蔣欣哲（河南化工職業(yè)學(xué)院　,鄭州　450042）

機(jī)電一體化技術(shù)的構(gòu)成與應(yīng)用探討

蔣欣哲
（河南化工職業(yè)學(xué)院,鄭州450042）

摘要：工業(yè)生產(chǎn)是我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的支柱性產(chǎn)業(yè)，在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的過(guò)程中發(fā)揮了重要的作用，而機(jī)械設(shè)備是工業(yè)生產(chǎn)中必不可少的設(shè)施，所以機(jī)械設(shè)備的技術(shù)水平直接關(guān)系到工業(yè)生產(chǎn)的效率。在科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的形勢(shì)下，機(jī)電一體化設(shè)備廣泛的應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中，其將電子技術(shù)、信息技術(shù)、傳感技術(shù)等與機(jī)械技術(shù)有機(jī)的結(jié)合起來(lái)，大大的提高了工作效率，尤其是在自動(dòng)化生產(chǎn)中，應(yīng)用的更為廣泛。機(jī)電一體化技術(shù)在構(gòu)成上比較簡(jiǎn)單，但是為了提高設(shè)備的工作效率和質(zhì)量，需要不斷的進(jìn)行改進(jìn)，在功能上更加完善。文章對(duì)于機(jī)電一體化技術(shù)的構(gòu)成以及應(yīng)用進(jìn)行了分析，對(duì)于機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展具有重要的意義。

關(guān)鍵詞：機(jī)械；工業(yè)；機(jī)電一體化；應(yīng)用領(lǐng)域

0　引言

在工業(yè)化大生產(chǎn)時(shí)代，生活的節(jié)奏不斷加快，對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)的效率和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)也不斷的提升，由此就需要提升生產(chǎn)設(shè)備的性能和技術(shù)水平，在提高加工精度的基礎(chǔ)上，能夠有效的提升生產(chǎn)效率。隨著機(jī)電一體化技術(shù)的廣泛應(yīng)用，其自身已經(jīng)形成了一個(gè)獨(dú)立的體系，算是新興科學(xué)中的一枝獨(dú)秀。機(jī)電一體化技術(shù)是多種技術(shù)的綜合體，應(yīng)用的都是比較先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，所以在目標(biāo)配置和功能布局方面都具有較高的質(zhì)量，所以在工業(yè)生產(chǎn)中具有低能耗、高效能的優(yōu)勢(shì)，尤其是在自動(dòng)化生產(chǎn)普及的時(shí)代，機(jī)電一體化技術(shù)更是發(fā)揮了重要的作用，有效的推動(dòng)了工業(yè)生產(chǎn)的進(jìn)一步發(fā)展。

1　機(jī)電一體化基本結(jié)構(gòu)要素

機(jī)電一體化技術(shù)融合了多種先進(jìn)的技術(shù)要素，其是一個(gè)高科技與機(jī)械設(shè)備的綜合體。主要包括機(jī)械、動(dòng)力、傳感、驅(qū)動(dòng)、執(zhí)行、控制以及信息處理幾個(gè)構(gòu)成要素，每一個(gè)環(huán)節(jié)都是確保機(jī)電一體化技術(shù)能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)的重要部分，下面對(duì)其進(jìn)行闡述。

1.1機(jī)械本體部分

機(jī)械本體是機(jī)電一體化技術(shù)運(yùn)行的根本，是各項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)能夠發(fā)揮功能的基礎(chǔ)載體，是構(gòu)成機(jī)電一體化技術(shù)的框架結(jié)構(gòu)，有了機(jī)械本體，才能夠保證其他功能元素有效的運(yùn)行。

1.2動(dòng)力部分

這部分是系統(tǒng)中產(chǎn)生能量的重要部分，機(jī)電一體化設(shè)備要想能夠運(yùn)行，只有通過(guò)動(dòng)力系統(tǒng)產(chǎn)生一定的能量，才能夠保持系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

1.3傳感部分

傳感部分就像人的眼鼻耳口等感覺(jué)器官將系統(tǒng)運(yùn)行中所需要的本身和外界環(huán)境的各種參數(shù)及狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)變成可識(shí)別的信號(hào)傳輸?shù)叫畔⑻幚韱卧?jīng)過(guò)分析處理后產(chǎn)生相應(yīng)的控制信息其功能一般由專(zhuān)門(mén)的傳感器和儀器儀表完成

1.4驅(qū)動(dòng)部分

驅(qū)動(dòng)部分就像人體的肌肋腱接受大腦指揮驅(qū)動(dòng)四肢運(yùn)動(dòng)一樣在控制信息作用下驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成各種動(dòng)作和功能

1.5執(zhí)行部分

執(zhí)行部分如同人的四肢由大腦支配完成各項(xiàng)工作任務(wù)一樣根據(jù)控制信息和指令完成各種動(dòng)作和功能執(zhí)行機(jī)構(gòu)是運(yùn)動(dòng)部件一般采用機(jī)械電磁電液等機(jī)構(gòu)

1.6控制及信息處理部分

這部分是整個(gè)機(jī)電一體化設(shè)備的中樞，是控制整個(gè)系統(tǒng)能夠運(yùn)行的關(guān)鍵要素。各個(gè)傳感器將獲取的信息傳輸?shù)娇刂浦行?，控制中心?duì)這些信息進(jìn)行存儲(chǔ)分析，在進(jìn)行信息處理之后，按照一定的程序發(fā)出指令，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行控制操作。一般是由計(jì)算機(jī)的可編程控制數(shù)控裝置以及邏輯電路的輸入輸出借口等設(shè)備完成的。這部分的功能相當(dāng)于人的大腦，對(duì)于各類(lèi)信息能夠進(jìn)行綜合的判斷，然后支配整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行。

