機電一體化技術在機械工程中的應用分析

趙亞敏

摘要：機械工程與裝備工業以及加工生產等領域有著密切的關系，為了提高工作的效率和質量，人們通過機械設備的應用實現對勞動力的替代，它可以通過零部件之間的互相作用，在電力工程的幫助下實現對于機械設備的驅動，使其可以進行動作的重復達到生產、施工的目的。對于今天來說，機械工程的發展逐漸與自動化等技術結合到一起，延伸出機械一體化技術，它具有一定的綜合性，可以實現對于信息的有效處理，現代化的自動生產設備大多都是采用機電一體化的技術模式。本篇文章通過對機電一體化在機械工程中的應用優勢進行闡述，分析機電一體化在機械工程中的應用技術，從而探討機電一體化技術在機械工程中的具體應用，并且就機電一體化技術的應用前景進行展望。

關鍵詞：機電一體化;機械工程;智能化;

引言

機械工程的主要作用就是提高現有的生產率，減少勞動力的投入，并且降低由于人為操作引發的故障問題。機械工程在不同行業的應用推動了工業化社會的發展，對于現階段來說，隨著科學技術的提升，在傳統機械工程的基礎上，將其與微電子技術、計算機技術等結合到一起，從而改變它的作業模式，不再需要人工操作就可以達到生產的目的，它是通過接口的方式，將程序指令與機械設備連接到一起，實現對于設備的有效控制，讓其可以按照預先的規定進行操作，也是機電一體化的雛形。機電一體化技術在生產加工以及工程建設等方面的應用，可以推動信息化作業的發展，從市場需求的角度來看，可以提高原有的技術水平，減少過程的隱患問題，有關人員可以就此進行具體的研究。

1、機電一體化技術在機械工程中的應用優勢

1.1提高工作中的安全性

通過對傳統機械工程的了解和分析可以明確，由于機械工程中的零部件在運動中可以產生不同的運動，其中的齒輪、工具刀等與人體直接接觸后可能會產生碰撞、卷入等問題，從而造成不同的人身傷害。在機械設備的制造以及應用過程中，如果工作人員沒有嚴格按照技術規范進行操作，就會存在不同的安全隱患，而且機械傷害也使得工程處于不穩定的狀態下。在此基礎上，機電一體化技術在機械工程中的應用可以有效的提高機械工程工作中的安全性，它可以通過接口技術、計算機程序的應用實現對于機械工程運動過程的控制，減少人工勞動力的應用，從而確保工作環境的穩定性和安全性。另一方面來說，機電一體技術還可以實現對現場的有效監控，一旦發生危險問題，可以第一時間進行預警操作，實現安全聯動控制，在不同的角度上提高它的可靠性。

1.2提高工作的效率和質量

機電一體化技術屬于技術密集型產業，它將不同的技術整合到一起，可以充分發揮不同的優勢，在實際的作業中，機電一體化技術的應用可以簡化機械工程的流程，減少故障問題的產生環節，而且減少由于人為操作所引發的不規范問題，避免在作業中由于摩擦等問題所導致的變形現象。其次，機電一體化技術是通過計算機實現對于相關數據的計算，它可以將誤差控制在合理范圍內，并且完成人工無法進行的復雜任務，提高它的作業精度。另外，機電一體化技術可以在供電正常的情況下進行持續作業，同時實現了機械工程流程的標準化發展，提高它的工作效率。

1.3改變機械的工程的操作模式和功能

在機電一體化技術的應用過程中，它是通過計算機系統以及數字技術的應用對相關的設備進行有效的操控，通過界面可以對機械工程進行統一監管，實現人機的有效交互，從而降低工作時的作業難度，使得操作模式更加方便和清晰。同時，機電一體化技術是在軟件系統的作用下改變原有的工作程序，它可以根據機械工程的實際需要對它的程序和模式進行更換，使得作業過程更加靈活，滿足生產的具體需要。

2、機電一體化在機械工程中的應用技術

2.1機械技術的應用

機械技術是機電一體化的基礎技術，它需要根據機械工程的需要，對相關的機械設備在結構、材料以及性能等方面進行設計，使其滿足高效生產的目的。一般來說，機電一體化技術中往往會忽略機械技術在其中的重要性，將重點放在軟件系統的設計上，但是對于機械工程來說，機械技術的相關操作可以提高現有的生產精度，延長機械設備的使用壽命，保證它在剛度以及體積等方面的要求，為最終的機械生產提供相應的服務。對于現階段來說，可以在計算機的相關系統中進行機械技術，在BIM或者CAD等作圖軟件的應用下對它的零部件以及內部結構進行繪制，可以及時發現存在的隱患問題，從而將機械理論與工藝實踐有效的結合到一起，降低機械故障等問題的發生概率。

2.2微電子技術的應用

微電子技術是機電一體化技術在機械工程中的應用要點，它是通過集成電路的方式實現對于機械設備的有效控制，它包括系統電路設計、工藝技術以及自動測試等不同的環節，有關人員在微電子技術的應用中需要明確它的核心要點，對信息進行有效的處理，并且將不同的電子功能以及系統部件集中到芯片中，保證計算機系統與機械工程的有效連接。另外，微電子技術具有高度的集成性，有關人員在機械工程的設計中可以對它的工藝尺寸進行設定，提高它的精細度，同時積極研發新型材料，保證微電子技術在應用中的穩定性，同時針對過程中的缺陷進行分析，采取有效的措施應對，充分發揮它在機械工程中的功能。

