淺談機電一體化技術在機械工程領域的應用及展望

李坤明　岳鵬　李伯陽

【摘??要】科技的進步，促進工程建設事業得到快速發展。在工程機械領域，隨著電工電子技術、傳感器技術、接口技術、信號變換技術等多項技術的發展，工程機械的模式從傳統單一的機械電氣化逐步進化為現代的機電一體化。本文就機電一體化技術在機械工程領域的應用及展望展開探討。

【關鍵詞】機電一體化技術;機械工程;應用展望

引言

機電一體化技術就是機械技術與電子技術的結合，雖然此項技術的發展在我國起步較晚，但已經成為了我國非常重要的一項科學技術，并且由于對其研究的深化，機電一體化技術現已涉及到我國各大領域中并作出了相當可觀的貢獻，尤其對于我國的機械工程領域，更是使其發生了翻天覆地的變化。

1機電一體化技術的概念

將機械技術與微電子技術有效結合形成的綜合性生產管理技術，就是機電一體化技術，將該技術應用于工程機械領域，能夠促進相關技術產品的優化，促進工程機械領域智能化水平的提升。機電一體化系統所使用的電子技術，能夠充分發揮工程機械結構中的信息功能，促進機械化裝置與電子設計軟件的有機融合。機電一體化包括硬件和軟件兩個部分，硬件部分主要是各單元之間的構件，通過傳感器進行相關信息的處理，隨著相關技術的不斷發展，傳感器的更新換代十分迅速，為了滿足各類型傳感器的需求，信息變量通常是以數字化的形式出現的。在進行單元數據的處理過程中，系統現將數據進行存儲，在完成相關信息的處理之后，再根據相關要求實現對整體系統的有效控制。從中可以看出，信息的處理單元具備較多的控制功能，主要依靠執行結構接收信息，在進行信息與指令的發生。在實際的發展過程中，機電一體化已經廣泛的應用于各個領域，隨著對該技術研究力度不斷加大，對于機械工程的發展的推動作用會不斷提升。

2機電一體化系統的應用特征

機電一體化技術是電子技術、機械技術、計算機技術等多種技術融合的產物，具有技術先進性，在很多領域，機電一體化技術取得了理想的效果，促進了行業的進步。機電一體化技術的應用特征主要體現在：（1）綜合性。機電一體化技術是多種技術融合的產物，具有學科交叉性，在機電一體化系統內，包含的技術種類較多，這些技術可以充分發揮其各自的優勢。（2）專業性。在機電一體化系統內，學科基礎知識是重要的理論基礎，將理論與實踐加以綜合，使得機電一體化技術具有明顯的專業性。在機械工程領域，機電一體化技術通過機械整合，使得機械工程能夠具有較高的學科邏輯性。

3在工程機械領域的應用

3.1在改造機床方面的應用

在工程機械領域，數控機床是最為重要的機械設備之一，使用頻率高，數控機床在加工產品上對準確度、精確度有著高標準，模具若產生偏差，會直接影響產品的質量。機電一體化技術本身對精確度有著高要求且擁有自我檢測系統，若把機電一體化技術應用于工程機械領域，則可以有效解決這一問題，提高精準度，使機床朝智能化邁進。

3.2在包裝機械中機電一體化的應用

在很多工業與加工領域，包裝是其中的一項重要內容。當前，在技術快速發展的背景下，包裝工序都是借助于包裝機械來完成。包裝機械的結構相對復雜。傳統的包裝機械中，主要是通過電路控制的方式來實現各種組件之間的連接的，這種連接與控制方式使得機械缺乏統一性，常常會產生較高的機械維修成本，且一些包裝機械出現故障以后，維修難度相對較大。而機電一體化下的包裝機械，大大提高了包裝機械的加工效率，并且在機械控制中，機電一體化表現出明顯的技術優勢，由于具有故障預警、自動診斷等功能，使得包裝機械的故障概率大大降低，當出現運行異常時，機電一體化系統可以自動進行故障的定位，有效保障了維修的效率。因此，機電一體化包裝機械的功能更為完善，操作更為便捷。

