代紹軍DAI Shao-jun

（云南交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，昆明650500）

0 引言

機(jī)電一體化是信息技術(shù)時(shí)代下所產(chǎn)生一種新型技術(shù)，在制造業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用，推進(jìn)了制造行業(yè)的智能化發(fā)展。機(jī)電一體化技術(shù)在1970 年左右在國外已經(jīng)有了較多的應(yīng)用，在科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展的帶動(dòng)下，為工程機(jī)械的高效運(yùn)用提供了重要助力，減輕了有關(guān)領(lǐng)域工作人員的工作量以及壓力。但是當(dāng)前在工程機(jī)械的使用過程中部分技術(shù)人員沒有對機(jī)電一體化技術(shù)進(jìn)行合理的應(yīng)用，對機(jī)電一體化背景有一定的認(rèn)知誤區(qū)。因此技術(shù)人員需要正確認(rèn)識(shí)該類技術(shù)的應(yīng)用必要性，提升工程機(jī)械應(yīng)用規(guī)范化水平，為工程機(jī)械的可持續(xù)發(fā)展提供基礎(chǔ)保障，推進(jìn)機(jī)電一體化進(jìn)程。

1 機(jī)電一體化的概述

機(jī)電一體化在有關(guān)領(lǐng)域中也被稱之為機(jī)械電子工程，在計(jì)算機(jī)技術(shù)的推動(dòng)下該技術(shù)發(fā)展速度加快，微電子技術(shù)和機(jī)械技術(shù)進(jìn)行了更加緊密的聯(lián)合，讓各種工程機(jī)械開始具備智能化和人性化的特點(diǎn)。機(jī)電一體化技術(shù)融合了多種技術(shù)，例如機(jī)械技術(shù)、電工電子技術(shù)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)、傳感器技術(shù)、接口技術(shù)、信號(hào)變換技術(shù)等。在實(shí)際的工程機(jī)械應(yīng)用過程中，所有可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)的設(shè)備均屬于機(jī)電一體化設(shè)備。

2 機(jī)電一體化的應(yīng)用優(yōu)勢

2.1 提升工程機(jī)械工作效率

在工程機(jī)械設(shè)備的具體應(yīng)用過程中，如果引進(jìn)了機(jī)電一體化技術(shù)，可以達(dá)到自動(dòng)化作業(yè)的目的，與此同時(shí)還會(huì)使其擁有智能化的優(yōu)勢，使流水線作業(yè)生產(chǎn)效率和工作效率有所提升。在作業(yè)過程中能夠?qū)π畔?shí)施高速處理，提升控制工作的精準(zhǔn)度，同時(shí)還能夠更加靈敏監(jiān)測到工作過程中的異常情況。在實(shí)際工作和操作過程中，操作人員在按下操作開關(guān)之后即能夠讓工程機(jī)械進(jìn)行自動(dòng)工作，工程機(jī)械系統(tǒng)會(huì)開始生產(chǎn)作業(yè)，能夠在保證生產(chǎn)質(zhì)量的基礎(chǔ)上提升生產(chǎn)速度。對于企業(yè)來講，在利用機(jī)電一體化之后能夠提升生產(chǎn)效率，為企業(yè)帶來更多的經(jīng)濟(jì)收入，對于企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供重要的支持[1]。

2.2 加強(qiáng)工程設(shè)備應(yīng)用安全性

機(jī)電一體化技術(shù)在應(yīng)用之后能夠提升工程機(jī)械設(shè)備的智能化水平，在生產(chǎn)工作中如果出現(xiàn)各種異常問題，系統(tǒng)能夠自動(dòng)針對故障采取相應(yīng)的措施，防止系統(tǒng)因設(shè)備故障而出現(xiàn)損壞，進(jìn)而提升了生產(chǎn)工作的安全性。對于操作工程機(jī)械設(shè)備的人員而言，機(jī)電一體化的應(yīng)用也能夠防止因設(shè)備故障給人員帶來的身體損傷，提升了工程設(shè)備的安全系數(shù)。

2.3 減少生產(chǎn)成本的投入

機(jī)電一體化工程機(jī)械設(shè)備需要利用技術(shù)人員利用程序?qū)ζ鋵?shí)施有效控制，并且還可以將設(shè)備運(yùn)行過程中產(chǎn)生的所有數(shù)據(jù)利用計(jì)算機(jī)清晰的展示出來，使得操作人員能夠更加直接地觀察到工程機(jī)械設(shè)備運(yùn)行情況，減輕了工作量，減少了人力資源的投入。機(jī)電一體化技術(shù)在應(yīng)用時(shí)可以結(jié)合具體的應(yīng)用需求選擇相應(yīng)的程序結(jié)構(gòu)，通過各種程序結(jié)構(gòu)的融合可以使機(jī)電一體化和其他技術(shù)進(jìn)行有效的結(jié)合，進(jìn)而延伸工程機(jī)械設(shè)備的功能，可以滿足當(dāng)前企業(yè)在生產(chǎn)方面多元化需求。以往要求實(shí)現(xiàn)設(shè)備功能多元化，需要通過將各種設(shè)備進(jìn)行結(jié)合應(yīng)用，然而在機(jī)電一體化應(yīng)用后只需要使用程序結(jié)構(gòu)結(jié)合即可，在一定程度上減少了設(shè)備方面的成本投入。