2.3傳感技術

傳感技術是指對于機械工程的運行狀態以及周圍環境進行信號感應，將其轉化為數字信息的方式傳遞到計算機中，從而給予不同的反饋。傳感技術在機械工程中的應用可以對其進行有效的監督管理，及時發現機械設備或者機械運行中存在的問題，并且對它的標準參數等進行判定。傳感技術需要通過傳感器的安裝實現它的功能，是機械工程信息獲取的重要手段，通過半導體、磁性材料等內容的應用，利用熱效應、光敏效應等實現信號的轉換。對于現階段來說，機械工程中的傳感技術通常會與微電子技術、計算機技術等結合到一起，從而實現對于機械工程的集成化管理，并且達到通信聯網、自診斷以及多功能測量的目的，有關人員需要注意傳感器的類型選擇以及安裝位置，符合機械工程的環境要求。

2.4伺服技術

伺服技術是一種自動控制系統，它具有一定的綜合性，在機械工程的應用中可以對某個區域范圍或者某個生產過程進行有效的反饋控制，通過定量的變化進行變換和調控，避免機械位移等現象對機械工程質量的影響，是機電一體化的重要組成部分。伺服技術可以通過信號的方式實現對于大功率負載以及機械設備的控制，并且實現同步傳動的目的，對于信號進行跟蹤管理，有關人員需要確保伺服技術在機械工程應用中的穩定性，在輸出量、輸入量的控制上應該滿足精度上的要求，達到對于信號變換的快速響應，它是由反饋裝置、控制器等設施構成，有關人員需要注意在機械工程中的安裝要點。

3、機電一體化技術在機械工程中的具體應用

3.1數控機床的應用

數控機床是機電一體化在機械工程中的主要應用，它是由數字技術控制的生產設備，可以實現對于復雜零部件的生產加工，屬于典型的機電一體化產品。數控機床是由數控單元構成，與普通機床相比，它可以實現自動控制，由計算機程序指令對它的運動方式進行管控，當需要進行其他零部件的加工時，只需要對程序指令進行更換就可以達到相應的目的。數控機床可以實現生產、管理的一體化控制模式，通過數字信息以及標準代碼進行相關操作，使得它的加工質量較為穩定，并且由數控裝置對它的位移等進行定位，避免誤差問題的發生。另一方面來說，數控機床包括程序載體，控制裝置以及機床主體等不同的設施，有關人員需要按照一定的安裝順序進行操作，通過微處理器的應用對它的輸出、輸入信號進行采集，從而實現信息處理的目的。

3.2機械手的應用

機械手是通過固定程序抓取的方式，模仿人類手臂完成某些動作，代替人工在機械工程中實現不同的生產功能，機械手可以有效的規避機械傷害等問題，被廣泛應用于危險的作業環境中。機械手也是由機電一體化技術實現對于設備的有效控制，它是由執行機構、驅動機構以及孔子系統構成，在機械工程中具有較強的靈活性，在實際的作業中通過液壓、氣壓以及電氣驅動的方式進行操控，使其可以對程序進行有效的相應，同時減少機械工程中零部件的摩擦，滿足在速度、動作以及性能等方面的要求。

3.3自動生產線的應用

自動生產線是機電一體化技術下的主要生產組織形式，現階段的機械工程大多是采用自動生產線進行機械制造等工作，可以自動的將機械加工對象由一個機床轉送到另一個機床，是推動無人化管理的重要標志。在自動生產線中，它是按照統一的設定和速度進行操作，將剛性設備與柔性設施通過機電一體化技術連接到一起，在傳送系統、控制系統的共同作用下進行生產加工。自動生產線在機械工程中的應用可以改善原有的勞動條件和環境，縮小過程中的生產面積，確保機械工程的均衡性和長期性，實現整體效益的提升。

4、機電一體化技術在機械工程中的應用前景

4.1智能化

智能化是機電一體化未來發展的必然趨勢，它是將智能技術與機電一體化技術結合到一起，對原有的自動化控制進行優化，使得機械工程的生產流程更加完善和高效。在智能化的發展進程中，它可以增加現有的功能，有關人員需要對專家系統、神經網絡等進行研究，明確它的關鍵要點，從而實現機械工程的自診斷工作，可以對故障問題、故障原因進行有效的處理，在智能技術的作用下確保工程的穩定性。同時，在智能化的發展進程中，有關人員還可以對計算機技術等進行優化，從實踐中總結不同的經驗教訓，推動機械工程的進一步發展。

4.2網絡化

在機電一體化技術的應用中，數據和信息是其中的關鍵內容，需要通過信息傳遞的方式實現對于機械工程的有效控制，采取反饋措施。在未來的發展進程中，有關人員可以將網絡化技術應用到其中，通過網絡體系的構建，為信息傳遞和共享提供相應的空間，確保機械產品加工生產的方便性，可以不通過信號和信息的轉化就可以達到預期的目的，簡化原有的流程，并且提高機械工程的網絡化功能，形成計算機系統的集成管理方式，便于智能監控系統的成立，工作人員可以通過遠程監控的方式進行監督。

4.3綠色化

機電一體化技術在機械工程中的應用可以提高它的安全性和可靠性，滿足現代社會對于機械產品的需要，但是與此同時，有關部門也需要加強能源消耗方面的管理工作，將綠色理念應用到其中，盡量降低能源的不必要浪費，實現對于新材料的應用，加大新技術的研發工作，針對機械工程生產中的漏洞進行處理，從而達到預期的目的。

5、結語

綜上所述，機電一體化技術具有一定的綜合性，它涉及到的理論知識較多，是將機械技術、傳感技術以及伺服技術等有效的結合到一起，從而提高機械工程的生產精度、效率，為其提供安全的作業環境。有關人員需要就數控機床、機械手以及自動生產線等機電一體化產品進行具體的了解，在未來的發展中，也應該加強在智能化、綠色化以及網絡化等方面的研究工作，確保機電一體化技術的可行性，充分發揮它的作用，實現機械工程的集成管理。

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