2　機(jī)電一體化技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域

2.1數(shù)控機(jī)床

數(shù)控機(jī)床是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中重要的機(jī)械設(shè)備，主要表現(xiàn)在操作和控制功能的完美展現(xiàn)。數(shù)控機(jī)床充分的利用了機(jī)電一體化技術(shù)，通過(guò)可編程控制系統(tǒng)，將生產(chǎn)程序輸入機(jī)床中，然后控制系統(tǒng)按照程序進(jìn)行邏輯處理，對(duì)整個(gè)機(jī)床發(fā)出操作指令，從而控制整個(gè)機(jī)床能夠高效運(yùn)行。數(shù)控機(jī)床就是機(jī)電一體化技術(shù)的操作實(shí)例，機(jī)床按照數(shù)控單元中發(fā)出的指令，能夠按照設(shè)定的形狀和尺寸將零件加工出來(lái)，并且能夠完成較為復(fù)雜的零件加工，具有較高的精度，對(duì)于普通機(jī)床來(lái)講，在小批量、多品種的零件加工中具有很高的靈活性和適應(yīng)性，是一種高效能的機(jī)械設(shè)備。數(shù)控機(jī)床代表了現(xiàn)代機(jī)械設(shè)備發(fā)展的主要趨勢(shì)，也是機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用的典型代表。

2.2計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)

CIMS的實(shí)現(xiàn)不是現(xiàn)有各分散系統(tǒng)的簡(jiǎn)單組合而是全局動(dòng)態(tài)最優(yōu)綜合它打破原有部門(mén)之間的界線(xiàn)以制造為基干來(lái)控制物流和信息流實(shí)現(xiàn)從經(jīng)營(yíng)決策產(chǎn)品開(kāi)發(fā)生產(chǎn)準(zhǔn)備生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)到生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理的有機(jī)結(jié)合企業(yè)集成度的提高可以使各種生產(chǎn)要素之間的配置得到更好的優(yōu)化各種生產(chǎn)要素的潛力可以得到更大的發(fā)揮

2.3柔性制造系統(tǒng)(FMS)

柔性制造系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)化的制造系統(tǒng)主要由計(jì)算機(jī)數(shù)控機(jī)床機(jī)器人料盤(pán)自動(dòng)搬運(yùn)小車(chē)和自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)等組成它可以隨機(jī)地實(shí)時(shí)地按量地按照裝配部門(mén)的要求生產(chǎn)其能力范圍內(nèi)的任何工件特別適于多品種中小批量設(shè)計(jì)更改頻繁的離散零件的批量生產(chǎn)。

2.4工業(yè)機(jī)器人

機(jī)電一體化技術(shù)在工業(yè)機(jī)器人中的應(yīng)用算是應(yīng)用領(lǐng)域的一個(gè)新階段，也是我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的高端科研項(xiàng)目。在第一代機(jī)器人應(yīng)用的過(guò)程中，還只是初步的嘗試，只能?chē)L試進(jìn)行簡(jiǎn)單的重復(fù)運(yùn)動(dòng)，對(duì)于周?chē)沫h(huán)境和作業(yè)對(duì)象缺乏適應(yīng)性，并且靈活性欠佳。在改革到第二代機(jī)器人時(shí)，在技術(shù)上有所創(chuàng)新，利用了先進(jìn)的傳感元件，能夠?qū)τ谥車(chē)沫h(huán)境和操作對(duì)象進(jìn)行簡(jiǎn)單的判斷，并且能夠?qū)?dòng)作進(jìn)行信息反饋控制，已經(jīng)展現(xiàn)出了智能的跡象，并且開(kāi)始向?qū)嵱没D(zhuǎn)變。在第三代機(jī)器人研發(fā)時(shí)，機(jī)電一體化技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了爐火純青的程度，又稱(chēng)為智能機(jī)器人，在感知功能方面比較靈敏，并且可以進(jìn)行復(fù)雜的邏輯思維判斷和決策，在進(jìn)行作業(yè)時(shí)，能夠獨(dú)立完成，這象征著機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用邁入了新的臺(tái)階。

3　結(jié)束語(yǔ)

機(jī)電一體化是科學(xué)技術(shù)發(fā)展到一定程度的必然產(chǎn)物，也是科學(xué)技術(shù)在機(jī)械設(shè)備中應(yīng)用的重要結(jié)晶，機(jī)電一體化技術(shù)的廣泛應(yīng)用有效的推動(dòng)了我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)的進(jìn)程。在機(jī)電一體化技術(shù)中，融合了眾多先進(jìn)的科技，所以在性能和功能方面都比較完善，在工業(yè)生產(chǎn)的過(guò)程中，有效的提高了生產(chǎn)效率，尤其是在機(jī)械自動(dòng)化生產(chǎn)領(lǐng)域應(yīng)用的更為普遍。隨著時(shí)代的發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)還會(huì)不斷的提高，在性能方面會(huì)更加完善，為我國(guó)的工業(yè)生產(chǎn)創(chuàng)造有利的條件。

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