「技術(shù)創(chuàng)新」機電一體化技術(shù)的應用與發(fā)展趨勢
發(fā)布時間：2021-12-29
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從目前國內(nèi)形勢來看，大部分領(lǐng)域都已經(jīng)逐漸引進了機電一體化技術(shù)。比如：機械加工、生產(chǎn)制造、數(shù)控機床、機器人、電子以及建筑工程等領(lǐng)域，可以清晰地看見機電一體化帶來的巨大改變和成果。機電一體化技術(shù)成功地改變了我國經(jīng)濟的發(fā)展現(xiàn)狀，同時也充分體現(xiàn)了國際形勢的變化和趨勢。如果良好地運用該技術(shù)，不但能使我國經(jīng)濟建設快速發(fā)展，同時也能極大地滿足現(xiàn)代社會市場的需求。本文以玻璃制造企業(yè)為例，分析機電一體化技術(shù)的特點、應用范圍以及發(fā)展趨勢。
1機電一體化技術(shù)概述
機電一體化技術(shù)已經(jīng)有著很長的發(fā)展歷史。自1971年提出以來，到今天已經(jīng)涵蓋了社會的各個領(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，因此被越來越多的企業(yè)所重視。從目前整個國內(nèi)市場形勢來看，幾乎每個企業(yè)都有涉及到機電一體化技術(shù)，并且取得了豐碩的發(fā)展成果和技術(shù)突破。從某種程度來講，這是社會經(jīng)濟和科技發(fā)展的必然結(jié)果。
2機電一體化的應用特點
2.1 實時監(jiān)控與檢測
在實際的生產(chǎn)制造中，通過機電一體化技術(shù)的有效應用，企業(yè)的發(fā)展格局和精神面貌有了巨大的改變，而這與機電一體化技術(shù)的優(yōu)勢和特點密不可分。其中，最主要的就是能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)加工中的實時監(jiān)控與檢測。在玻璃制造企業(yè)中，玻璃的生產(chǎn)制造是一個非常復雜的過程，使用的原材料很多，其應用的相關(guān)設備數(shù)量龐大，這對生產(chǎn)過程提出了更加嚴苛的技術(shù)要求，在保證玻璃的生產(chǎn)效率和質(zhì)量的同時，要時刻對儀器設備進行有效檢測，以防止意外事故的發(fā)生。機電一體化技術(shù)的引進，完美地解決了這一問題。通過該技術(shù)對生產(chǎn)設備的運行狀態(tài)進行實時監(jiān)控以及對產(chǎn)品進行嚴格的檢測，不僅節(jié)省了大量的生產(chǎn)成本，同時也為企業(yè)創(chuàng)造了更加可觀的經(jīng)濟效益。
2.2 提高機器生產(chǎn)運行精度和速率
在玻璃制造過程中，最主要的設施就是玻璃窯爐。玻璃窯爐的運行狀態(tài)關(guān)系到整個生產(chǎn)線的狀況，一旦發(fā)生問題，生產(chǎn)就會立刻停止，造成安全事故以及其他影響。這就給玻璃企業(yè)的發(fā)展帶來了嚴重的損失。機電一體化技術(shù)的引進，能有效緩解這些問題的發(fā)生，在生產(chǎn)中，通過給玻璃窯爐和成型機等設備安裝上機電一體化的監(jiān)督檢測設備和系統(tǒng)，操作人員可以時刻對監(jiān)督和檢測結(jié)果進行對比和分析，發(fā)現(xiàn)隱患問題可以盡快修正生產(chǎn)設計方案和技術(shù)參數(shù)。同時，機電一體化技術(shù)還能報警，提示所有該環(huán)境下的操作人員迅速采取改進措施。另外，通過該技術(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：當玻璃窯爐的溫度不符合生產(chǎn)加工要求，該系統(tǒng)就會迅速做出調(diào)整或給出相關(guān)提示，操作人員可以參與其中進行控制，從而保證生產(chǎn)的順利進行。
2.3 促進節(jié)能減排
在企業(yè)的發(fā)展中，節(jié)能減排始終作為一個非常重要的發(fā)展目標。因為當今社會的發(fā)展重點提倡環(huán)境保護和綠色生產(chǎn)，如若不能嚴格遵守，那么企業(yè)將面臨全社會的討伐，因此促進節(jié)能減排已經(jīng)成為現(xiàn)代社會發(fā)展的主流趨勢。以玻璃制造過程為例，在玻璃的制造中會排放大量的有害氣體，這其中就包括二氧化硫和氮氧化物，如果不對其進行脫硫脫硝處理，將會對周圍環(huán)境造成很大的影響，尤其是造成酸雨的產(chǎn)生。利用機電一體化技術(shù)，可以讓廢氣中的硫和氮氧化物進行有效的脫離，從而達到生產(chǎn)再利用的目標，這不僅為環(huán)境保護做出了貢獻，同時也為社會的發(fā)展奠定了堅實基礎(chǔ)。
3機電一體化的應用范圍
3.1 數(shù)控機床領(lǐng)域
數(shù)控機床對人們來說并不陌生，現(xiàn)在國內(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)機械零件的自動組裝和加工操作，這就大大提高了加工效率。同時，自動化安裝控制技術(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)量上一個新的臺階。但從目前現(xiàn)狀來看，我國的數(shù)控機床在機電一體化應用方面，還沒有達到成熟的階段，很多高端的機電一體化設備仍然需要從國外進口，這也是影響我國數(shù)控機床發(fā)展的主要原因之一。
