機電一體化系統在機械工程中應用淺析

摘? 要? 隨著科學技術的高速發展，人們生產生活效率的不斷提高，機電一體化技術逐漸廣泛應用到了人們的生活及企業的生產當中。在工程機械生產行業中，機電一體化技術的先進性和使用價值體現的更為明顯。機械工程生產具有一定的安全風險，這是由機械作業的設備特性決定的，通過機電一體化技術可有效避免機械設備生產過程中安全事故的發生?；诖?，本文對機電一體化系統在機械工程中的應用做出深入探討，期望對相關行業起到一定的借鑒作用。

關鍵詞? 機電一體化? 機械工程? 應用

1.引言

當前，科學技術的進步幫助機械工程更加高效地實現自己的性能，將機電一體化系統應用于機械工程建設中，使工程建設脫離了人工的手動操作，改由通過計算機信息的處理進而實現機械工程的具體操作。機電一體化系統融合了眾多的先進的科學技術，對于機械工程運用合理的操作機械技術，實現機械工程的半自動化和自動化發展提供了重要的支持。

2.機電一體化的簡述

機電一體化技術是在機械技術以及電控技術的基礎上，綜合控制學、機械設計制造以及自動化技術等多種學科而形成的電子學科領域，綜合性較強，優勢比較明顯。電力生產領域內最早開始應用機電一體化技術，之后逐步應用于設備自動化、設備故障監測等較多領域，對各個行業與領域的發展起到了較大的推動作用。機電一體化技術在發展過程中逐漸融合了機械工程、電子工業、傳感器以及信息技術等多項科學領域內的工程技術。實踐研究表明，傳統機械設備生產模式比較落后，將人工操作生產方式實施下去，不具備較高的生產效率。之后逐步將流水線作業方式運用于工程機械設備生產過程中，這樣劃分了生產人員的負責區域，明確了工作人員的職責，促使工程機械設備產品生產質量、生產效率得到了一定程度的 提升。進入新時期后，為了降低勞動力成本，擴大整體效益，企業開始將機電一體化技術引入到工程機械生產過程中，取得不錯的成效，機械工程產品的產能得到大幅度增加。

3.機電一體化系統在機械工程中的具體應用

3.1監督控制作用

電子監控系統是機電一體化系統中比較關鍵的組成部分，其不僅可以對機械設備的運行狀態給予實時、動態的監督與控制，還可以將報警裝置安裝到電子監控系統下，以實現對機械設備的有效監控。機械設備運動過程中，一旦出現運行事故，電子監控系統能夠第一時間發出警報信號，而且還可以在較短的時間內判斷出故障發生的位置。然后，將故障信息傳輸至故障維修部門，以此實現對機械故障的有效處理，確保機械設備安全高效運行。

3.2提高機械工程生產效率

機電一體化系統能使傳統機械設備高能耗問題得到有效解決，能對機械設備的能耗進行有效監控，提高能源的利用效率。在機械設備生產過程中，可借助電子控制技術實現對機械設備能源供給量的有效調節，降低機械設備對能源的消耗，使能源利用效率大大提升。

3.3作業過程的半自動化或自動化

對于機械工程而言，半自動化或自動化的實現能夠有效降低操作者的勞動強度，降低作業的安全系數，并且使機械生產效率得到有效提升。例如：日本三菱公司所生產的挖掘機就配備挖掘軌跡控制系統，只需要操作人員在控制板上對鏟斗的運動軌跡進行設定，就能夠使微機控制系統按照各種角度傳感器的信號，來實現對斗桿、動臂和鏟刀運動的自動控制，這樣既能夠獲得各種斷面和形狀的溝槽，而且還能夠實現挖掘工作的自動化，大大降低了人工開挖的安全威脅。

3.4提高機械工程作業精度

在機械工程設備中引入電子控制系統，既能夠實現機械工程設備的自動化運行，而且還能夠有效提高機械工程設備運行精準度，進而提高其運行效率。傳統機械工程設備的稱量工作一般需要人為操作來完成，其精準度低于電子自動化稱量結果，而在機械工程中應用機電一體化系統可以使機械工程稱量的精準度得到有效提升。例如：在進行混凝土生產階段，借助電子稱量系統來實現自動化稱量，能夠有效提高混凝土配比精準度，提高混凝土的整體質量。

4.機電一體化系統在機械工程中的發展趨勢

4.1儀表監控系統

儀表監控可以準確識別當前機電設備生產狀態從而預防各種故障。傳統的儀表監控有微處理器以及大規模集成電路等，隨著科學技術的發展，一部分機械電子工程已經使用可編程 邏輯控制器、分布式控制系統等，利用先進的儀表監控系統代替傳統儀表，在可編程邏輯控制器和分布式控制系統的科研基礎上，研究人員又研制出了新一代儀表監控系統如現場總線系統等。

4.2自動化設備檢測系統

自動化設備檢測系統能夠自動發現機電設備生產過程中的危險操作并將其排除，同時自動化設備檢測系統還可以利用無損傷探傷法，對機電設備生產過程中的生產設備進行探傷以綜合分析其生產狀態以及故障發生率，從而在很大程度上提前排除了設備故障威脅，切實保障機電工程生產安全性。同時，該系統還可以和設備故障報警系統共同使用，在設備發生安全事故時，設備報警系統可以向工作人員發出警報并急停設備，大大降低了故障對于機械電 子工程生產過程中的威脅。

4.3自律分配化系統方向

通常情況下，只有機電一體化系統發展到一定程度后，自律分配化系統才可以投入使用。自律分配化系統需要借助獨立的運行模式，具有比較強的自律性，其會隨著外界環境的變化而發生相應的變化，以更好地適應外界環境需求。自律分配化系統可以根據總指令，來使每個子系統獨立完成相應的工作，這樣既可以避免由于某一子系統故障而導致機械工程無法順利進行，還可以有效提高機電一體化系統的柔性，提高機械工程的運行效率。

4.4全息系統化方向

“全息”，即所謂的全方位呈現，在機電一體化未來發展中，“全息”的優勢將會更加明顯，其可以從不同的角度來準確執行“指令”，以確保機械工程運行的有效性。實際上，全息系統化的發展主要得益于模糊技術和信息技術的高速發展。

5.結語

總之，機電一體化技術的發展程度幾乎決定了工程的運作效率，機電一體化系統需要更加地自動化，智能化，系統化，不斷的貼近機械工程的發展需要，相關的專業人員也需要對于技術手段更加的精進，綜合學習各學科的優勢項目，使機電一體化技術能夠得到充分的優化。

參考文獻：

[1]楊麗.機電一體化系統在機械工程中的應用[J].電子測試，2017（1）.

[2]肖遠見.機電一體化系統在機械工程中的應用[J].科技創新與應用，2017（5）.

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