葛文博

（东北石油大学机械科学与工程学院，黑龙江大庆，163318）

浅谈机电一体化在机械领域的应用

葛文博

（东北石油大学机械科学与工程学院，黑龙江大庆，163318）

本文主要介绍了机电一体化这一技术主要的内容及其特点,在此基础上阐述了机电一体化在机床改造领域以及纺织机械领域等机械工程技术上应用的实例,最后总结了该技术今后的发展趋势。

机电一体化；机械

0 前言

机电一体化技术是现如今自动化技术发展的前沿课题。该技术在初期主要是依靠凸轮以及机械机构等来完成其实现的,因此这一阶段的自动化技术准确来说即为机械自动化；在此之后由于电子技术的不断发展及完善，凸轮以及机械等机构正慢慢被新型的继电器、接触器以及电磁开关等所替代,并逐渐完成了电气件的自动化进程,使得机械机构在很大程度上得到了简化,使得自动化水平得到了提升；而机电一体化技术的创新及发展则为生产实践对于自动化技术的更进一步发展而服务,即为微电子技术、控制技术以及精密机械技术等不断发展的结果,是以计算机技术的广泛使用为其主要特点的一类自动化技术。

1 机电一体化的应用

因为数控机床要求系统的工作台或者是刀具在沿坐标轴进行运动时需要具备有精准的运动函数关系,所以适宜使用能够实现插补状态下进行连续控制的形式。由于开环系统它的结构较为简单、对系统的调整及维修方便、并且投入较少,所以是使用较多的一种系统。滚珠丝杠在进行工作时其副传动的效率较高、运行过程中摩擦造成的损失较小,运动状态平稳、没有明显的爬行现象,在运行过程中只要进行一定程度的预紧,就能够减小丝杠以及螺母的螺纹之间的空隙,在进行反向工作的时能够减小空间当中的死区、作出高精度程度的定位、刚度较高。所以在进行机构传动方法时使用滚珠丝杠副来完成传动工作；使用氟塑贴面技术来进行导轨,其具有摩擦系数较小以及耐磨程度较高等特点。

Z80 -CPU于国内的机床数控技术方面具有较高的实用性,因此涉及此方面的应用软件数量较较多,系统的开发过程也较为简单,而且Z80 -CPU和与之相配套的各类芯片价格较低，便于维修。这一装置具有较为独特的I /O指令,再加上其指令的格式以及执行的时间均较短,使得其进行扫描所需要的时间大大缩短。因此常采用经济型的Z80 -CPU微机及I /O接口电路、光电隔离电路、功率放大电路等。

使用计算机对数控的过程作出计算处理,由I /O接口向外输出步进脉冲,在经过二级齿轮进行减速之后使滚珠丝杠转动,最后实现了纵向以及横向的进给运动。

因为是对较为简易的经济数控车床作出改造,所以在满足实际需要的情况下,应当尽量对原机床进行较小的改动,即保持其原有的操作系统,以方便在数控部分出现故障的情况下仍然可以进行手工的半自动操作,在减小同时又降低了改造成本的前提下,增加经济效益，即以最轻微的改造方法以及最低廉的改造成本来完成高精度的加工。

2 相关领域未来的主要发展趋势

在研究了我国及国际上外机电一体化方向的发展现状及与之相关的各类高新技术未来发展动向的条件下,认为未来机电一体化技术将主要向以下方向进行发展:

(1)技术的个性化。在当今知识经济时代全面来临的局面下,求新并追求个性已经成为消费需求中一个非常主要的特点,而各类柔性化技术的应用给产品的个性化提供了非常有利的技术条件。因此,在信息时代,此类产品将会呈现出个性化发展的趋势。为了与此情况能够相适应,机电一体化产品其生产模式和生产理念也逐渐出现改变。因此高精度生产、快速制造、等技术相继出现。

(2)技术的高性能化。技术高性能化主要包扩高速、高效率以及高可靠性等。新一代的相关技术即为以此为主要目的从而出现的。这一技术的主要特点为使用多CPU结构,辅以大量的总线进行连接,以实现数据的快速高效传递；类系统多使用精简指令集机,以实现多任务共同操作系统来对数据作出处理；采用多重的缓冲系统,机械故障的诊断过程、机械自动检错及纠错过程、系统自动恢复等各类技术的应用保障了产品具有较高的性能。

(3)技术的智能化。机电一体化技术其发展及进步主要体现在所生产产品的智能性上,因此技术智能化是此类技术和传统技术能够作出区别的主要因素。其是在相关控制理论的基础之上,并大量吸收了人工智能技术、运筹学技术以及计算机科学技术等各类新型技术。

3 结束语

机电一体化技术作为现如今机械工业领域在未来进行发展的主要方向,其广泛的应用和发展已使得工农业领域、经济领域、军事领域等发生了巨大的变革。我国机械制造领域如想全面发展,就要求机电一体化的相关技术不断改革和创新。全面发展新一代机电一体化相关产品,不但是改造及创新传统机械设备的需要,同时也是推进机械产品进行更新换代并开辟新的研究方向，使机械工业能够全面发展的需要。

[1] 王恒升.机电一体化及其应用[J] .机床电器,1998(5):2 -5.

[2] 黄凤根,吴文英,陈瑞琪.机电一体化在纺织机械中的应用[J] .国外纺织技术:纺织针织服装化纤染整,2002(12):1 -7.

葛文博，男，1992年3月28日，东北石油大学机械科学与工程学院在读本科生

Introduction to the application of mechatronics in the field of mechanical

Ge Wenbo
(College of Mechanical Science and Engineering,Northeast Petroleum University,Daqing,163318,China)

The paper introduces the connotation and characteristics of electromechanical integration technology,and lists the mechanical and electrical integration of reform in machine tool,textile machinery, such as on some examples of successful application in mechanical engineering,and points out its latest development trend.

mechanical and electrical integration;mechanical

图1 智能模块