《機電一體化的發(fā)展情景及應(yīng)用（論文）》

機電一體化的發(fā)展情景及應(yīng)用摘要：隨著我國科技的不斷發(fā)展，一些科學(xué)技術(shù)也不斷在更新升級，在在機電一體化背景下的工程機械的應(yīng)用，伴隨著相關(guān)技術(shù)的升級也在不斷進步。使整體的生產(chǎn)力有了很大程度的提高。本文從機電一體化相關(guān)特征入手，對其發(fā)展歷程進行進一步的分析，詳細說明一下在這一背景下工程機械的各種應(yīng)用，主要從節(jié)能、監(jiān)控、機械自動化這三方而來解析，然后對這個背景下工程機械的發(fā)展趨勢進一步探討，希望能夠?qū)こ虣C械的發(fā)展盡一份力量。關(guān)鍵詞：機電一體化、工程機械、發(fā)展趨勢、1機電一體化概述在日本上世紀70年代初的一個雜志上面，就有了機電一體化這個概念，現(xiàn)在生活、工作、工業(yè)發(fā)展、生產(chǎn)等相關(guān)的活動當中機電一體化的影響還是比較明顯的，所以機電一體化這個概念變?yōu)槠毡樾缘母拍睿谌澜绲姆秶鷥?nèi)，得到了使用跟認同。當代對于機電一體化的概念，利用多樣化的技術(shù)進行運作，具體的是根據(jù)機械技術(shù)跟電子信息技術(shù)進行融合，從而使得機電技術(shù)智能化的特點，所以，讓機械裝置能夠進行信息化處理跟電子化操作，需要在生產(chǎn)工藝過程中，把電子信息化的相關(guān)技術(shù)用到機構(gòu)功能的信息處理、設(shè)計、跟每個單元的控制功能發(fā)揮上，以此形成更加智能化以及更加現(xiàn)代化的機械制造系統(tǒng)，這個便是機電一體化的定義。2機電一體化現(xiàn)狀從歷史上來看，在上個世紀60年代的時候是機電一體化還處于初步階段，那時候的技術(shù)人員對于機電一體化的相關(guān)內(nèi)容認知還尚淺，為了在機械產(chǎn)品的制造方面前賣弄一二，會利用現(xiàn)有的技術(shù)條件應(yīng)用在他們的產(chǎn)品上面，在第二次世界大戰(zhàn)的時候，很多站場上的戰(zhàn)爭用品戰(zhàn)爭機器，都是利用初淺的電子技術(shù)進行了改進改良的，戰(zhàn)爭結(jié)束之后，才把這種技術(shù)慢慢滲透到生活當中去，在當時戰(zhàn)爭結(jié)束后的世界經(jīng)濟重構(gòu)中占據(jù)非常重要的地位。雖然，那個時候的電子信息化的技術(shù)還是初步程度，沒有現(xiàn)在的高階位計算能力跟網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，所以，當時的機械跟電子的相互結(jié)合，還不能實現(xiàn)全部結(jié)合的效果。隨后，在電子計算機技術(shù)跟互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展之下，20世紀90年代的時候，機電一體化慢慢加入了電子通信跟光學(xué)等等方面的技術(shù)，讓機電一體化的智能化發(fā)展步入正軌，也讓不同學(xué)科的領(lǐng)域分支內(nèi)開始用到機電一體化。另外，在光纜技術(shù)跟AI人工智能技術(shù)的支持下，讓機電一體化的發(fā)展更加明顯，同時也構(gòu)建了科學(xué)的實際的體系，而后，也成為了一個單獨的學(xué)科專業(yè)。在20世紀80年代的時候，中國開始進行改革開放，國務(wù)院特地為了對機電一體化領(lǐng)域的技術(shù)內(nèi)容進行研究，批準組成了一支針對機電一體化進行全方位研究的小組，從這點上看，無論是世界，還是我們國家，機電一體化的發(fā)展跟進步是決定著國家經(jīng)濟的發(fā)展，除了國家的研究小組，一些國內(nèi)的大型研究機構(gòu)、本科、?？圃盒５榷奸_始在機電一體化領(lǐng)域投入大量的時間精力成本進行研究開發(fā)，得到了明顯的成果，不過從技術(shù)層面上來看的話，跟一些發(fā)達國家相比，例如美國、日本這些早期就開始研究跟戰(zhàn)后經(jīng)濟修復(fù)的，對比起來還是有很明顯的差距，不過，在21世紀，我國的機電一體化技術(shù)開始慢慢突飛猛進，在引進國外技術(shù)的基礎(chǔ)上面，結(jié)合現(xiàn)有的實際生產(chǎn)情況進行研究開發(fā)出符合自身特點的機電一體化技術(shù)。3機電一體化在工程機械中的應(yīng)用3.1機電一體化在節(jié)能設(shè)備中的應(yīng)用眾所周知，以往所用的傳統(tǒng)工程機械之后，不管是實際成品的使用，還是實際生產(chǎn)，機器的都可能出現(xiàn)運作不流暢的情況，會造成較大的能源浪費現(xiàn)象，因為設(shè)備自身功能相互的協(xié)調(diào)性不好才出現(xiàn)這些現(xiàn)象，使得機器的整個功能性都不是很強。機械設(shè)備安裝了例如電子節(jié)能控制器等新型的電子節(jié)能設(shè)備之后，很大程度上避免了浪費，節(jié)約了能源，而且材料的成本也得到了降低。當然出了功能性上面的改變，機電一體化在工程機械中的應(yīng)用，也使得機器能夠安全并且環(huán)保地進行加工作業(yè)，讓自身的功能協(xié)調(diào)性更好，且提高了效率。3.2機電一體化在監(jiān)控中的應(yīng)用為了在機械運作出現(xiàn)的異常能夠及時得到解決，這時候就需要監(jiān)控功能起到作用，它是工程機械在實際運作中不可或缺的重要部分之一?？