机电一体化系统在机械工程中的应用分析张华亮

机电一体化系统在机械工程中的应用分析张华亮

上海宝冶工程技术有限公司上海市宝山区200941

摘要:机械工程在生活中经常会被应用,这是科技发展的表现,现代化的机械工程是将机械学、电子学等学科结合在一起,将机械工程进行了创新,如果没有将机械工程进行创新,机械工程是无法与时代的发展相适应的。机电一体化已经被逐渐的应用,机电一体化可以提高机械设备的使用性能,对工程是十分有利的。本文就是对机电一体化系统在机械工程中的应用进行研究,让机电一体化为机械行业的发展做出贡献。

关键词:机电一体化;机械工程;应用分析

1.对机电一体化涵义的阐述

机电一体化技术凸显综合性的特征,融合多种学科的关键技术,主要涉及机械、电子等技术领域。凸显全面性与综合性,具体分析,机电一体化主要关注的是机械设备的生产以及信息技术在数据处理中的作用,重视对机械设备以及相关电子器材的探索和研究,目的是更好地支持工业自动化的发展,为其提供坚实的技术保障。机电一体化发展实践中,重点集中在信息与产品的组成,主要是关注传感、信息以及机械技术的全面发展。之所以推广机电一体化技术,主要是在传统生产技术的基础上,逐渐渗透在生产环节中,加快产品创新,促进改革,是工业自动化发展的必然。

2.机电一体化系统的应用特征

机电一体化在机械工程中的应用范围非常广泛,随着机电一体化发展进程的推进,应用范围也逐渐扩展,在发展过程中特征明显。首先,在实际的机械工程实践中,机电一体化体现出它综合性特点,它是多学科的融合,所包含的技术种类较多,作为多学科综合的技术种类,应用范围体现出广泛,涉及领域较多。其次,机电一体化的核心技术是把学科理论加以综合和加工,提炼出符合本专业技术的学科特点。在技术应用中,综合采用机械整合和控件原理,具有学科逻辑性。系统的完成机械工程任务。最后,机电一体化是从技术理论中发展而来,具有完善的技术模型构建和引导,具有丰富相关的技术理论资源。

3.影响机电一体化系统运行的因素

机电一体化系统设计可以提高机电一体化系统的工作效率和质量,从而使机电一体化系统的操作更加便捷,实现机电一体化系统的改良与优化。作为机电一体化系统中的重要组成部分,机器人可以代替人类完成一些工作,从而解放劳动力。但是,在应用机器人时往往缺少对机器人的重视程度,使得人机配合出现了偏差,具体主要体现在以下几点:①对机器人的安全性存在认识上的误差,缺少对机器人可靠性的正确认识;②忽视了机器人与人类的关系。虽然机器人属于机械的一种,但是却和人类有着直接的关联,可是很多人忽视了这一点,为机器人的安全使用埋下了隐患,而且在机电一体化系统设计中也忽视了这一点;③机器人手臂的运动受限,通常在三维空间活动,使得在机器人安全保护方面的工作有所欠缺。在进行机电一体化系统的检修时,也许会发生机械自行运转的情况,或是机器人在较为危险的区域工作,使得人类不得不进去到危险区域对机器人进行控制。例如,在进行机电一体化系?y操作和检修时,检修人员需要对机械或是机器人的位置进行精准的判断,但是为了以防万一,还是需要在检修之前将电源切断,避免对机器人手臂造成伤害。

4.提升机电一体化系统在机械工程中的应用策略

4.1实现自动报警、电子监控与自诊故障的使用

机械工程中传动装置、发动机、液压系统与制动系统出现故障时,很可能影响工程使用。若不能及时分辨机械故障部位,不仅会影响工程发展,还可能投入更多的物力、人力与成本进行维护。机电一体化的应用有助于机电自动报警、电子监控与诊断故障。当机械工程的任一部位出现不灵活或者机械故障后,电子控制就能快速自动报警,同时指出机械故障区域,以此提高工作效率与质量。

4.2确保精度

工程质量方面,机械工程中机电一体化系统的应用最有意义的一点就是可以确保精度。传统的机械工程一般都是人工操作,工艺相对来说比较简单,在相关数据统计、工程测量与计算等环节误差的出现频率非常高,所以传统机械工程的整体质量往往不能保证。而有了机电一体化系统在机械工程中的应用,不仅很大程度上提高了机械工程的相关数据测量的精准度,还实现了数据测量的自动运行,有效的保证了机械施工的整体质量。在保证了机械工程精准度的前提下,机械工程的工作效率就可以大大增加,还能很大程度上降低施工人员的劳动强度,减少人力。综上所述,机电一体化系统不但可以确保工程的精准度,还可以使机械施工更加现代、高效与快捷,使机电一体化系统的应用前景更加广阔。

4.3机电一体化技术在包装机械方面应用

包装机械,机械部分一般多采用传统的凸轮构造、控制连杆等机构,控制系统用控制电路、控制连杆组成,结构复杂、维修困难,调试和操作非常不便。包装机械采用机电一体化技术之后,由于控制系统采用了微机、专业计算机,控制系统形成了模块化管理,使之前庞大、复杂的传统传感技术和传动技术的设备体积大大缩小,设备的零件也越来越精密,能源的消耗也大大减少,做到节能环保,在一定程度上增加了企业效益。

4.4实时监控

在机械工程中,机电一体化技术的另一个具体应用是实时监控技术。由于传统的机械工程各方面都比较落后,其操作过程不能够进行实时监控。这样,对于机械工程的整体质量不能得到有效的控制,与不能保证操作人员的人身安全,机电一体化在机械工程中的有效应用就可以很好地解决这些问题。机电一体化可以对一项具体工程的一系列环节进行实时监控,在生产过程中,一旦出现问题,机电一体化系统就会立即警报,并且马上对故障进行定位,然后对故障进行分析,使相关技术人员可以快速做出应对办法。这样不但使机械工程的安全性得到有效保证,而且机械工程的总体效率也会大大提高。

4.5实现对柴油机的自动化控制

因为机械工程对机械功率的整体要求较高,所以工程普遍将柴油机视为机械核心。将机电一体化应用到柴油机中,不仅能减小柴油机废气量,还能提高柴油机的动力与经济性。优化传统柴油机,减小柴油机污染物与提高燃油耗率为主要目的,借助机电一体化工作性能,控制好柴油机,使柴油机结合工程机械工作状态,对柴油机进行科学调整,以达到自动控制与调整柴油机及其油门的目的,进而达到自动温升与启停等要求。将自动控制应用到柴油机中,能帮助柴油机提高经济指标,在保障工程机械功率的同时,降低排放指标。

4.6分布式控制系统

与集中式控制系统不同的是,分布式控制系统是一对多的控制和指挥,因为分布式控制系统的功能非常强大,而且非常安全,所以分布式控制系统成为了机电一体化的主流技术。一般情况下,根据实际情况可以把分布式控制系统分为两级、三级或更多级。另一方面,随着测控技术的不断发展,分布式控制系统也在不断地创新,至今分布式控制系统还可以实现实时调度、在线最优化等功能,逐渐成为了一种将测、控、管集合为一体的综合系统,大大提高了其可靠性。

结论

机电一体化在工程机械方面的应用越来越广泛,其使用价值也越来越高,机电一体化正逐步成为机械领域的发展方向,同时也为传统的机械行业带来了新的发展空间。

参考文献:

[1]布紫叶.机电一体化的发展趋势和应用[J].科技风.2015(14)

[2]熊淑平.机电一体化创新实验及发展[J].西部皮革.2013(14)

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