劉桂

[摘? ? 要]機(jī)電一體化技術(shù)，對(duì)現(xiàn)代機(jī)械工程領(lǐng)域的影響極為深遠(yuǎn)。文章以機(jī)電一體化技術(shù)在機(jī)械工程領(lǐng)域的應(yīng)用為主要研究對(duì)象，針對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)進(jìn)行多層次、多內(nèi)容、多維度的分析，結(jié)合多年從事機(jī)械工程領(lǐng)域的科研管理經(jīng)驗(yàn)，提出一系列行之有效的應(yīng)用策略，助力相關(guān)從業(yè)人員給予力所能及的幫助和支持。僅供參考。

[關(guān)鍵詞]機(jī)電一體化;機(jī)械工程;控制流程

[中圖分類號(hào)]TH-39 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號(hào)]2095–6487（2021）01–00–02

Application of Mechatronics Technology in Mechanical Engineering

Liu Gui

[Abstract]Mechatronics technology has a profound influence on the field of modern mechanical engineering. This paper takes the application of mechatronics technology in the field of mechanical engineering as the main research object， analyzes and discusses the mechatronics technology in multi-level， multi content and multi dimension. Combined with the author's many years of experience in scientific research and management in the field of mechanical engineering， this paper puts forward a series of effective application strategies to help the relevant practitioners to give help and support. For reference only.

[Keywords]mechatronics; mechanical engineering; control process

隨著現(xiàn)代機(jī)械工程領(lǐng)域日新月異的變化，機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用，快速改變傳統(tǒng)機(jī)械工程的發(fā)展理念。機(jī)電一體化技術(shù)一方面突破原有機(jī)械工程領(lǐng)域的局限性和片面性，另一方面，能夠精準(zhǔn)提升機(jī)械設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)效率，降低大量零部件聯(lián)動(dòng)功能帶來(lái)機(jī)械磨損問(wèn)題。由此可見，機(jī)電一體化對(duì)于行業(yè)的發(fā)展極為重要。

1 機(jī)電一體化技術(shù)

機(jī)電一體化技術(shù)，是將機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)、傳感技術(shù)等一系列技術(shù)進(jìn)行有機(jī)融合，并且將融合后的科學(xué)產(chǎn)品有效應(yīng)用到機(jī)械工程領(lǐng)域中，是現(xiàn)代化機(jī)械工程領(lǐng)域發(fā)展的核心內(nèi)容。機(jī)電一體化技術(shù)主要分為機(jī)械技術(shù)、電腦技術(shù)、系統(tǒng)技術(shù)、自動(dòng)技術(shù)、傳感技術(shù)、伺服技術(shù)等。其中，以機(jī)械技術(shù)為例，該技術(shù)主要是為了提升設(shè)備的技術(shù)要求，能夠在材料性能、設(shè)備體系、設(shè)備新技術(shù)融合等一系列方面中提升設(shè)備的各項(xiàng)功能，并且在機(jī)電一體化技術(shù)的引導(dǎo)下，能夠充分將機(jī)械理論與生存工藝有效結(jié)合，可借助計(jì)算機(jī)等設(shè)備的輔助加持，能夠有效實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備制造工藝的升級(jí)和創(chuàng)新。電腦技術(shù)，是基于在機(jī)械工程領(lǐng)域中，利用電腦設(shè)備實(shí)現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的交換、存儲(chǔ)、計(jì)算、決策等一系列操作，尤其是人工智能技術(shù)、專家系統(tǒng)技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，都是機(jī)電一體化技術(shù)的代表形式。系統(tǒng)技術(shù)是所有機(jī)械設(shè)備各個(gè)結(jié)構(gòu)的組合名稱，基于全局角度以及整個(gè)系統(tǒng)作為技術(shù)的發(fā)展目標(biāo)，以多個(gè)單元結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備功能的有效體現(xiàn)，該技術(shù)是整個(gè)系統(tǒng)有效連接的保障和基礎(chǔ)。自動(dòng)技術(shù)也被稱為自動(dòng)化技術(shù)，是借助電腦設(shè)備以及預(yù)定好的控制流程，結(jié)合系統(tǒng)關(guān)聯(lián)設(shè)備，開展自動(dòng)化的生產(chǎn)模式，能夠以極為精準(zhǔn)的操作體系，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)、加工、包裝等環(huán)節(jié)。傳感技術(shù)、伺服技術(shù)主要是基于現(xiàn)代機(jī)械工程領(lǐng)域中設(shè)備生產(chǎn)制造過(guò)程中廣泛應(yīng)用的核心技術(shù)。

