機電一體化系統在機械工程中的應用

寧寶鑫 劉財業

摘 要：機電一體化系統是科技不斷發展的產物。同時，它也是一 個比較復雜的技術。如今，其應用范圍越來越廣。其中，需要與 機械工程進行融合是機電一體化技術的發展方向之一，而且 其能夠有效拓展機電設備的應用領域。本文基于機電一體化系統在機械工程中的應用展開論述。

關鍵詞：機電一體化;機械工程

隨著科學技術的發展，機電一體化系統在不斷的探究和發展當中，目前機電一體化系統融入了很多的新技術也吸取了很多的經驗，得到一定的發展，可以廣泛的適用于機械工程當中。傳統的機械電氣化主要為人工操作，在操作當中還存在一定的安全隱患，這就使得機械電器領域很少有工人能夠長久的堅持工作。機電一體化的出現，改變了傳統機械電器的不足，完美的利用現代化技術實現機械電氣工程的自動化和半自動化，革新了機械工程領域的技術手段。

一、機電一體化的概述

機電一體化系統是機械行業當中的一門新技術，機電一體化是基于電子技術而發展起來，其將機械技術、電工電子技術、微電子技術、信息技術、傳感器技術、接口技術、信號變換技術等多種技術進行有機地結合，并綜合應用到實際中去的綜合技術，現代化的自動生產設備幾乎可以說都是機電一體化的設備[1]。機電一體化最早出現在1971年日本雜志《機械設計》的副刊上，隨著機電一體化技術的快速發展，機電一體化的概念被我們廣泛接受和普遍應用。隨著計算機技術的迅猛發展和廣泛應用，機電一體化技術獲得前所未有的發展?，F在的機電一體化技術，是機械和微電子技術緊密集合的一門技術，他的發展使冷冰冰的機器有了人性化，智能化。

二、機電一體化系統的作用

（一）數控技術的應用

目前我國工業企業生產普遍使用數控設備，數控設備的核心技術是數控技術，提升了產品的質量。數控技術是機電一體化技術的重要應用，標志著機電一體化技術的發展水平。數控技術主要原理是利用現代計算機技術將設備運行的流程，形成程序化的執行文件，通過程序對數控設備進行控制，按照程序流程設定的參數、指標要求完成生產任務，在運行過程中，采集設備運行的數據信息，并根據信息反饋實現智能化控制，調整設備運行狀態，通過對信息進行處理分析，可以不斷改善技術方案，實現數控技術的不斷完善，確保設備運行的穩定性。數控系統通過智能化程序設置工藝流程和參數，提高了智能化控制的時效性，提高了對生產加工過程的精準控制，通過數控技術還可以提高不同設備之間的聯系，實現不同工序之間生產的連續性，從而實現產品全過程的自動化生產。

（二）實時的監控技術

實時監控技術是機電一體化技術的核心技術之一，是機械設備正常安全的重要保障?，F代機電一體化技術通過信息通訊技術和電氣自動化技術的綜合運用，利用監測元件實現了對設備運行狀態的實時監測，并實時將監測數據反饋到控制系統，智能化控制系統通過數據分析下達處理信息，實現對設備運行的自動化控制。通過實時監控技術確保了對生產過程的全面實時的智能化管理，保證設備安全運行，提高了設備生產精度，避免了安全事故發生。通過對設備狀態的實時監測，起到很好的預警作用，減少事故的發生，為技術人員提供準確的故障信息，提高了維修的時效性。

（三）提高機械的工作效率

機電一體化系統在機械工程中的應用效果體現最為明顯的就是提高了機械的工作效率，包括其安全性能以及工作質量。因為機電一體化系統的使用使得機械工程實現了自動化或半自動化，減少了對勞動力的使用，減輕了工人的工作壓力，同時，通過自動化或半自動化設備的使用，在安全性能上也有很大程度的提升。另外，機械的精密程度也是有所提高的，尤其是涉及到使用材料時，在用量的控制上更為嚴格，所以也能夠提高工程質量?？偠灾?，機電一體化系統在機械工程中的應用有效地擺脫了人為控制所造成的束縛，實現了本質上的進步。

（四）節約所使用的能源

傳統機械設備一直存在能源浪費的情況，人為控制材料的使用難以保證不會出現失誤，長期以往，在資源浪費上表現得十分嚴重?，F如今本來就存在資源短缺的問題，杜絕資源上的浪費就需要采取強制性手段。依靠人力難以高效完成，所以還是需要有控制系統對機械設備進行有效控制，實現自動化管理，能夠避免人為失誤。機電一體化系統的出現就在很大程度上改善了資源浪費的狀況，其中的電子控制技術效果十分顯著，在機械運轉的同時控制材料的添加，進行量上的增多或減少。機電一體化系統能夠通過機械耗能情況對能源的使用進行控制，進而避免造成資源上的浪費，提高了能源的利用效率。

（五）提升自動化水平

其實，所謂機電一體化就是對機電工程進行技術革新。雖然，以前的一些機電一體化設備已經具備自動的功能，但是其自動化的水平還是比較低的。而機電一體化就是要提升自動化水平。通過機電一體化的方式，能夠在最大程度上提高工作效率、降低生產成本。在面對一些突發的問題的時候，這項功能也能夠自主解決問題，讓機電設備的工作性能得到提升，這些都是以前的機電設備不能夠達到的。

三、機電一體化系統在機械工程中的發展趨勢

（一）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、分布式控制系統等較為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。

（二）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。

（三）信息化、網絡化以及可持續發展

社會各方面的可持續發展是當下甚至未來一直會延續的主題之一，隨著信息革命的不斷發展與成熟，網絡科技的不斷完善，使可持續發展更加成為一個能夠實現的現實。實現機電一體化的信息化、網絡化，將可以優化資源配置、提高工作效率與質量，讓整個工作能夠更加穩定。同時追求產品的綠色可持續發展理念，在保持甚至提高原有產品特性的情況下，讓產品能夠進行一定的回收，起到保護環境的作用。

四、結語

機電一體化技術將機械工程、電子技術、信息技術等一系列先進技術綜合運用了起來，將其合理應用于機械工程中，可以促使機械工程的現代化、信息化水平得到提升，同時也可以有效優化和創新工程機械設備的生產方式與管理模式。在未來的發展中，人們將會日趨重視工程機械設備的智能化發展，促使工程機械設備智能化發展目標得到順利實現。

參考文獻：

[1]廖杰.綠色技術在機電一體化機械系統中的應用分析[J].南方農機，2019，50（09）：119.

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[3]張曦，李飛飛.機電一體化系統在機械工程中的應用[J].山東工業技術，2019（14）：149.

[4]馮振華.機電一體化系統中智能控制的應用研究[J].山東工業技術，2019（13）：137+135.

[5]王濤.機電一體化在工程機械設備中的運用[J].化工管理，2019（13）：157-158.