「技術(shù)創(chuàng)新」機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展趨勢(shì)
發(fā)布時(shí)間：2021-12-29
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從目前國(guó)內(nèi)形勢(shì)來(lái)看，大部分領(lǐng)域都已經(jīng)逐漸引進(jìn)了機(jī)電一體化技術(shù)。比如：機(jī)械加工、生產(chǎn)制造、數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、電子以及建筑工程等領(lǐng)域，可以清晰地看見(jiàn)機(jī)電一體化帶來(lái)的巨大改變和成果。機(jī)電一體化技術(shù)成功地改變了我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展現(xiàn)狀，同時(shí)也充分體現(xiàn)了國(guó)際形勢(shì)的變化和趨勢(shì)。如果良好地運(yùn)用該技術(shù)，不但能使我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)快速發(fā)展，同時(shí)也能極大地滿(mǎn)足現(xiàn)代社會(huì)市場(chǎng)的需求。本文以玻璃制造企業(yè)為例，分析機(jī)電一體化技術(shù)的特點(diǎn)、應(yīng)用范圍以及發(fā)展趨勢(shì)。
1機(jī)電一體化技術(shù)概述
機(jī)電一體化技術(shù)已經(jīng)有著很長(zhǎng)的發(fā)展歷史。自1971年提出以來(lái)，到今天已經(jīng)涵蓋了社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域，并且發(fā)揮了非常重要的作用，主要原因在于該技術(shù)具有非常明顯的適用性和技術(shù)優(yōu)勢(shì)，因此被越來(lái)越多的企業(yè)所重視。從目前整個(gè)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)形勢(shì)來(lái)看，幾乎每個(gè)企業(yè)都有涉及到機(jī)電一體化技術(shù)，并且取得了豐碩的發(fā)展成果和技術(shù)突破。從某種程度來(lái)講，這是社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科技發(fā)展的必然結(jié)果。
2機(jī)電一體化的應(yīng)用特點(diǎn)
2.1 實(shí)時(shí)監(jiān)控與檢測(cè)
在實(shí)際的生產(chǎn)制造中，通過(guò)機(jī)電一體化技術(shù)的有效應(yīng)用，企業(yè)的發(fā)展格局和精神面貌有了巨大的改變，而這與機(jī)電一體化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)密不可分。其中，最主要的就是能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)加工中的實(shí)時(shí)監(jiān)控與檢測(cè)。在玻璃制造企業(yè)中，玻璃的生產(chǎn)制造是一個(gè)非常復(fù)雜的過(guò)程，使用的原材料很多，其應(yīng)用的相關(guān)設(shè)備數(shù)量龐大，這對(duì)生產(chǎn)過(guò)程提出了更加嚴(yán)苛的技術(shù)要求，在保證玻璃的生產(chǎn)效率和質(zhì)量的同時(shí)，要時(shí)刻對(duì)儀器設(shè)備進(jìn)行有效檢測(cè)，以防止意外事故的發(fā)生。機(jī)電一體化技術(shù)的引進(jìn)，完美地解決了這一問(wèn)題。通過(guò)該技術(shù)對(duì)生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控以及對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行嚴(yán)格的檢測(cè)，不僅節(jié)省了大量的生產(chǎn)成本，同時(shí)也為企業(yè)創(chuàng)造了更加可觀(guān)的經(jīng)濟(jì)效益。
2.2 提高機(jī)器生產(chǎn)運(yùn)行精度和速率
在玻璃制造過(guò)程中，最主要的設(shè)施就是玻璃窯爐。玻璃窯爐的運(yùn)行狀態(tài)關(guān)系到整個(gè)生產(chǎn)線(xiàn)的狀況，一旦發(fā)生問(wèn)題，生產(chǎn)就會(huì)立刻停止，造成安全事故以及其他影響。這就給玻璃企業(yè)的發(fā)展帶來(lái)了嚴(yán)重的損失。機(jī)電一體化技術(shù)的引進(jìn)，能有效緩解這些問(wèn)題的發(fā)生，在生產(chǎn)中，通過(guò)給玻璃窯爐和成型機(jī)等設(shè)備安裝上機(jī)電一體化的監(jiān)督檢測(cè)設(shè)備和系統(tǒng)，操作人員可以時(shí)刻對(duì)監(jiān)督和檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比和分析，發(fā)現(xiàn)隱患問(wèn)題可以盡快修正生產(chǎn)設(shè)計(jì)方案和技術(shù)參數(shù)。同時(shí)，機(jī)電一體化技術(shù)還能報(bào)警，提示所有該環(huán)境下的操作人員迅速采取改進(jìn)措施。另外，通過(guò)該技術(shù)，還能讓生產(chǎn)制造的技術(shù)參數(shù)更加精確，這就能使生產(chǎn)速率得到明顯的提升，比如：當(dāng)玻璃窯爐的溫度不符合生產(chǎn)加工要求，該系統(tǒng)就會(huì)迅速做出調(diào)整或給出相關(guān)提示，操作人員可以參與其中進(jìn)行控制，從而保證生產(chǎn)的順利進(jìn)行。