2 機(jī)電一體化技術(shù)在機(jī)械工程領(lǐng)域的應(yīng)用

2.1 包裝機(jī)械技術(shù)在機(jī)械工程領(lǐng)域的應(yīng)用

包裝機(jī)械主要是針對(duì)現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈中，對(duì)包裝材料的自動(dòng)化管控而發(fā)展的應(yīng)用技術(shù)。該技術(shù)能夠在機(jī)械工程領(lǐng)域中發(fā)揮巨大的工作成效。首先，計(jì)算機(jī)設(shè)備對(duì)產(chǎn)品包裝流程進(jìn)行設(shè)定，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的操作流程以及操作尺寸，對(duì)產(chǎn)品的形態(tài)進(jìn)行外部材料包裝，借助大量的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的流水化保障模式。基于各個(gè)生產(chǎn)線產(chǎn)品內(nèi)容的不同和差異，需要針對(duì)某一個(gè)尺寸的類別進(jìn)行預(yù)設(shè)，然后在產(chǎn)品加工過(guò)程中，進(jìn)行產(chǎn)品包裝。由于所有包裝流程以及包裝工作，是借助傳動(dòng)帶、機(jī)械臂等自動(dòng)化工具進(jìn)行操作，設(shè)備管理人員只需要將對(duì)應(yīng)的程度和數(shù)據(jù)有效輸入，便能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)品的快速包裝。包裝機(jī)械技術(shù)，可以對(duì)產(chǎn)品的類型、尺寸、包裝方式等一系列內(nèi)容進(jìn)行調(diào)試和預(yù)設(shè)，然后通過(guò)大量的調(diào)試和管理，能夠?qū)崿F(xiàn)快速的生產(chǎn)流程?，F(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，對(duì)產(chǎn)品的包裝技術(shù)，提出明確的標(biāo)準(zhǔn)和要求，不僅要實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)對(duì)應(yīng)的良品率以及合格率都要符合基本的生產(chǎn)要求。一方面，通過(guò)包裝機(jī)械技術(shù)，能夠提升產(chǎn)品的自動(dòng)化生產(chǎn)速度，同時(shí)也能夠降低企業(yè)的生產(chǎn)成本，另一方面，控制包裝技術(shù)的良品率問(wèn)題，能夠最大程度確保產(chǎn)品的加工效率，有效保障產(chǎn)品包裝過(guò)程中可能存在的問(wèn)題和事故。

2.2 數(shù)控機(jī)床技術(shù)在機(jī)械工程領(lǐng)域的應(yīng)用

數(shù)控機(jī)床技術(shù)是利用數(shù)字化模塊技術(shù)以及電子計(jì)算機(jī)技術(shù)等一系列內(nèi)容進(jìn)行融合，助力機(jī)械工程領(lǐng)域的生產(chǎn)線設(shè)備以高效、精準(zhǔn)、便捷的加工模式，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的快速生產(chǎn)。例如，在汽車制造企業(yè)中，應(yīng)用數(shù)控機(jī)床技術(shù)，能夠?qū)⑵囍圃斓母黜?xiàng)零部件進(jìn)行組裝和拆卸，確保汽車工程制造工作的迅速和便捷。數(shù)控機(jī)床技術(shù)，不僅能夠提升機(jī)床的制造能力同時(shí)還能夠激發(fā)產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)效率，通過(guò)對(duì)機(jī)床設(shè)備的改造和強(qiáng)化，有效提升以汽車制造產(chǎn)業(yè)為主的設(shè)備加工能力，能夠從根本上改變我國(guó)高端機(jī)床應(yīng)用不足等現(xiàn)象，并且在借助機(jī)電一體化技術(shù)，從根本上提升產(chǎn)品的加工能力，特別是在高端產(chǎn)品的機(jī)械加工領(lǐng)域能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)品價(jià)值的快速提升。我國(guó)在數(shù)控機(jī)床技術(shù)領(lǐng)域，依然與國(guó)際領(lǐng)先技術(shù)存在一定差距，需要借助機(jī)電一體化技術(shù)的深入發(fā)展，提升產(chǎn)品的核心競(jìng)爭(zhēng)力。