梢詰?yīng)用機電一體化來提高機械設(shè)備的監(jiān)控功能。在電子技術(shù)發(fā)揮到機電一體化的時候，利用控制、電子等多方面的技術(shù)對電子監(jiān)控裝置實行創(chuàng)新改造，構(gòu)建遠程監(jiān)控系統(tǒng)，對整個工程機械的運作狀態(tài)進行監(jiān)測，它是由里面的發(fā)電機跟傳動系統(tǒng)很多部分組合而成的。在機械運作的過程中，如果監(jiān)控到設(shè)備出現(xiàn)異常狀態(tài)，可以進行自行診斷。當監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)異常的時候，會進行報警給技術(shù)人員，技術(shù)人員在接到異常報警之后，會進行檢查跟解決，將異常狀態(tài)修復(fù)好，使得其能夠快速進行正常運作。機械設(shè)備在運用機電一體化并實施監(jiān)測之后，能夠有效地降低發(fā)生故障的次數(shù)，讓維修機器的成本得到降低，使設(shè)備的運行得以穩(wěn)定，讓資金投入能夠減少，并且提升了機械的整體運作水平。3.3機械自動化作業(yè)中的應(yīng)用目前，在人們的生活當中，自動化智能化得到越來越大的普及，將機械的運作變成自動化運作，也是當下工程發(fā)展開發(fā)的一個目標。傳統(tǒng)機械設(shè)備在得到機電一體化技術(shù)的應(yīng)用之后，整體的自動化水平得以提升，能夠達到半/全自動化的運作。這個目標得以實現(xiàn)，跟以往傳統(tǒng)的手動操作做對比，生產(chǎn)效率得到提高，效果也不錯。不但使得勞動資本得到減少，也降低了技術(shù)工人的工作強度，讓安全事故的發(fā)生幾率得到減少。4機電一體化技術(shù)的發(fā)展4.1智能化機電一體化跟傳統(tǒng)機械的自動化作比較，最大的核心區(qū)別就是在于智能化，也是當下機電一體化向前發(fā)展的目標之一。近些年來，微機性能的提升、處理器運算速度的提升、以及傳感器系統(tǒng)的智能化跟集成化給后面智能控制算法的加入提供了不錯的條件供給，讓機電一體化產(chǎn)品往智能化的目標方向發(fā)展行進的更有力。智能機電一體化鏟平能夠模擬人類，并且有著自主決策能力、進行推理判斷以及邏輯思維能力，取代了以往在實際的加工過程中，人腦勞動的部分。4.2數(shù)字化微控制器能夠的到發(fā)展，也給機電產(chǎn)品往數(shù)字化的方向發(fā)展打下了不錯的基礎(chǔ)，比如說機器人跟數(shù)控機床等，當下計算機跟互聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展，也給制造數(shù)字化的產(chǎn)品跟設(shè)計數(shù)字化的產(chǎn)品鋪好了道路。機電一體化的產(chǎn)品軟件能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)字化，就會更容易操作、更穩(wěn)定、有很好的診斷與維護能力，還有不錯的UI界面，機電產(chǎn)品進行數(shù)字化，能夠更方便遠程運作、進行診斷跟實施修復(fù)。4.3模塊化因為生產(chǎn)機電一體化的廠方很多，以及生產(chǎn)的種類也有很多種，開發(fā)跟研究擁有環(huán)境、電氣、機械、動力接口的機電一體化產(chǎn)品單元，是具有重要性跟復(fù)雜性的，能夠采用標準單元快速研發(fā)出新的產(chǎn)品，讓生產(chǎn)規(guī)模得到擴大，各種標準得以指定，方便每個部件每個單元得到接入匹配。4.4網(wǎng)絡(luò)化對于機電一體化來說，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛快發(fā)展可以更早更快的向著網(wǎng)絡(luò)化進展。產(chǎn)品的種類多，也使得其面對網(wǎng)絡(luò)的方法也不一樣。因為網(wǎng)絡(luò)的普遍，也使得很多監(jiān)視技術(shù)跟遠程控制都能夠通過網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)，而進行遠程控制的終端設(shè)備本質(zhì)上也是一個機電一體化產(chǎn)品的。4.5微型化微型化，不管是哪種機電一體化的產(chǎn)品，都希望能夠往微觀領(lǐng)域跟微型機器的方向去發(fā)展，在國外，他們叫做微電子機械系統(tǒng)。微機電一體化的產(chǎn)品，有著運動靈活、占用體積小、能源損耗小的特點，是其他產(chǎn)品無法比擬的，比如說微型構(gòu)件跟微型傳感器等等。任何一個不超過一厘米的機電產(chǎn)品，都想著能夠往微米和納米這兩種更高的級別發(fā)展。4.6集成化集成化，指的是不同產(chǎn)品以及不同技術(shù)的相互融合跟相互滲透，來進行組合以及優(yōu)化，當中又包括在運作的時候進行的生產(chǎn)加工、裝配組合、檢查檢測、管理等很多種不同的工序。先把系統(tǒng)細分成很多層次，軟件硬件再把每個不同的層次進行相互有機聯(lián)系，讓它性能得到最優(yōu)化、功能得以最大化增強。4.7帶源化帶源化，很多機電一體化的產(chǎn)品本身具有能源，例如大容量的電池、太陽能電池跟燃料電池等。因為在很多地方不能夠利用電能，所以利用自帶動力能源的機電一體化產(chǎn)品就能夠完美解決這種問題，也是目前機電一體化發(fā)展的目標之一。參考文獻滕士雷,邢麗華.機電技術(shù)概論[M].北京理工大學(xué)出版社,2016.李