3.2 自動生產(chǎn)線領(lǐng)域
對于自動生產(chǎn)線領(lǐng)域，這個就比較常見。以玻璃制造為例，在整個生產(chǎn)線中會存在很多個技術(shù)環(huán)節(jié)，與傳統(tǒng)的生產(chǎn)流程相比，機電一體化技術(shù)的應用，大大改善了玻璃生產(chǎn)速度和質(zhì)量。具體表現(xiàn)為：可以對玻璃窯爐的運行狀態(tài)進行實時監(jiān)控，如發(fā)現(xiàn)問題，立即發(fā)起警示，以避免引起重大經(jīng)濟損失或人員傷亡。同時，對于產(chǎn)品的運輸搬運，同樣有著顯著的作用，通過機電一體化自動搬運系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)品從生產(chǎn)到檢測，再到倉庫的全過程，解放了大量的勞動力。在玻璃企業(yè)的環(huán)保節(jié)能方面，機電一體化技術(shù)同樣發(fā)揮著重要的作用，通過機電一體化煙氣過濾凈化系統(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環(huán)境的污染。另外，通過機電一體化系統(tǒng)，能夠讓玻璃窯爐的熱能進行回收再利用，這就大大降低了玻璃的生產(chǎn)成本，符合我國能源可持續(xù)發(fā)展再利用的發(fā)展戰(zhàn)略。
3.3 機器人領(lǐng)域
機電一體化技術(shù)在機器人領(lǐng)域同樣發(fā)揮著不可替代的作用。當今，隨著人工智能和機器人技術(shù)的普及和推廣，社會的發(fā)展發(fā)生了翻天覆地的變化，而機電一體化技術(shù)的應用，無疑使機器人領(lǐng)域“如虎添翼”。具體表現(xiàn)為：在機器人的生產(chǎn)制造中，該技術(shù)可以對機器人的配件生產(chǎn)以及組裝起到明顯的協(xié)助作用，并能對其進行時刻監(jiān)控，有效地提升了機器人的生產(chǎn)速度和質(zhì)量。同時，還能利用其自身優(yōu)勢和特點對機器人系統(tǒng)進行改革和創(chuàng)新，讓二者共同發(fā)展和進步。
3.4 汽車電子化領(lǐng)域
隨著社會的進步和不斷發(fā)展，汽車行業(yè)的發(fā)展速度也非常迅猛，私家車越來越普及。在汽車領(lǐng)域中，應用到了機電一體化技術(shù)——電子化儀表。通過采用機電一體化技術(shù)，汽車的儀表外觀和性能發(fā)生了巨大的改變，這不僅提高了對汽車的體驗，同時也增加了人們出行的安全。與傳統(tǒng)儀表相比，機電一體化儀表實現(xiàn)了多功能、全方位等技術(shù)，為汽車領(lǐng)域的發(fā)展提供了非常有利的條件和基礎(chǔ)，增大了機電一體化技術(shù)的發(fā)展和應用空間。
4機電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢
4.1 向模塊化方向發(fā)展
在我國，目前存在種類繁多的自動化產(chǎn)品，其功能也是各具特色。但是總的來看，國內(nèi)市場缺乏統(tǒng)一的技術(shù)標準，導致了不同自動化產(chǎn)品的流通性較差。比如：某些先進的零件一旦發(fā)生損壞，就只能通過返廠進行更換，大大的增加了產(chǎn)品的維護成本，也給企業(yè)的生產(chǎn)制造帶來了一定的困難?；诖耍瑖蚁嚓P(guān)的管理部門應該對自動化產(chǎn)品提出統(tǒng)一的、科學的、規(guī)范的管理標準，以此來對其進行有效的約束和管控，從而使自動化產(chǎn)品向模塊化、規(guī)范化的方向發(fā)展，進而推動我國機電一體化技術(shù)的發(fā)展。
4.2 向輕量化方向發(fā)展
與以往的自動化產(chǎn)品相比較，機電一體化技術(shù)逐漸呈現(xiàn)出輕量化的特點。這不僅體現(xiàn)在外觀設計上，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，使得機電一體化產(chǎn)品變得更加的輕盈，同時也增強了其實用性。
4.3 向環(huán)保節(jié)能方向發(fā)展
隨著我國科學技術(shù)的不斷發(fā)展，環(huán)境問題也日益嚴重。節(jié)能環(huán)保成為所有行業(yè)首先要解決的難題之一。在國家大力倡導低碳環(huán)保節(jié)能的發(fā)展戰(zhàn)略下，機電一體化技術(shù)在自動化產(chǎn)品的設計、需求以及應用上，都可以“大做文章”，以充分地迎合我國現(xiàn)代化發(fā)展的目標和戰(zhàn)略。
5結(jié)語
我國的機電一體化技術(shù)已經(jīng)有著非常廣泛的應用，該技術(shù)擁有十分明顯的技術(shù)優(yōu)勢，對我國各個生產(chǎn)制造以及建設領(lǐng)域都起到了非常明顯的促進效果。因此，機電一體化技術(shù)可以促進我國現(xiàn)代化建設發(fā)展目標的實現(xiàn)。雖然該技術(shù)在應用中仍然存在一些不足，但是隨著科學技術(shù)的發(fā)展，機電一體化一定能夠成為我國的主流技術(shù)王牌。
撰稿：劉瑞平，利比玻璃制品（中國）有限公司中級工程師，研究方向：機械電子工程及設備。
（轉(zhuǎn)自《中國高新科技》雜志2020年第14期）
