机械工程中机电一体化的运用

2021-11-23杨志超

商品与质量 2021年7期

杨志超

贝莱特空调有限公司山东德州 253000

随着工业实践中的经验积累、技术积累，以及科技的信息化与智能化发展，涌现出机电一体化技术。此技术属于新兴学科，包括自动化控制技术、传感技术和机械技术等，它的保持快速发展，推动了工业化向前发展，成为振兴民族工业与推动中国制造发展的重要力量。基于现代化科技的工程机械，机电一体化技术正在朝向自动化与智能化的方向深度发展[1]。

1 机械工程中机电一体化的运用

1.1 柔性制造系统

柔性制造系统的各项组成部分，主要包含加工系统、信息流系统与物流系统。具体而言，加工系统可以对刀具进行自动更换，通过各种顺序对工件进行自动加工；物流系统主要分储存、输出、搬运，储存可以增强针对加工对象存取的随意性；输出可以自动按可变节拍连接不同加工装置；搬运可以实现输送系统与加工系统之间的自动传递；信息流系统则可以针对过程进行控制与监视。其中柔性制造系统的使用，可以提升产品生产效率，达到多批产品生产要求。与此同时，在市场竞争日趋激烈的情况下，企业可以通过应用柔性制造系统，结合市场实际需求，对生产方案进行动态调整，实现对人力物力等资源的优化配置，提升利用率，减少生产成本，增加生产效益。与此同时，柔性制造系统具备自我检查能力，可以快速检测故障，基于实际生产需求，对企业产品生产策略进行调整。

1.2 智能机器人技术

当下，智能机器人的研究与制造是智能制造行业的重点话题。智能机器人技术涉及多种技术：机械、信息、仿生、电子等技术都在其中发挥着重要的作用，这是机电一体化技术发展的方向之一。智能机器人对传感器技术、信息控制技术、仿生技术等进行了组合，使得机器人既有机械运动的功能，也可以模仿人的思维方式及行为。智能机器人可以代替人类工作，并且可承受恶劣环境的影响，研究与制造智能机器人具有重要的价值。机电一体化技术在煤矿中的应用。随着机电一体化技术的推进与发展，其在我国煤矿机械中的应用越来越多，为煤矿生产发挥了积极的促进作用。同时，机电一体化技术能够实现准确控制，而煤矿中设备众多，如采煤机、升降机、通风机、气体检测报警器等。因此，在煤矿中应用机电一体化技术，能够更好地管理和使用煤矿设备，提升煤矿生产效率，增加煤矿生产的安全性[2]。

1.3 电子监控、自动报警和故障自诊断

为了进一步有效保证参与操作的人员和工程机械设备的安全，避免工程机械的零部件或者机械设备发生损坏的情况发生，应对各种工程机械的发动机、传动系统和液压传动系统的正常运行和工作状态等情况进行监控，通过专业的电子监控和故障传感器诊断专家系统通过设置各种类型的故障传感器和设备来保证故障实现。在解决故障传感器发生前发现的问题更是有很大的帮助。机电一体化系统在汽车行业中应用，电子监控，自动报警，故障自诊断可以更好地对汽车存在的问题进行一定的分析，使汽车更加的精准，使汽车生产过程中更加的稳定，进一步促进汽车行业的发展。

1.4 机电一体化与产品制造精度

对于机械产品，除了功能上的一般性要求，对其制造精度的要求也十分重要。工程机械种类繁多、结构复杂，各零配件之间的配合均有一定的精度要求，在机械产品制造的过程中，制造精度存在一定的偏差，往往会使产品的性能受到一定的负面影响。应用机电一体化技术，就可有效控制各参考数据，从而实现机械产品制造精度的有效控制，这是传统制造技术难以实现的精度控制。如原材料重量的精确称量、构件尺寸的精确测量、材料加工进尺的精确控制，都严重依赖机械一体化所带来的机械运行和电子控制的巧妙集合。机电一体化技术的应用，为机械设计制造从设计研究、加工制造、部件装配的各环节提供了精度控制的有效工具[3]。

2 机械设计制造基于机电一体化技术的发展方向

2.1 智能化

人工智能是计算机技术发展的一个新学科，也是未来智能制造的发展方向。机械设计制造将越来越智能化，模拟出与机械操作相关的部分智能乃至模拟操作者的人类智能，在一定程度上具备自主获取信息、自主逻辑判断、自主决策，甚至是自主学习等能力。中国作为制造业第一大国，为实现中国制造2025的恢弘目标，机械设计制造的智能化必不可少。

2.2 模块化

机械设备是集多功能于一体的集合。在以往的设计制造中，往往根据多种功能进行集成化订制，不仅增加了开发难度，还会影响机械设备的开发制造和应用成本。如果能够实现机械设备的模块化，则可以实现机械设备的按需组合使用，降低了设计开发成本，也有利于机械设备使用者检修更换以及对使用功能的调整转产。对不同产品的性能差异，甚至还可以根据具体的功能需要，在一套集成系统中使不同厂家不同品牌的组件混合起来，组成综合性能更加完善的整体。但是实现机械设计制造的模块化发展方向，需要国家、行业制定政策和标准，以解决不同厂家设计制造的统一接口和适配问题。