机械电气一体化技术探寻

发表时间:2021/8/27   来源:《城镇建设》2021年11期   作者:王寻
[导读] 机电一体化,是集机械、电子、自动控制、计算机
        王寻
        身份证号码:37030519810903****,山东济南 250000
        摘要:机电一体化,是集机械、电子、自动控制、计算机、光学及信息等多种学科的交叉综合,其发展和进步依赖于这些技术,并亦促进与其相关技术的良好发展。且随着科技发展,它还将被不断赋予新的领域内容。本文,笔者结合我国的机电一体化技术现状,探讨、分析了其发展的趋势。
        关键词:机电一体化技术;发展状况;分析
        引言:
        伴随着科技不断发展,机电--体化这一技术经过了多年的研发与同步更新,已逐步发展成一个独立且综合的新型学科。此技术的应用,标志着我国迈向了机械工业领域的发展新台阶,也促进了工程的机械作业向半自动乃至全自动化方向的升级。
        本项融合了机械、计算机技术、电子与信息等多种专业的学科,并在此上发展出自身的特点。该技术的应用,显著提升了机械的相应动力性能,实现高质量及稳定性、和极具可靠性的相关功能价值。此类的研究,对于工业科学领域的发展实用价值很高。
        一、机电一体化的概述
        机电一体化,是指在机构的主功能及动力功能、信息的处理和控制功能上,引进电子技术,结合机械装置、与电子化设计及相应软件,而构成之系统的总称。
        此项发展至今,已成为一门自身体系完整的新型学科,随着科学技术发展,今后其还将继续更新。但其基本特征可概括为:本类是从系统的观点出发,综合运用机械技术、自动控制的技术,计算机信息技术、微电子技术,电力电子以及传感测控技术,根据对应系统的功能目标要求,实现合理配置与布局各组成之功能单元,于高质,高可靠性,多功能、且低能耗的意义上,实现所需的特定的功能价值,并做到实现整个系统最优化的一类系统工程技术。而由此产生的功能系统,则成为一个机电一体化的系统或相关产品。所以,此项涵盖有“技术”和“产品”两大方面[1]。
        本技术是基于上述群体技术的有机融合,进而形成一种综合性技术,而非简单组合与拼凑机械技术、微电子技术、还有其它新技术。亦为机电一体化与机械加电气而形成之机械电气化的根本概念上的区别。机械工程技术由初期的纯技术发展到现今机械电气化,其仍属传统机械,主要的功能依旧是相应的代替和放大体系。但发展至本类后,其微电子装置,除可取代某些原有机械部件的功能外,还被新增许多功能,如自动检测-处理信息、自动的诊断与保护、自动显示记录及对应调节与控制等等。也即此类产品,既是人手与肢体的延伸,还是相应感官与头脑的延伸,故智能化特征是两者之间在功能上的本质区别。
        二、工程机械此项技术的应用
        (一)于半自动化以及自动化作业中的应用
        工程机械应用电气自动化技术,使工程的作业,从人工操作转向半自动化、或者自动化的先进方向发展,高效降低了人工操作的相应高强度和高工作量,明显的提高了生产效率。同时,机械的自动化操作,也很好地减少了人员的误操作或者对应的不到位操作所造成的的不利影响。
        例如挖掘机,配备了控制系统后,其微机操作系统会根据各个不同角度的传感器信号,反馈自动控制的动臂、铲刀还有斗杆的运动,尤其还具有更高的、在特定断面沟槽、开口与其斜坡挖掘方面的精准度。
        (二)工程作业精确度方面的此项应用
        其在工程机备中的应用,是通过电子控制系统实现自动化控制作业过程。微机控制下,大大提升了称量系统的准确性。相应自动找平装置和对应供料系统的应用,使沥青摊铺机的施工质量、效率得到有效提高[2]。
        自动化操作控制工程机械,既减少人工操作的许多误差,也将人工工作的强度降低了,它真正的实现了经济高效、与高精确性,满足现代施工要求。
        (三)电子监控、故障自诊以及自动报警的应用
        对于工程机械的工作装置,相应传动系统、发动机的液压系統以及其制动系统应全面监控,一旦于运行中出现异常,就能自动找出、并确定故障位置,及自动进行报警提示。本类应用实现了机备故障的提前预防、及时发现,还有快速的维修与有效排出,做到有效减少设备维修的停机频率和相应时间,提供了持续生产的保障,提高了设备使用的寿命。


