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摘要:自动化技术是现代机电行业的主要动力,可明显提高工程效率,减少失误率,并减轻劳动量,节约成本,以此为基础的机电一体化技术更是应用极广。本文首先谈了对机电一体化的理解,然后分析了机电自动化和一体化在钢铁、数控机床、机械制造等行业中的应用。最后,对其核心技术做了简单介绍。
关键词:自动化技术;机电一体化;信息处理技术
引言
机电一体化是现代机电工程的核心技术,它将传统的机械系统和电子系统相结合,在信息技术的作用下,能够更好地处理能量和物质的功能。这是计算机时代的必然产物,是传统机械行业一个质的提升,对提高工程效率和质量大有裨益。信息和知识在当前很多领域都发挥着重要作用,机电一体化的应用也不断增多,其自动化功能也在进一步完善,朝着智能化方向发展。今后,需加强此方面的研究,拓展其应用范围,推动机电一体化进一步发展。
1机电工程技术的分析和理解
在传统机械行业中,机器设备起着重要作用,组成部分有发动机、传动系统、曲柄连杆、转向等,且多为钢铁材质,在当前缺乏竞争力。钢铁材料本身较重,运转时耗能较多,所以为了提高作业效率,必须努力提高机器的性能。比如,使用非金属复合材料减轻机器自身重量,降低运转时的能耗;提高运转的精度,实现功率最大化。驱动是机器的重要组成部分,一般选择电机作为驱动,不过随着工程对驱动系统要求的提高,电机的响应速度有些跟不上,工作效率也有待提升。这就要求研发新的驱动系统,比如在传统电机中安装编码器,或者使用伺服驱动单元,能够有效地提高弱电控制线路。
机电一体化集机械技术、计算机信息技术、电子控制技术等于一体,微型计算机是其中的关键,负责信息的搜集和运算处理。随着工程复杂度增加,需处理的信息量骤增,很多领域对电子计算机的要求越来越高,必须具备快速、高效、稳定、精确等功能。还有抗干扰性,也不容忽视,在实际工程和生产中,计算机设备接收信号时容易被干扰,所以还需提高抗干扰性能。为方便信号传递和接受,数据的格式和标准都应统一化,且整个设计流程尽量简化,去除不必要的环节。面对今后海量信息的挑战,需确保信息的传递速度和完整性。
此外,传感器也是实现机电一体化的重要装置,主要负责信号的检测和传输。所以,传感器在灵敏性、稳定性、精确性等方面占据优势,才能满足机械一体化的高要求。目前正朝着光纤电缆传感器方向迈进,可有效地避免电干扰。
2机电工程技术的自动化应用
2.1应用于钢铁行业
钢铁作为工业的主要材料,需求量很大,为提高生产效率和质量,必须全程控制生产过程。机电一体化系统具有监督、调度等功能,目前一般都采用分布式控制系统,安全性和功能都相对更优越。其原理是由一台中央计算机控制若干子系统、生产台面,可通过中央计算机对其他台面进行参数设置、状态监测等操作。中央计算机和生产现场的台面可通过互联网连接,实现远程操控。
2.2应用于数控机床
数控机床指的是带有程序控制系统的自动化机床,与普通机床相比,数控机床具有更多优势。自动化程度较高,可减少人力劳动,而且当一种零件生产完成后换另一批时,只需更改数控程序即可,大大提高了生产效率。现代工业对零部件要求较高,一方面是指外形,即形状愈发复杂;另一方面是指质量,主要集中于加工精度。机电一体化的融入,使得数控机床能够满足此方面的需求,其高度柔性、高生产率、高稳定性等特点,使其在现代工业中有着大量应用。
2.3应用于机械制造
对机械的应用是人类发展史上一个重要的里程碑,大大减轻了劳动量,尤其是进入近代社会后,机械制造行业迅速兴起。以往的机械制造行业,要想在竞争中占据优势,应扩大企业规模,增加生产数量,优化产品结构,以最低成本获取最大效益。而电子信息时代的到来,改变了这一现象,信息技术成了关键,解决了传统机械制造中很多难题,消除了不少弊端,使得生产效率明显提升。机电一体化用于机械制造行业,带有网络化、虚拟化、智能化等特点,将制造业和电子信息技术高度融合。
2.4应用于其他行业
除了以上几个领域,机电工程自动化技术在其他诸多行业也有着大量应用。比如食品包装,流水线工作多为重复性的操作,采用人工劳动,成本增加,且人工速度有限;采用传统机械化系统,效率提升,但精确度和智能化功能较弱。自动化技术可以通过相关参数设置,对流水线进行自动化控制,工作效率和失误率更有保障,而且能减少人工的投入。
3机电工程自动化的核心技术
首先,机械本体工程技术。作为机电工程技术的基础,应从机械自身加以考虑,庞大的钢铁架构已不能满足当前生产的需求。现代工程追求微型化,从外形到内部系统,都尽可能地微型化,但性能在不断提升。因此,可选择高级金属材料或非金属合成材料,减轻机械自重,使用微型化的驱动系统,以减少能耗。
其次,信息处理技术。这是机电一体化的核心,自动化的参数设置、智能化的自动分析等,都建立在信息处理技术的基础上。今后的主要研究方向是如何提高信息处理速度和准确度,在海量信息运算中把失误率降至最低。
另外,驱动、传感装置也很重要,都应完成技术上的更新,积极研发新设备。接口技术对数据传递而言意义重大,现在技术人员正致力于开发低成本、高速串行的接口,来解决信号电缆非接触化、光导纤维以及光耦器的大容量化、小型化、标准化等问题。再有就是相关软件技术,软件要标准化、统一化,并不断更新升级,解决出现的新问题。
4结束语
随着社会经济和生产力的发展,传统机械工业发生了巨大变化,为适应新时代的生产需求,机电自动化和机电一体化技术应运而生,使得生产效率和产品质量都有明显提高。如今,机电工程项目越来越多,难度愈来愈大,机电一体化的应用能够解决很多技术难题,但面对不断出现的新要求和新问题,还应深入研究,进一步提升机电技术,尽快实现智能化。
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