机械装置。机电一体化在智能制造中最基础的应用便是工业智能机器人。它应用多种先进的技术,集成人工智能技术、仿生学以及计算机技术等,可以按设计程度操作,也可以按照预先设定的程序自动运行。工业机器人可以代替人工从事危险的操作,如进行海底探矿、地震救人等。它的使用大大减轻了工作人员的劳动强度,提高了工作质量和效率。
        2.2电子监控中的应用
        为了实现工程机械的机电一体化控制技术,还可以随时监控工程机械的运行情况。故障监测可实现输电线路的快速定位、快速维护或切换,避免较大损失。与传统的工程设备维修相比,既能提高工作效率,又能保证工程设备维修人员的安全。传统的机械设备维修采用人工维修,不但工作效率低,而且在紧急情况下不能快速定位故障点。机电一体化技术与工程机械相结合的应用可以对整个系统进行监控。如果系统出现问题,可以及时切换故障点或线路,保证整个施工机械的正常运行。
        2.3交流伺服系统
        在交流伺服系统中应用智能控制技术,可以强化机电一体化系统的工作性能,提升设备的控制能力,同时还可以优化系统动态服务等。交流伺服系统运行涉及很多算法,计算数据非常庞大,同时还需要整合动态参数信息以及负载情况,这些都会在一定程度上影响电机一体化系统的表现,使其工作性能存在一定的不确定性。

除此之外,非线性因素、交流电控也会在一定程度上影响机电一体化系统运行表现,为了保证设备能够按照规定的路线运行,提升控制能力,需要构建完善的数学模型,提升参数的精准性。将智能控制技术应用于交流伺服系统,可以提升算法的精确度,构建更为精准的性能指标。
        2.4自动生产线
        当前,我国多数制造企业均采用了自动生产线,其主要是由自动化机器体系完成产品的生产过程。该生产线自动地由一台机床传送到另一台机床,并由机器自动地进行加工、装卸、检验等。机电一体化技术的应用使操作人员的工作变成为自动生产线的调整、监督和管理者,而不直接参与操作、生产过程。
        3发展趋势的探究
        3.1智能化的发展趋势
        在当今社会,智能化这一概念屡被提起,人们对这一概念的了解也逐渐深入,已经逐渐被大众所接受、认可甚至是追捧,智能化现象也很好理解,但是这一现象的实现却是非常复杂的,需要涉及到庞杂的理论基础及众多的学科技术,许多的技术共同发生作用,可以使机械设备具有一定的模拟人类智能的能力,可以更好地控制生产及施工过程。机电一体化的智能化虽然不能与人工智能相提并论,但是通过高新技术的应用使其拥有部分或者低级智能却是可以实现的。
        3.2微型化趋势
        微型化是指机械等体积更加小巧,便于携带同时也具备强大的功能性,是未来各个行业的发展趋势,就当前阶段来看机电一体化技术亦在向微型化发展。微型化的机电产品,是当代科学家重点研究攻克的主题,如何将机电一体化的产品的体积变小、操控简便灵活并且能够节能减排,已成为机电一体化科研工作者们研究的主题与方向,甚至许多科学研究所和实验室已经成功实现了机电一体化产品体积在1cm3以内,并且朝着体积在微米、纳米级的体积方向研究。相信未来微型化的机电一体化产品将遍布人们的日常生活,为人类提供更便捷、更具有科技感的生活。
        3.3自动化
        机电一体化技术在实现以上性能的同时,也要实现自动操作程度的提升。机电一体化技术主要的目的就是进行自动操作,如果其应用的范围扩展,而扩展的原因就是自动操作程序的提升。在短时间内,机电一体化技术只能由人工来编辑基本的程序,然后由操作员按开始键操作。如果自动操作的目标是电脑,就可以不需要人多次编辑程序代码,而自动进行操作,这是研究人员需要进行研究的。同时,机电一体化技术的自动操作程序提升之后,体系也会更加完备。
        3.4环保化
        众所周知,人类发展永恒的主题就是环境保护,更环保、更绿色的机电一体化技术符合人类可持续发展的时代主题的要求。在当今的社会中机电一体化与工程机械相结合的体系生产的产品能够在使用过程中极大地减少污染环境的气、固、液等废物的产生,并且实现有效的可回收利用。在这样的时代背景之下,机电一体化的绿色化既是顺势而为,也是大势所趋,机电产品需要向着更加环保的方向发展。绿色产品这一概念是当今时代的产物,指的是一种产品无论是在设计、制造,还是使用,甚至是销毁的过程中,都不会对生态环境以及人类的健康造成破坏和威胁,降低其危害性,同时还要提高对资源的利用率,做到不破坏、不浪费。
        结束语
        总之,机电一体化与工程机械相结合体系的应用是当今工业化生产的重要部分。掌握和利用机电一体化与工程机械相结合体系的发展趋势和优势,对于机械工业的崛起和发展具有十分重要的意义。
        参考文献
        [1]周阳.机电一体化在工程机械设备中的运用分析[J].山东工业技术,2019(16):143.
        [2]郭振华.基于机电一体化系统在矿山机械工程中的应用分析[J].世界有色金属,2019(17):293+295.
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