        (四)提高生产效率,节能降耗
        以往的工程机械在能量和资源上利用率较低,浪费量大,此状况使原本紧张的能源储备压力巨大。新时期提倡节能降耗,因此工程机械也应朝着节能降耗、把利用率提高的方向发展。
        工程机械中,应用了电子类节能控制器,大大提高了如挖掘机等的大型工程机械设备的能量利用率,减少了资源的浪费,此举具有相当的节能效用。兼且电子节能的控制器,操作简单方便,能在降低机备磨损的同时,实效地提高对应设备的工作效率[2]。
        (五)本项在控制柴油机上的应用
        柴油机技术的进一步发展,要着手从发动机之排放与油耗间的关系进行对应升级。而应用电子节能液压泵系统,对降低能耗,以及自动控制冷风扇的转速方面效果明显。
        采用随温度变化的电子控制冷风扇自动调整相应转速,并使柴油机的油门,能根据变化的承载负荷自动调节,以满足诸多工况需求。我们便可于此基础上实现节能减排与工作效率的提高。
        三、机电一体化的发展趋势
        在当前,我国人们也将许多先进的科学技术,和管理的理念引人到电气自动化技术的发展过程中,这就使得本门技术逐渐的向着模块化、智能化、系统化、微型化、以及网络化等的方向发展。
        这不但满足现阶段我国社会的国民经济发展建设要求,而且有效提高了许多机械设备的工作性能。同时人们为了使这一技术的应用效果,能有进一步提高,将许多新型的管理理念和相关思想进行引人——这亦更加提高了机械设备的各方面性能。
        1、模块化。其为一项重要而艰巨的工程。由于本类产品的种类和相应生产厂家繁多,研制和同步开发具有标准机械电气接口、动力和环境的接口等此项产品单元,十分复杂但却又非常之重要。譬如研制出集减速、智能调速、及电机于一体的动力单元;具有视图处理,识别加上测距等功能的对应控制单元,以及能完成典型操作的各种此类机械装置等。若拥有前述标准单元,就能迅速的开发出新产品,也可扩大工业生产规模。
        2、智能化。它是21世纪该类技术一个重要的发展方向。本类研究中日益重视人工智能,而其重要应用之一就是机器人与数控机床的智能化。
        前述“智能化”是描述机器的行为,是于控制论基础上,吸收人工智能、计算机科学、模糊数学、心理学,运筹学、生理学包括混沌动力学等现代新的思想方法,使它具有逻辑思维、判断推理、及自主决策在内等的能力,从而提高控制目标。诚然,使本项产品具有的智能与人完全相同是不可能的,应用上亦无此必要。
        3、系统化。此项表现特征之一,就是系统的体系结构进一步采用开放式、以及模式化的总线结构。系统可灵活组态,与进行任意的剪裁及组合,还寻求实现多个子系统的协控和综合管理;其次则是大大加强了通信功能。
        4、微型化。它兴起于20世纪的80年代末,所指此类向微机和微观领域的发展之趋势、国外将其称为微电子机械系统,其泛指几何尺寸不大于1cm的本类产品,并向微米、纳米级继续发展。微机电一体化的产品,体积小、耗能少且运动灵活[3]。
        5、网络化。在20世纪90年代,计算机技术等的突出成,是网络技术。前者的兴起和其飞速发展,带来了包括科学技术、工业生产,还有政治、军事、教育等及日常生活的巨大变革。各种网络使全球经济生产连成了一片,企业间也将进入全球化的竞争。
        此项新产品一旦被研制出,只要其功能独到、质量可靠,便会很快畅销全世界。因为网络的普及,基于网络的各种远程控制、以及监视技术大行其道,而作为远程控制的终端设备,其本身就是机电一体化的产品。
        四、结束语
        总之,当前我国的社会经济发展中,应用机电一体化技术,不仅能有效保障产品的生产质量和效率,还能充分的提升机械设备的相关性能。且随着科技不断发展,许多先进的科学技术也被人们应用于其中,而这使得本项技术应用得以充分提升,从而更有效的促进我国现代社会的经济发展。
参考文献:
[1] 张文彪. 机械电气一体化技术的研究[J]. 区域治理, 2019, 000(005):159.
[2] 勇 易, 菊珍 欧阳. 机电一体化技术在机械工程中的应用分析[J]. 建筑工程与管理, 2020, 2(11):93.
[3] 何祖宁. 论现代机械制造技术的科学发展价值探寻[J]. 农家参谋, 2019(15).


          
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