机电一体化技术在机械工程上的应用及其趋势展望

2019-01-03蔚海明

中国金属通报 2019年6期

蔚海明

（中煤昔阳能源有限责任公司白羊岭煤矿，山西晋中 045300）

随着国民经济的不断发展，我国不断加大了在科技方面的投入，反之，科技技术水平的提高也有效促进了经济的进步，二者相辅相成，互相发展。在工程方面，国家加大了对机械方面的研发，而机电一体化的应用，使工程效率得到了有效提升，同时也推动了我国机械工程的不断进步。

1 对机电一体化的大体介绍

随着时代的发展人们的消费水平越来越高，对电力资源的需求也越来越大。因此作为电力供应的能源“煤矿”也被大量需要，为使煤矿机械的生产效率提高，必须加大机电装备的投入量，在一定程度上也减轻人的工作。机电一体化技术涵盖的范围很广，自动控制、数控技术等都属于其范畴。该项技术在我国发展时间不是很长，它是从欧洲一些工业技术发达的国家传过来的。我国研究研究人员在吸取外来优秀文化的基础上，不断的对该项技术进行完善和改造，在最大程度上使其符合我国煤矿机械的特点，使两者能够完美地结合在一起。这样不仅能够使机械设备的工作效率大大提升，同时也解放人类的双手，机械设备的安全也有了一定的保障。在没有实现机械自动化开采煤矿的时候，大部分煤矿的开采依旧需要人工进行操作。这样，工人的人身安全根本得不到任何保证，并且长期在煤矿矿井中工作对人身体的伤害是非常巨大的。采用先进的机电一体化技术后，就可以完全代替人自动勘测煤矿和开采，减轻人们工作的同时也不会损坏健康[1-3]。

2 机电一体化技术在机械工程中的应用优势

能够将新技术融入到机电一体化当中，从而完成技术的创新的升级，同时这种创新和升级使机械设备的运行变得更加稳定。首先，机电一体化的综合性较强，可以应用各个行业当中，且效果较好，实现了机械设备的综合化和多元化；其次，在机械工程当中应用机电一体化技术可以有效提升其设备运行的稳定性和安全性，在使设备使用寿命得以延长的同时，设备事故维修率降低了不少，从根本上上确保了企业的经济效益；最后，科技水平有了一定的提高。机电一体化的融合能力较高，在机械设备当中能够对新技术进行迅速应用，确保生产力的有效提升。

3 机电一体化技术在机械工程中的应用

（1）在自动化和半自动化作业中的应用。工程机械通过实现半自动化及自动化作业能够从根本上实现降低劳动强度、减少工作量的目的。与此同时，引入自动化技术可以最大限度地规避异常问题，确保精度。举个例子来说，某些厂家在挖掘机生产方面，选择应用挖掘轨迹控制系统等类型的自动化系统，预先设定好铲斗运行轨迹，并利用计算机技术或者微机控制进行直接操控，如自动化地控制铲刀与动臂杆的运行效率，以便更好地提升作业准确率。

（2）机电一体化技术在改造机床上的应用。数控机床是机械工程当中最为主要的机械设备之一，同时应用的也较为频繁，该设备在产品加工精度方面有着较高的要求，一旦机床模具有偏差产生的话，就会直接影响产品的加工质量。而在机械工程当中应用机电一体化技术，可以使现代机床的加工精度得到有效提升，同时还在一定程度上提升了机床的加工速度，使机床向着智能化的方向不断发展。机电一体化技术的应用在一定程度上改变了机床的内部结构，同时还有效降低了床上刀具和工作台运行轨迹的偏差值，从根本上确保了产品质量，同时在具体使用过程中，机床还能够通过计算机技术来自动化处理数据信息，且由于在计算机当中含有多块DPS芯片，可以有效提升机床的抗干扰能力，确保了机械工程的生产效率，从而进一步增强了企业的经济效益[4-6]。

（3）运用于运输机械中。煤矿大多是位于地下一定深度的，人们想要获取煤矿通常都是通过打井的方式，开采出煤矿后通过矿井运出。在机电一体化技术融入煤矿生产线后，企业再也不用人工开凿矿井和人力运输煤。只需将一套完善的机电设备通过打好的矿井通到地下，人们在操作室内的显示仪器上观察地下情况并进行一系列操作，就能顺利将煤矿开采并运送到地面上。由于地势和运送物品的原因，在煤矿行业一般采用的都是全液压系统的带式输送，能有效减缓运送途中的不平稳现象。

（4）机电一体化在监控系统中的应用。机电一体化、自动化的修复能力和安全控制，能够在监控系统当中得以有效应用，包括机械工程中的液压系统、制动系统等装置，能够在工程机械设备当中充分体现出机电一体化技术的优势，全方位的监控其目标。再者，监控系统能够对机械工程中所产生的故障进行自行查找，假如在机械中有异常现象发生，监控系统就会有警报发出，为维修人员提供了便利。所以说，机械工程对于机电一体化技术的应用可以使工作人员的工作环境得以改变，进而将机械工程的效率提升上来，监控系统的警报可以帮助工作人员对系统故障进行更好的处理，防止有更大的损失产生，使机械设备的使用寿命得以延长，进而确保其经济效益的提高。

4 机电一体化发展趋势

（1）网络化的发展。综合人工智能、计算机科学以及生理学等理论研究，全方位提升机电一体化技术的实践性与综合性，确保机电一体化技术向着网络化的方向发展。另外，机电一体化技术应该适当增加工程技术的融合效果，确保自动化技术得以合理应用。如此一来，我国工程机械将会获得长足发展，并领先于世界其他国家，实现预期应用目标。

（2）模块化。生产机电一体化的厂家较多，所以其产品种类也相对较多，如此以来就大大增加了生产机电一体化机械零件的难度，在工程的整个应用环节当中，最为重要、最艰巨的一项工作就是机电一体化产品模块化，比如视觉调整、图像识别以及距离测量等。机电一体化技术受电子产品标准化和系统化的影响，对其进行有效应用可以提高产品生产效率、扩大生产规模，完成生产之后还能够快速匹配产品中的各个部件，所以，机电一体化未来的主要发展发现之一就是模块化。

（3）绿色化。随着可持续发展战略的提出，在各个行业当中都大力提倡绿色发展，这也是今后社会发展的必然趋势。改革开放以来，在经济水平不断提高的同时也对环境造成了一定的破坏，基于此，机电一体化产品在未来的发展过程中，将逐渐趋向于绿色化。我们这里所提到的绿色化其实指的是，在利用机电一体化技术进行产品生产的时候，没有浪费资源、污染环境的情况。在投入使用后，还可以对产品进行回收再利用，从根本上避免了资源浪费的情况。这也正是现阶段我国积极倡导的发展方向，利用机电一体化技术所生产出的机械产品符合我国可持续发展的基本国策，发展空间十分广阔。

（4）智能化。在科技水平不断发展的背景下，有效融合了机电一体化技术，势必会促进机电一体化技术向着智能化的方向发展。就控制理论方面而言，机电一体化技术对传统机械控制技术进行了充分体现，需要对其进行进一步的提升。产品的智能化是机电一体化发展的重要体现，同时也是其与传统机械技术的最大区别，其以控制理论为前提条件，将心理学、生理学及人工智能等结合起来，通过模拟人工智能的方式，有效进行自动编程、诊断及产品的加工。尽管智能机电一体化依然还处于探索阶段，然而优点众多，机械工程在今后的发展过程中势必会对其进行应用，使机械工程朝着智能化的方法发展，能够降低企业对于人力的需求，对生产成本进行合理控制，使生产效率得以有效提升。