机电一体化技术在机械装备中的应用分析

发表时间:2020/8/18   来源:《中国西部科技》2020年第8期   作者:崔冀宁1 孙娜2
[导读] 智能制造时代的到来,极大的推动了我国工业的发展
        【摘要】智能制造时代的到来,极大的推动了我国工业的发展。机械装备作为工业生产的重要组成部分,其自动化、智能化程度的高低与企业的生产效率息息相关。机电一体化技术的兴起推动了机械装备的发展,现以引起了各界的广泛关注。本文介绍了机电一体化技术的概念,指出了机电一体化的基础技术,分析了机电一体化技术在机械装备中的应用情况,以期为相关工作提供技术参考。
        【关键词】机电一体化;基础技术;机械装备;应用分析
        
         引言
        机械装备作为工业发展的基础保障,其技术的先进性不仅关系着企业生产的自动化水平和经济效益,还关系着工作人员的劳动强度和安全,现已引起了各行各业的关注[1]。随着智能制造时代的到来,机电一体化技术在机械装备中的应用越来越广泛,推动了我国工业的转型升级,提高了工业生产的自动化、智能化水平[2]。先进的智能机电设备设计必须融合机械工程和电气工程两大专业知识方可实现,但目前机械设计过程中存在机械与电气之间技术交底、信息沟通困难问题,阻碍了机械设计制造效率[3]。出现上述现象的原因主要是机械工程师缺乏机电一体化知识,同时电气工程师不清楚机械设计原理[4],因此,研究机电一体化技术在机械装备中的应用,对于指导我国智能机械装备设计制造工作具有重要意义。

1.机电一体化技术的概念
         机电一体化技术是在机械、电工电子技术相融合的基础上应运而生的新技术,近年来在机械设装备计制造领域得到了较为广泛的应用。其组成主要包括硬件和软件两个部分,前者主要是由各种传感器及其信号采集模块组成,实现机械结构运动关系信息的采集和信号模式的转化;后者主要对传感器采集得到了的各类信号进行分析处理和存储,同时根据采集得到的信号发出机械装备运动控制指令,以实现机械装备的自动化控制和管理。
2.机电一体化技术
2.1交流传动技术
         交流传统技术作为机电一体化技术的重要组成部分,是机电一体化技术得以应用实现的基础,是实现机电一体化技术推广的重要保障,极大的提高了机电一体化装备的适应性。机电一体化控制系统运行过程中经常受到外界强电信号、磁信号等干扰,故而增加了控制系统出现故障的概率,导致机械装备误报警甚至停机,严重的还会导致机械结构的误动作,造成装备损毁或伤人事故。交流传动技术的应用可以提高机械装备工作过程中的抗干扰性能,避免出现控制信号的波动,进而保证机械结构的控制精度和质量。
2.2集成制造技术
         集成制造技术作为一种基于计算机技术建立起来的先进制造工艺,其融合了人力资源、生产管理、机械装备等环节,将传统工业逐渐推向了智能制造领域。计算机支撑下的机电一体化技术对工业生产模式产生了巨大的影响,没有计算机时,企业必须投入大量的操作人员完成生产线的操作和控制,完成工业生产任务。计算机出现之后,企业能够通过操作计算机完成整个生产流程和设备的管理控制,提高了机械装备运行过程控制的完整性,使其能够稳定有序完成。目前集成制造一体化技术在我国机械装备中的应用虽然取得了一定的成绩,但集成制造一体化技术应用拓展过程中依然存在较多的技术难题,还需要大量科研人员不断研究完善该项先进技术,进而促进机械装备设计制造工作的健康发展。
2.3现场总控技术
         机电一体化技术中的现场总控技术主要是指监控室内各种仪器仪表的维护,是保证机械装备生产过程中得以正常工作的基础,关系着机械装备的工作效率和质量。

