機電一體化技術在機械工程上的應用及發展趨勢探析

劉桂超 李玉滿（共青科技職業學院，江西 九江 332020）

進入二十一世紀后，機械工程領域之內，主要的研究方向以及快速發展的核心課題的內容之一即為機電一體化技術。機電一體化技術不斷推動機械工程的快速發展，確保機械工程工作更全面，還能在根本上不斷改善機械工程所體現的科學面貌，提升機電方面所生產產品的性能、定位功能以及使用效果，使得機械工程操作和發展更加的簡單、快速、具有更強的可靠性以及適用性。

1 機電一體化的結構

1.1 機電一體化的含義

機電一體化的具體含義指：機械功能、設計以及應用的過程中，在機械結構的主要功能方面、功能控制方面、信息處理等多個方面，利用控制裝置將安裝的電子化集成與控制軟件等模塊進行更好的結合，并且產生統一的系統，系統會利用電子技術，將裝置在預定的程序下進行操作，并且運用機械技術、電力電子技術、微電子技術等，互相配合完成系統對于各項功能的能夠在獨立的單元內進行配置，并且滿足對于機械系統的智能性控制，完成機械設備的高質量、多功能、環保、低消耗、可靠的運行效果。機電一體化技術是將各項技術結合起來，進而滿足機械功能的綜合性應用。機電一體化是個復雜的、系統之間相互結合的科學的技術過程，并不是將機械技術與微電子技術進行簡單的結合。在機械工程上充分的利用機電一體化技術，不僅能完成原有的機械功能，還能進行自我調節及控制、自我檢測并處理信息、自動診斷并保護機械項目等多種功能。

1.2 機電一體化的突出特征

機電一體化具有以下幾個特征：其一，具有廣而強的應用性特征。機電一體化技術是將機械作為基礎，進而研究機電逐漸實現機電產品性能的開發的技術，這種技術并不會應為機械類型及種類的影響，還會逐漸滲透到不同的專業系統、開發技術以及產品應用當中，所以機電一體化的應用性很強。其二，具有系統化特征。機電一體化是利用各項技術進行協作，并不斷集成的應用，產品與產生的過程綜合起來會組成一個功能更加完整的系統。其三，既有整體最優化特征。整體最優是指機電一體化的效率高、性能高、附加值高，材料及能源比較節省，能量消耗低、污染少，機械工程與機電一體化技術整體結合，能滿足整體最優。其四，操作清晰、簡單。機電一體化的產品操作簡單，一些不懂機電原理的普通用戶，使用機電一體化的系統操作非常便捷。

2 機電一體化技術在機械工程上的應用

2.1 在改造機床方面的應用

數控機床對于工作的工作臺以及機床上刀具的運用具有非常嚴格的要求，必須確保刀具運動路線的準確性，偏差也要在規范的區間內，進而保證加工件具有準確性。開環伺服系統具有結構簡單、維修簡單、故障易診斷與排除、調整簡單等優點，此外價格比較低廉，被數據機床廣泛應用。科學技術在不斷的發展，現在的數控機床都利用電腦對各項數據以及信息進行整理，并且按照相應的功能以及技術需求進行選擇，這樣不僅能減少制造成本，還能讓工作人員更省力，企業就能收獲更多的經濟效益。

2.2 在包裝機械方面的應用

包裝機械中大都利用傳統的控制連桿或者凸輪構造等，控制系統是由控制連桿以及控制電路共同組成的，其結構復雜、調試與操作不便、維修難度較大。隨著技術發展，包裝機械運用機電一體化技術，將傳統的傳感技術與傳動技術的具體設備的體積縮小、能源消耗也不斷減少、設備的零件更加精密，包裝機械又節能又環保，為企業增加了經濟效益。

2.3 在產品開發上突出的特點

機電一體化產品具有非常良好的發展前景，對于機電一體化的運用，使得機械功能更加多變，還能利用微處理器及微電子技術來提高機械產品的功能。機電一體化技術的不斷發展完成了普通機械轉型到智能化機械、自動化機械的突破，還不斷提高產品價值與科技含量，推動機械經濟與技術的不斷發展。

3 機電一體化在機械工程上的發展趨勢

機電一體化在機械工程上的發展趨勢主要表現為以下幾個方面。其一，個性化。市場經濟的快速發展，決定了所產商品必須具有個性化，機電一體化產品想繼續占有市場，就要在確保產品質量的情況下向著個性化發展。其二，智能化。機電一體化的智能化是其顯著特征，這也是同傳統機械最本質的差別，也是抗衡其他技術與產品的亮點。科學技術的不斷進步，推動機電一體化的智能化水平的提升，促使機械工程生產工藝更科學、更準確。其三，高性能化。機電一體化產品具有運行速度、效率、精度、可靠性、穩定性等性能，這些可以保證機電產品進行多任務、多系統、多數據的操作。此外，在發生系統故障時，工作人員能在依照提示利用最短的時間將機械設備調整或者修理好，確保機電一體化的高性能。其四，綠色化。我國堅持可持續發展戰略，這也是機電一體化發展的特色，運用機電一體化技術，確保生產與加工制造的過程中具有更少的環境污染、更少的資源浪費，并且在產品達到使用期限時，能進行回收再利用，完成可持續發展戰略的實施。

4 結語

機械工程的發展趨勢必然是實現機電一體化，而機電一體化還會影響社會的變革，這種變革不僅是機械工程方面，還有科技、農業、軍事等各個方面。雖然我國機械工程的發展歷程較短，但我們要積極借鑒其他國家的先進技術，并從中獲取更多的經驗，推動我國機械工程的快速發展。

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[2]趙慶，王堃，王怡然.淺談機電一體化系統的仿真發展趨勢.J.科技致富向導.2012（02）.412；

[3]孫鵬.簡述機電一體化在工程機械中的應用.J.黑龍江科技信息.2010（14）.54；