2.3 促進(jìn)節(jié)能減排
在企業(yè)的發(fā)展中，節(jié)能減排始終作為一個(gè)非常重要的發(fā)展目標(biāo)。因?yàn)楫?dāng)今社會(huì)的發(fā)展重點(diǎn)提倡環(huán)境保護(hù)和綠色生產(chǎn)，如若不能?chē)?yán)格遵守，那么企業(yè)將面臨全社會(huì)的討伐，因此促進(jìn)節(jié)能減排已經(jīng)成為現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的主流趨勢(shì)。以玻璃制造過(guò)程為例，在玻璃的制造中會(huì)排放大量的有害氣體，這其中就包括二氧化硫和氮氧化物，如果不對(duì)其進(jìn)行脫硫脫硝處理，將會(huì)對(duì)周?chē)h(huán)境造成很大的影響，尤其是造成酸雨的產(chǎn)生。利用機(jī)電一體化技術(shù)，可以讓廢氣中的硫和氮氧化物進(jìn)行有效的脫離，從而達(dá)到生產(chǎn)再利用的目標(biāo)，這不僅為環(huán)境保護(hù)做出了貢獻(xiàn)，同時(shí)也為社會(huì)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
3機(jī)電一體化的應(yīng)用范圍
3.1 數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域
數(shù)控機(jī)床對(duì)人們來(lái)說(shuō)并不陌生，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)的大多數(shù)企業(yè)都已經(jīng)采用該技術(shù)，主要原因在于它能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械零件的自動(dòng)組裝和加工操作，這就大大提高了加工效率。同時(shí)，自動(dòng)化安裝控制技術(shù)也提高了安裝的精確性，在一定程度上減輕了企業(yè)的生產(chǎn)制造壓力，使產(chǎn)品的質(zhì)量上一個(gè)新的臺(tái)階。但從目前現(xiàn)狀來(lái)看，我國(guó)的數(shù)控機(jī)床在機(jī)電一體化應(yīng)用方面，還沒(méi)有達(dá)到成熟的階段，很多高端的機(jī)電一體化設(shè)備仍然需要從國(guó)外進(jìn)口，這也是影響我國(guó)數(shù)控機(jī)床發(fā)展的主要原因之一。
3.2 自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)領(lǐng)域
對(duì)于自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)領(lǐng)域，這個(gè)就比較常見(jiàn)。以玻璃制造為例，在整個(gè)生產(chǎn)線(xiàn)中會(huì)存在很多個(gè)技術(shù)環(huán)節(jié)，與傳統(tǒng)的生產(chǎn)流程相比，機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用，大大改善了玻璃生產(chǎn)速度和質(zhì)量。具體表現(xiàn)為：可以對(duì)玻璃窯爐的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，如發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，立即發(fā)起警示，以避免引起重大經(jīng)濟(jì)損失或人員傷亡。同時(shí)，對(duì)于產(chǎn)品的運(yùn)輸搬運(yùn)，同樣有著顯著的作用，通過(guò)機(jī)電一體化自動(dòng)搬運(yùn)系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)品從生產(chǎn)到檢測(cè)，再到倉(cāng)庫(kù)的全過(guò)程，解放了大量的勞動(dòng)力。在玻璃企業(yè)的環(huán)保節(jié)能方面，機(jī)電一體化技術(shù)同樣發(fā)揮著重要的作用，通過(guò)機(jī)電一體化煙氣過(guò)濾凈化系統(tǒng)，能夠使廢氣中的硫化物和硝化物得到有效凈化，這在某種程度上避免了對(duì)環(huán)境的污染。另外，通過(guò)機(jī)電一體化系統(tǒng)，能夠讓玻璃窯爐的熱能進(jìn)行回收再利用，這就大大降低了玻璃的生產(chǎn)成本，符合我國(guó)能源可持續(xù)發(fā)展再利用的發(fā)展戰(zhàn)略。
3.3 機(jī)器人領(lǐng)域