3 機(jī)電一體化技術(shù)在工程機(jī)械中的運(yùn)用

3.1 減少工程機(jī)械設(shè)備能源消耗

以往當(dāng)工程機(jī)械設(shè)備在進(jìn)行加工工作時(shí)，設(shè)備的具體功能應(yīng)用效果會(huì)因設(shè)備自身因素而產(chǎn)生變化，受到較大的影響，進(jìn)而使得不同工程機(jī)械設(shè)備之間的功能出現(xiàn)沖突的問題。在無法實(shí)現(xiàn)有機(jī)協(xié)調(diào)的狀態(tài)下，增加了設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)不穩(wěn)定問題的出現(xiàn)幾率，使得工程機(jī)械設(shè)備會(huì)消耗大量的能源，不符合現(xiàn)階段的可持續(xù)發(fā)展政策。在應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)之后，可以在工程機(jī)械設(shè)備中增加電子節(jié)能裝置，進(jìn)而提高能源的應(yīng)用效率，避免能源的過度浪費(fèi)，例如在挖掘機(jī)以及碾壓機(jī)等設(shè)備中均加入了這一類裝置，可以達(dá)到節(jié)能的效果。機(jī)電一體化可以減少工程機(jī)械設(shè)備中不同結(jié)構(gòu)之間的磨損，保證各個(gè)功能能夠有序運(yùn)行，提升工程機(jī)械設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性。例如在NewHolland 小挖之中應(yīng)用了自動(dòng)怠速系統(tǒng)，在應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)之后油門裝置仍然屬于以往的機(jī)械式拉桿形式，但是在其中增加了自動(dòng)怠慢結(jié)構(gòu)之后，系統(tǒng)可以對工程機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行需求進(jìn)行分析，當(dāng)檢測到應(yīng)當(dāng)進(jìn)入自動(dòng)怠慢狀態(tài)之后，電磁鐵會(huì)自動(dòng)吸合，內(nèi)部的發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)轉(zhuǎn)化到怠速的狀態(tài)，進(jìn)而達(dá)到設(shè)備節(jié)能的需求。

3.2 在工程機(jī)械監(jiān)控中的有效運(yùn)用

當(dāng)進(jìn)行工程機(jī)械項(xiàng)目的過程中需要應(yīng)用到各種不同的監(jiān)控工具，監(jiān)控功能能夠?qū)?xiàng)目過程實(shí)施全面監(jiān)控，對于保證項(xiàng)目質(zhì)量和工作效率有著重要的意義和作用。在應(yīng)用工程機(jī)械設(shè)備的過程中無法避免會(huì)存在較多的問題，利用監(jiān)控工具能夠?qū)@些問題的發(fā)生全過程進(jìn)行監(jiān)督，進(jìn)而及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的問題隱患，采取針對性的措施進(jìn)行解決，確保工程機(jī)械設(shè)備能夠持續(xù)處于良好的運(yùn)行狀態(tài)。在工程機(jī)械設(shè)備中增加機(jī)電一體化的應(yīng)用后，能夠在設(shè)備中增加電子監(jiān)控裝置，利用自動(dòng)控制技術(shù)以及電子技術(shù)等能夠形成遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，對工程機(jī)械設(shè)備能夠起到自動(dòng)遠(yuǎn)程監(jiān)測的作用，提升監(jiān)控工作中的動(dòng)態(tài)化水平。遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)是由作業(yè)模塊、發(fā)動(dòng)機(jī)模塊、危險(xiǎn)模塊、違規(guī)操作模塊等構(gòu)成，能夠針對工程機(jī)械設(shè)備實(shí)施更加全面性的監(jiān)控，確保監(jiān)測工作的有效性。在監(jiān)控過程中能夠?qū)こ虣C(jī)械設(shè)備存在的問題展開有效診斷和決策，在第一時(shí)間就能夠向后臺(tái)人員發(fā)出問題警報(bào)，提升問題解決效率，避免在工程機(jī)械設(shè)備應(yīng)用過程中出現(xiàn)生命事故。