2.3 電子油門控制技術(shù)在機(jī)械工程領(lǐng)域的應(yīng)用

電子油門控制技術(shù)，是汽車領(lǐng)域中重要技術(shù)。該技術(shù)的應(yīng)用，能夠?qū)ζ囉烷T進(jìn)行電子控制，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)的管控目標(biāo)。例如，不少司機(jī)在高速公路駕駛過(guò)程中，需要持續(xù)不斷踩住油門，而隨著電子油門控制技術(shù)的應(yīng)用，能夠讓汽車實(shí)現(xiàn)油門的自動(dòng)化管控，降低司機(jī)腳部位置的疲勞程度，以自動(dòng)化的控制模式實(shí)現(xiàn)汽車的定速巡航。該技術(shù)，不僅在汽車領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛，同時(shí)在飛機(jī)、輪船等多種交通工具中都產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。電子油門控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了油門的精準(zhǔn)操控，同時(shí)還能夠與其他機(jī)電一體化技術(shù)進(jìn)行融合，從而達(dá)到更加高效的控制作用。例如，電子油門控制技術(shù)與5G網(wǎng)絡(luò)的有效連接，可以實(shí)現(xiàn)駕駛?cè)藛T的遠(yuǎn)程操控，對(duì)于未來(lái)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展起到重要的引領(lǐng)作用。另外，雖然電子油門控制技術(shù)屬于機(jī)電一體化的基礎(chǔ)技術(shù)，但是為了讓其他更加復(fù)雜的應(yīng)用技術(shù)得以應(yīng)用，需要借助電子油門控制技術(shù)作為底層技術(shù)進(jìn)行實(shí)施。由此可見，無(wú)論是在高速公路恒速行駛還是自動(dòng)化駕駛，都需要電子油門控制技術(shù)的加持和應(yīng)用。隨著該技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新，電子油門控制技術(shù)已經(jīng)與汽車機(jī)電一體化技術(shù)有效融合，能夠在操作系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)對(duì)車速的精準(zhǔn)控制。當(dāng)車速以恒定車速行駛時(shí)，司機(jī)可進(jìn)行手動(dòng)制動(dòng)，便能夠接觸對(duì)應(yīng)的控制模式，從而實(shí)現(xiàn)車速控制的有效實(shí)現(xiàn)。該技術(shù)在電動(dòng)汽車以及無(wú)人駕駛汽車中，應(yīng)用較為廣泛。

2.4 機(jī)械臂技術(shù)在機(jī)械工程領(lǐng)域的應(yīng)用

機(jī)械臂技術(shù)是現(xiàn)代機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)制造領(lǐng)域核心內(nèi)容。借助機(jī)械臂技術(shù)，以機(jī)械臂設(shè)備為模板，能夠?qū)崿F(xiàn)24h流水線加工模式，是機(jī)電一體化技術(shù)的重要代表。機(jī)械臂能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)加工設(shè)備的精準(zhǔn)布控，同時(shí)還能夠?qū)υO(shè)備的加工速度、加工流程、加工環(huán)節(jié)進(jìn)行調(diào)整，現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)械臂的作用范圍以及加工能力已經(jīng)不可同日而語(yǔ)。例如，機(jī)械臂能夠?qū)π枰附拥脑O(shè)備進(jìn)行自動(dòng)化焊接，并且能夠保證對(duì)應(yīng)的焊接厚度以及焊接位置，同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)精準(zhǔn)化的加工模式，以標(biāo)準(zhǔn)的焊接成效，確保流水線的加工水平。例如，機(jī)械臂在汽車制造、發(fā)動(dòng)機(jī)研發(fā)等一系列領(lǐng)域中。一方面，能夠適應(yīng)強(qiáng)堿強(qiáng)酸環(huán)境，能夠適應(yīng)高溫環(huán)境，同時(shí)還能夠?qū)崿F(xiàn)全年無(wú)休的加工模式，為設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)的運(yùn)行成本實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的控制，另一方面，在加工過(guò)程中，其問(wèn)題出現(xiàn)概率極低，與傳統(tǒng)人工操作模式進(jìn)行對(duì)比，具有極強(qiáng)的精準(zhǔn)性和高效性，是傳統(tǒng)人工模式無(wú)法比擬的重要因素。

3 機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

3.1 智能化

機(jī)電一體化技術(shù)，在21世紀(jì)的發(fā)展進(jìn)程中，智能化成為首要的代表內(nèi)容。隨著機(jī)電一體化技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展，在機(jī)械工程領(lǐng)域中以人工智能為代表的應(yīng)用技術(shù)，能夠與機(jī)械工程的各項(xiàng)產(chǎn)業(yè)鏈有機(jī)融合。智能化的發(fā)展趨勢(shì)，主要是針對(duì)傳統(tǒng)生產(chǎn)技術(shù)，能夠有效提升技術(shù)覆蓋范圍以及聯(lián)動(dòng)能力，以人工智能為代表，不斷融合人類生產(chǎn)工作的主要特征，對(duì)核心問(wèn)題可以進(jìn)行多層次的思考和探索，同時(shí)還能夠以人類的邏輯進(jìn)行分析和研究，滿足現(xiàn)有機(jī)械工程領(lǐng)域中的絕大多數(shù)要求，從而降低大量人工的使用。