機(jī)電一體化技術(shù)在機(jī)器人領(lǐng)域同樣發(fā)揮著不可替代的作用。當(dāng)今，隨著人工智能和機(jī)器人技術(shù)的普及和推廣，社會(huì)的發(fā)展發(fā)生了翻天覆地的變化，而機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用，無(wú)疑使機(jī)器人領(lǐng)域“如虎添翼”。具體表現(xiàn)為：在機(jī)器人的生產(chǎn)制造中，該技術(shù)可以對(duì)機(jī)器人的配件生產(chǎn)以及組裝起到明顯的協(xié)助作用，并能對(duì)其進(jìn)行時(shí)刻監(jiān)控，有效地提升了機(jī)器人的生產(chǎn)速度和質(zhì)量。同時(shí)，還能利用其自身優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)對(duì)機(jī)器人系統(tǒng)進(jìn)行改革和創(chuàng)新，讓二者共同發(fā)展和進(jìn)步。
3.4 汽車(chē)電子化領(lǐng)域
隨著社會(huì)的進(jìn)步和不斷發(fā)展，汽車(chē)行業(yè)的發(fā)展速度也非常迅猛，私家車(chē)越來(lái)越普及。在汽車(chē)領(lǐng)域中，應(yīng)用到了機(jī)電一體化技術(shù)——電子化儀表。通過(guò)采用機(jī)電一體化技術(shù)，汽車(chē)的儀表外觀(guān)和性能發(fā)生了巨大的改變，這不僅提高了對(duì)汽車(chē)的體驗(yàn)，同時(shí)也增加了人們出行的安全。與傳統(tǒng)儀表相比，機(jī)電一體化儀表實(shí)現(xiàn)了多功能、全方位等技術(shù)，為汽車(chē)領(lǐng)域的發(fā)展提供了非常有利的條件和基礎(chǔ)，增大了機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用空間。
4機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
4.1 向模塊化方向發(fā)展
在我國(guó)，目前存在種類(lèi)繁多的自動(dòng)化產(chǎn)品，其功能也是各具特色。但是總的來(lái)看，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)缺乏統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致了不同自動(dòng)化產(chǎn)品的流通性較差。比如：某些先進(jìn)的零件一旦發(fā)生損壞，就只能通過(guò)返廠(chǎng)進(jìn)行更換，大大的增加了產(chǎn)品的維護(hù)成本，也給企業(yè)的生產(chǎn)制造帶來(lái)了一定的困難?；诖?，國(guó)家相關(guān)的管理部門(mén)應(yīng)該對(duì)自動(dòng)化產(chǎn)品提出統(tǒng)一的、科學(xué)的、規(guī)范的管理標(biāo)準(zhǔn)，以此來(lái)對(duì)其進(jìn)行有效的約束和管控，從而使自動(dòng)化產(chǎn)品向模塊化、規(guī)范化的方向發(fā)展，進(jìn)而推動(dòng)我國(guó)機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展。
4.2 向輕量化方向發(fā)展
與以往的自動(dòng)化產(chǎn)品相比較，機(jī)電一體化技術(shù)逐漸呈現(xiàn)出輕量化的特點(diǎn)。這不僅體現(xiàn)在外觀(guān)設(shè)計(jì)上，其質(zhì)量和操作性也得到了大幅度的提升。這些得益于片式原器件的技術(shù)進(jìn)步，從傳統(tǒng)的零件插孔安裝演變成現(xiàn)在的電子芯片組裝，使得機(jī)電一體化產(chǎn)品變得更加的輕盈，同時(shí)也增強(qiáng)了其實(shí)用性。
4.3 向環(huán)保節(jié)能方向發(fā)展
隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，環(huán)境問(wèn)題也日益嚴(yán)重。節(jié)能環(huán)保成為所有行業(yè)首先要解決的難題之一。在國(guó)家大力倡導(dǎo)低碳環(huán)保節(jié)能的發(fā)展戰(zhàn)略下，機(jī)電一體化技術(shù)在自動(dòng)化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、需求以及應(yīng)用上，都可以“大做文章”，以充分地迎合我國(guó)現(xiàn)代化發(fā)展的目標(biāo)和戰(zhàn)略。
5結(jié)語(yǔ)
我國(guó)的機(jī)電一體化技術(shù)已經(jīng)有著非常廣泛的應(yīng)用，該技術(shù)擁有十分明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，對(duì)我國(guó)各個(gè)生產(chǎn)制造以及建設(shè)領(lǐng)域都起到了非常明顯的促進(jìn)效果。因此，機(jī)電一體化技術(shù)可以促進(jìn)我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)發(fā)展目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。雖然該技術(shù)在應(yīng)用中仍然存在一些不足，但是隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)電一體化一定能夠成為我國(guó)的主流技術(shù)王牌。
撰稿：劉瑞平，利比玻璃制品（中國(guó)）有限公司中級(jí)工程師，研究方向：機(jī)械電子工程及設(shè)備。
（轉(zhuǎn)自《中國(guó)高新科技》雜志2020年第14期）