3.3在紡織機械中機電一體化的應用

紡織機械設備的繞線架大多要挑選自動輸送形式，進而讓繞線架和導軌間的頻率可以保持不變。在應用正常活動后，速度感應設備將信號傳遞至TPU，在TPU操作完成后在傳遞至PCC端，并在這基礎上確定最優繞組比，保證信息高效傳輸。

3.4在實時監控方面的應用

機電一體化技術在機械工程中除了在機械上的具體運用，還可以應用在實時監控技術。在我國過去較為傳統的機械工程方面，因為落后所以無法在機械操作的同時具備實時監控的能力，導致機械工程的操作人員安全問題，及自身的整體質量都無法得到控制與保障。而此時將機電一體化技術有效的應用在機械工程的一系列環節中，則可以實現實時監控的能力，只要機械工程在生產過程中發生故障及問題就會立即引發機電一體化的報警系統，并且還能即可定位其出現故障的地方同時進行分析，很大程度上降低了技術人員的維修難度及維修效率，機械工程的安全性能也得到了更多方位的保障。

3.5在降低工作強度的應用

在傳統的工程機械施工過程中，需要應用大量的機械設備，部分設備的體積較大，人工操作難度較高，會在一定程度上增加施工的難度，從而增加工作人員的工作強度和工作量，不利于工作效率的提升。隨著機電一體化在該領域的應用，實現了較多設備的半自動化或自動化操作，相關技術人員只需要進行簡單的控制就能夠完成相關操作，在很大程度上提升了工作效率和工作質量。在當今的機械工程操作過程中，更注重的是員工的機械操作，傳統的操作方式很容易導致工作人員的疲乏，造成操作失誤的情況出現，而機電一體化能進一步減少人工操作的步驟，降低操作失誤的概率，為工作準確度的提升奠定了良好基礎。

4機電一體化未來的發展趨勢

4.1網絡化

在網絡信息科技不斷進步的社會環境中，我國逐漸步入了一個全新的發展階段，各行各業已開始引入網絡技術，機電一體化技術和互聯網信息科技的互相融合是未來社會發展的必然方向。

4.2微型化、袖珍化

從目前的機電一體化技術發展方向上看，未來機電一體化技術會朝著微型化、袖珍化的方向不斷演變。將納米技術和機械技術有機結合，提高工業產品的生產質量，壓縮時間成本，取得事倍功半的效果。

4.3智能化

在現代化的社會中，人們的生活越來越朝著智能化的方向在發展，在機械工程領域中機電一體化技術最突出的優勢就是實現對機械工程設備的智能化監控，所以在未來的發展中，機械一體化技術的智能效果也會更加的顯著，并且像神經剛落技術這樣科學智能化的技術也會為機電一體化技術的未來發展開創新的天地。

4.4綠色化

節能環保是現階段我國經濟社會發展的基本戰略，因此機電一體化還需要朝著綠色化的方向發展，在對該技術開發的過程中，除了需要滿足工程的相關標準，還需要結合低碳經濟的理念，盡可能減少對環境的破壞。不僅能夠有效維持生態平衡，還能夠加強廢棄物的利用，推動社會的可持續發展。隨著時代的不斷進步，機電一體化技術逐漸成熟，其性能也會不斷優化，將該技術與資源節約有效結合，能夠減少成本的投入，促進企業經濟效益與社會效益的提升。

結語

綜上所述，在現代化機械工程領域的發展中，機電一體化技術的發展是極為重要的，兩者之間往往相輔相成。同時機電一體化技術應用于機械工程領域不僅能夠對其發展起到重要作用，還能通過未來的研究成為我國機械工程整體提升的推動者。

參考文獻：

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[3]龔超.工程機械中機電一體化技術的應用[J].科學技術創新，2019（8）：67.

（作者單位：西北工業大集團）