3.3 加強(qiáng)工程機(jī)械作業(yè)精度公職效果

在產(chǎn)品生產(chǎn)過程中有多個(gè)環(huán)境均需要注意精度的控制，包括產(chǎn)品設(shè)計(jì)、產(chǎn)品加工、產(chǎn)品制造等，如果精度誤差沒有控制在國家要求的范圍內(nèi)，即會(huì)出現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量不合格的問題[2]。工程機(jī)械作業(yè)最為重要的在于作業(yè)精度，如果精度不夠會(huì)影響到生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量，對于后續(xù)企業(yè)發(fā)展、產(chǎn)品銷售等多個(gè)環(huán)節(jié)均會(huì)起到不利的影響，因此必須要合理的應(yīng)用機(jī)電一體化，以此達(dá)到提升精度的效果。為了加強(qiáng)工程機(jī)械設(shè)備的作業(yè)精度，需要認(rèn)識(shí)到工程機(jī)械設(shè)備的結(jié)構(gòu)特性，在設(shè)備中包括多種不同類型、不同功能的零件，如果利用以往所使用的生產(chǎn)技術(shù)，會(huì)影響到不同零件功能和作用的發(fā)揮，進(jìn)而無法保證生產(chǎn)產(chǎn)品的精度。在應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)之后，可以根據(jù)不同產(chǎn)品的精度要求來開展生產(chǎn)工作，能夠滿足不同產(chǎn)品的精度生產(chǎn)需求，確保產(chǎn)品能夠符合國家所提出的質(zhì)量要求。在工程機(jī)械設(shè)備中應(yīng)用以機(jī)電一體化技術(shù)為基礎(chǔ)的電子控制系統(tǒng)，可以減少操作誤差的出現(xiàn)，利用電子控制技術(shù)實(shí)施稱量工作，進(jìn)而確保工程機(jī)械設(shè)備能夠更加精準(zhǔn)的進(jìn)行作業(yè)?；蛘咭部梢砸M(jìn)各種智能控制技術(shù)，如平地機(jī)激光導(dǎo)向鏟刀自動(dòng)調(diào)平技術(shù)、旋挖鉆鉆桅垂直度智能控制技術(shù)，能夠提升作業(yè)精度，并在此基礎(chǔ)上減輕了技術(shù)人員的工作量。

4 未來機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展趨勢

第一，向著智能化的方向進(jìn)行發(fā)展。隨著人工智能技術(shù)的快速發(fā)展，以及我國“智能制造”發(fā)展戰(zhàn)略的要求，智能化將是未來機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢。智能化是對工程機(jī)械設(shè)備行為的描述，在智能控制的理論基礎(chǔ)之上，結(jié)合了人工智能技術(shù)、計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)、心理學(xué)技術(shù)以及生理學(xué)技術(shù)等，可以對人類行為進(jìn)行模擬，進(jìn)而使工程機(jī)械設(shè)備能夠進(jìn)行自主決策。

第二，向著模塊化的方向進(jìn)行發(fā)展。對于機(jī)電一體化技術(shù)而言，模塊化難度極大，加之機(jī)電一體化產(chǎn)品的生產(chǎn)規(guī)模逐漸擴(kuò)大，通過標(biāo)準(zhǔn)單元的應(yīng)用，能夠開發(fā)出更多不同的產(chǎn)品，滿足生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大的需求，形成規(guī)?；纳a(chǎn)企業(yè)。對于機(jī)電一體化的發(fā)展以及企業(yè)的未來發(fā)展，模塊化發(fā)展趨勢均會(huì)帶來積極的影響。

第三，向著微型化的方向進(jìn)行發(fā)展。微型機(jī)電一體化產(chǎn)品可以提升設(shè)備的攜帶便捷性，消耗能量少，且運(yùn)動(dòng)行為較為靈活，在多個(gè)領(lǐng)域中均有著廣泛的應(yīng)用。但是該類方向的發(fā)展瓶頸是微機(jī)械技術(shù)，屬于超精密的技術(shù)類型。

第四，向著綠色化的方向進(jìn)行發(fā)展。綠色發(fā)展是各個(gè)領(lǐng)域的未來發(fā)展方向，要求能夠減少各項(xiàng)能源、減少污染，因此也將是機(jī)電一體化的發(fā)展方向。機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指，使用時(shí)不污染生態(tài)環(huán)境，報(bào)廢后能回收利用[3]。

5 結(jié)束語

為了滿足現(xiàn)代社會(huì)對工程機(jī)械的需求，應(yīng)當(dāng)積極發(fā)展機(jī)電一體化產(chǎn)品，對以往的工程機(jī)械設(shè)備進(jìn)行改造，加快工程機(jī)械產(chǎn)品的更新速度，為機(jī)械工業(yè)的發(fā)展提供重要助力。在機(jī)電一體化的發(fā)展背景下，以該技術(shù)為基礎(chǔ)的產(chǎn)業(yè)覆蓋在我國各個(gè)領(lǐng)域，對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)中信息技術(shù)的應(yīng)用方式進(jìn)行轉(zhuǎn)變，加強(qiáng)機(jī)械和電子技術(shù)之間的融合，促進(jìn)工程機(jī)械能夠同時(shí)具備兩種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)。政府應(yīng)當(dāng)也重視到機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用的必要性，和有關(guān)企業(yè)進(jìn)行積極的聯(lián)系和溝通，為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)工程機(jī)械改造提供支持，加快機(jī)電一體化技術(shù)研發(fā)速度以及發(fā)展速度。