现场总控技术多用于工业生产现场机械装备运行信息的传输工作,是实现机械装备远程监控的基础。随着工业技术的发展,人们对于生产效率的要求越来越高,要求相关信息的传输速度必须高效稳定。传统的信息传输方式不足以满足当前机械装备远程控制的要求,现场总控技术恰好具有较强的信息传输能力,逐渐取代了传统的信息传输方式,为我国的机械装备运行过程中的信息传输提供的先进的技术保障,更有利于指引我国工业企业的发展。
3.机电一体化在机械装备中的应用
3.1在数控技术中的应用
         机电一体化技术应用于数控技术当中能够极大地提高数控设备的工作效率和可靠性。数控机床作为先进的工业生产设备,通过编制相关的数控程序,即可控制机床各轴驱动之间的相对运动,没有机电一体化控制技术作保障,数控机床难以实现运动的自动控制。随着研究人员对于机电一体化技术研究的深入,数控技术水平不断提高,由最初的三轴、四轴联动,逐渐发展为五轴联动甚至六轴联动,大大提高了数控机床的加工能力和工作效率,为相关企业带来了更多的机遇和经济效益。与此同时,机电一体化技术的应用也极大的推动了我国数控技术的进步,不断提升生产效率和加工质量,以满足我国工业飞速发展的需要。
3.2在动力设计技术方面的应用
         机电一体化技术在动力设计方面的应用,不仅能够提高机械设备的生产效率,还能降低机械设备的能源消耗,满足当前节能降耗、绿色制备的要求。传统机械生产制造过程中,设备的动力输入较大、能源消耗较多,一旦工作过程中出现异常,设备不能自动进行保护,极易造成设备的损毁甚至报废,使得机械设备的运行维护成本较高,工作效率较低,不适应当前工业发展的要求。机电一体化技术作为一种较为先进的控制技术,能够根据机械设备工作的实际要求调控能源消耗量,实现空载低耗、负载中耗、过载保护等功能,避免了机械装备因故损毁问题,提高机械装备的经济性,实现企业经济效益的最大化。
3.3在传感器方面的应用
         传感器作为机械装备的重要组成,能够实现机械装备工作状态信号的采集,是机电一体化控制中关键信息的采集装置。传感器可以将机械装备中的相关系统建立一定的联系,进而实现各系统的联动控制,提高机械结构工作的效率。传感器还能监视机械结构运动情况,降低设备运动过程中出现异常事故的概率,提高工作的可靠性。通过传感器采集机械结构状态信息,实现了信息的实时传输与监控,取代了人为观察检测进行信息传达的情况,提高了机械装备的工作效率。
2.4在监控技术方面的应用
         机电一体化技术作为监控功能实现的技术基础,是现代机械装备自动化、智能化不可或缺的组成部分。机械装备在运行过程中不可避免的出现各种突发事件,如果没有监控功能将会酿成极其严重的后果,甚至是机毁人亡事故,给企业带来巨大的经济损失。监控系统可以实时监测机械装备的运行情况,在问题出现的初期即可发出预警甚至自动停机,待相关人员排除故障之后方可继续运行,将机械装备故障损失将至最低。
4.结语
         机电一体化技术在机械装备中的应用是未来智能装备发展的需要,也是推进我国工业向自动化、智能化发展的需要,必须引起高度重视。机电一体化技术是在机械和电子技术融合的产物,极大的促进了我国工业的发展和生产效率的提高,在我国现代化建设的过程中具有不可替代的作用。在数控机床、动力设计、传感器应用、设备监控等方面取得了较为突出的成绩,也为未来机电一体化技术的发展指明了方向,具有很好的应用前景。
参考文献:
[1]刘贵昌.机电一体化在工程机械中的应用分析[J].科学技术创新, 2015(25):196-197.
[2]陈建羽.浅谈机电一体化机械系统的设计[J].工程技术(引文版), 2016(5):260.
[3]闻邦椿.机械设计手册.第5卷,机电一体化与控制技术.第5版[M].机械工业出版社, 2010.
[4]张宇.基于PLC机电一体化技术在数控机床中的应用研究[J].南方农机, 2017(23):102-103.
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