3.2 模塊化

模塊化，是機(jī)電一體化近年來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，尤其是在機(jī)械工程領(lǐng)域，產(chǎn)生不可估量的發(fā)展成效。模塊化主要是將機(jī)械工程領(lǐng)域的機(jī)械接口、電氣接口、動(dòng)力接口等一系列內(nèi)容進(jìn)行整合和統(tǒng)一。該技術(shù)的應(yīng)用極為復(fù)雜而繁瑣，并且需要融合大量新型技術(shù)，同時(shí)還要對(duì)各項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行調(diào)試和融合，既要保持技術(shù)的獨(dú)立性，同時(shí)還要在實(shí)施過(guò)程中實(shí)現(xiàn)技術(shù)的有效整合。模塊化的應(yīng)用，是伴隨計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，利用計(jì)算機(jī)快速計(jì)算能力的優(yōu)勢(shì)和價(jià)值，滿足未來(lái)多樣化設(shè)備聯(lián)動(dòng)模式的需求和標(biāo)準(zhǔn)，提升了設(shè)備生產(chǎn)的流程和效率。

3.3 網(wǎng)絡(luò)化

機(jī)電一體化技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化，主要是針對(duì)現(xiàn)代機(jī)械工程領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)，將全球經(jīng)濟(jì)、產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)行整合，以網(wǎng)絡(luò)體系的形式進(jìn)行關(guān)聯(lián)，同時(shí)提升機(jī)械產(chǎn)品的核心制造能力，對(duì)零部件進(jìn)行多元化的采購(gòu)模式，從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的有效改善。同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)化模式，能夠降低機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)加工難度，能夠以組裝的形式，推動(dòng)產(chǎn)品的生產(chǎn)和發(fā)展，同時(shí)隨著網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的應(yīng)用，還能夠?qū)a(chǎn)品進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)渠道的營(yíng)銷，減少中間商的影響。

3.4 微型化

微型化是指機(jī)電一體化技術(shù)，隨著時(shí)代的發(fā)展和進(jìn)步，對(duì)應(yīng)的設(shè)備集合體的體積越來(lái)越小，同時(shí)相應(yīng)功能會(huì)越來(lái)越多。微型化是機(jī)械工程領(lǐng)域中機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)，其中以微電子機(jī)械系統(tǒng)為代表的應(yīng)用產(chǎn)品，成為軍事領(lǐng)域重要的應(yīng)用內(nèi)容。通常微電子機(jī)械系統(tǒng)，大多是指體積不超過(guò)1 cm3的產(chǎn)品，并且朝向微米、納米等級(jí)別發(fā)展，具有體積小、功耗小、靈活度高等眾多優(yōu)勢(shì)。

3.5 綠色化

綠色化，是近年來(lái)機(jī)械工程領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)，也是機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展要素。首先，隨著現(xiàn)代社會(huì)物質(zhì)生活的進(jìn)一步提升，針對(duì)能源供給問(wèn)題成為影響機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的重要原因，其次，以《巴黎協(xié)定》為代表全人類共同發(fā)展協(xié)定，進(jìn)一步說(shuō)明綠色化對(duì)于機(jī)械工程領(lǐng)域的重要性，針對(duì)機(jī)械工程領(lǐng)域的設(shè)備設(shè)計(jì)、制造、加工、生產(chǎn)等一系列環(huán)節(jié)，務(wù)必要結(jié)合綠色化的發(fā)展進(jìn)程，對(duì)環(huán)境的影響程度，也會(huì)成為衡量機(jī)械加工產(chǎn)業(yè)的基本標(biāo)準(zhǔn)。不僅如此，綠色化的發(fā)展進(jìn)程，還需要借助機(jī)電一體化技術(shù)，將機(jī)械產(chǎn)品進(jìn)行廢物回收，提升產(chǎn)業(yè)的剩余價(jià)值。

4 結(jié)論

綜上所述，機(jī)電一體化技術(shù)在機(jī)械工程領(lǐng)域具有極為廣泛的發(fā)展空間以及應(yīng)用潛力，能夠助力機(jī)械工程領(lǐng)域的各項(xiàng)生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行升級(jí)和改進(jìn)，同時(shí)還能夠針對(duì)機(jī)械工程領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)，給予必要的支持和幫助。并且隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，機(jī)電一體化技術(shù)會(huì)衍生多種內(nèi)容，能夠以更加先進(jìn)的技術(shù)理念以及技術(shù)特性，推動(dòng)機(jī)械工程領(lǐng)域的發(fā)展和壯大。

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