機電一體化技術在機械工程中的應用研究

劉桂

[摘? ? 要]機電一體化技術，對現代機械工程領域的影響極為深遠。文章以機電一體化技術在機械工程領域的應用為主要研究對象，針對機電一體化技術進行多層次、多內容、多維度的分析，結合多年從事機械工程領域的科研管理經驗，提出一系列行之有效的應用策略，助力相關從業人員給予力所能及的幫助和支持。僅供參考。

[關鍵詞]機電一體化;機械工程;控制流程

[中圖分類號]TH-39 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2021）01–00–02

Application of Mechatronics Technology in Mechanical Engineering

Liu Gui

[Abstract]Mechatronics technology has a profound influence on the field of modern mechanical engineering. This paper takes the application of mechatronics technology in the field of mechanical engineering as the main research object， analyzes and discusses the mechatronics technology in multi-level， multi content and multi dimension. Combined with the author's many years of experience in scientific research and management in the field of mechanical engineering， this paper puts forward a series of effective application strategies to help the relevant practitioners to give help and support. For reference only.

[Keywords]mechatronics; mechanical engineering; control process

隨著現代機械工程領域日新月異的變化，機電一體化技術應用，快速改變傳統機械工程的發展理念。機電一體化技術一方面突破原有機械工程領域的局限性和片面性，另一方面，能夠精準提升機械設備的運轉效率，降低大量零部件聯動功能帶來機械磨損問題。由此可見，機電一體化對于行業的發展極為重要。

1 機電一體化技術

機電一體化技術，是將機械技術、微電子技術、信息技術、傳感技術等一系列技術進行有機融合，并且將融合后的科學產品有效應用到機械工程領域中，是現代化機械工程領域發展的核心內容。機電一體化技術主要分為機械技術、電腦技術、系統技術、自動技術、傳感技術、伺服技術等。其中，以機械技術為例，該技術主要是為了提升設備的技術要求，能夠在材料性能、設備體系、設備新技術融合等一系列方面中提升設備的各項功能，并且在機電一體化技術的引導下，能夠充分將機械理論與生存工藝有效結合，可借助計算機等設備的輔助加持，能夠有效實現機械設備制造工藝的升級和創新。電腦技術，是基于在機械工程領域中，利用電腦設備實現信息數據的交換、存儲、計算、決策等一系列操作，尤其是人工智能技術、專家系統技術、神經網絡技術，都是機電一體化技術的代表形式。系統技術是所有機械設備各個結構的組合名稱，基于全局角度以及整個系統作為技術的發展目標，以多個單元結構，實現設備功能的有效體現，該技術是整個系統有效連接的保障和基礎。自動技術也被稱為自動化技術，是借助電腦設備以及預定好的控制流程，結合系統關聯設備，開展自動化的生產模式，能夠以極為精準的操作體系，實現自動化生產、加工、包裝等環節。傳感技術、伺服技術主要是基于現代機械工程領域中設備生產制造過程中廣泛應用的核心技術。

2 機電一體化技術在機械工程領域的應用

2.1 包裝機械技術在機械工程領域的應用

包裝機械主要是針對現代工業產業鏈中，對包裝材料的自動化管控而發展的應用技術。該技術能夠在機械工程領域中發揮巨大的工作成效。首先，計算機設備對產品包裝流程進行設定，通過標準的操作流程以及操作尺寸，對產品的形態進行外部材料包裝，借助大量的基礎數據，實現產品的流水化保障模式。基于各個生產線產品內容的不同和差異，需要針對某一個尺寸的類別進行預設，然后在產品加工過程中，進行產品包裝。由于所有包裝流程以及包裝工作，是借助傳動帶、機械臂等自動化工具進行操作，設備管理人員只需要將對應的程度和數據有效輸入，便能夠實現產品的快速包裝。包裝機械技術，可以對產品的類型、尺寸、包裝方式等一系列內容進行調試和預設，然后通過大量的調試和管理，能夠實現快速的生產流程。現代工業產業的發展，對產品的包裝技術，提出明確的標準和要求，不僅要實現機電一體化的實施標準，同時對應的良品率以及合格率都要符合基本的生產要求。一方面，通過包裝機械技術，能夠提升產品的自動化生產速度，同時也能夠降低企業的生產成本，另一方面，控制包裝技術的良品率問題，能夠最大程度確保產品的加工效率，有效保障產品包裝過程中可能存在的問題和事故。

2.2 數控機床技術在機械工程領域的應用

數控機床技術是利用數字化模塊技術以及電子計算機技術等一系列內容進行融合，助力機械工程領域的生產線設備以高效、精準、便捷的加工模式，實現產品的快速生產。例如，在汽車制造企業中，應用數控機床技術，能夠將汽車制造的各項零部件進行組裝和拆卸，確保汽車工程制造工作的迅速和便捷。數控機床技術，不僅能夠提升機床的制造能力同時還能夠激發產業的生產效率，通過對機床設備的改造和強化，有效提升以汽車制造產業為主的設備加工能力，能夠從根本上改變我國高端機床應用不足等現象，并且在借助機電一體化技術，從根本上提升產品的加工能力，特別是在高端產品的機械加工領域能夠實現產品價值的快速提升。我國在數控機床技術領域，依然與國際領先技術存在一定差距，需要借助機電一體化技術的深入發展，提升產品的核心競爭力。

2.3 電子油門控制技術在機械工程領域的應用

電子油門控制技術，是汽車領域中重要技術。該技術的應用，能夠對汽車油門進行電子控制，從而實現對應的管控目標。例如，不少司機在高速公路駕駛過程中，需要持續不斷踩住油門，而隨著電子油門控制技術的應用，能夠讓汽車實現油門的自動化管控，降低司機腳部位置的疲勞程度，以自動化的控制模式實現汽車的定速巡航。該技術，不僅在汽車領域中應用廣泛，同時在飛機、輪船等多種交通工具中都產生了巨大的經濟價值。電子油門控制技術，實現了油門的精準操控，同時還能夠與其他機電一體化技術進行融合，從而達到更加高效的控制作用。例如，電子油門控制技術與5G網絡的有效連接，可以實現駕駛人員的遠程操控，對于未來的產業發展起到重要的引領作用。另外，雖然電子油門控制技術屬于機電一體化的基礎技術，但是為了讓其他更加復雜的應用技術得以應用，需要借助電子油門控制技術作為底層技術進行實施。由此可見，無論是在高速公路恒速行駛還是自動化駕駛，都需要電子油門控制技術的加持和應用。隨著該技術的發展和創新，電子油門控制技術已經與汽車機電一體化技術有效融合，能夠在操作系統中，實現對車速的精準控制。當車速以恒定車速行駛時，司機可進行手動制動，便能夠接觸對應的控制模式，從而實現車速控制的有效實現。該技術在電動汽車以及無人駕駛汽車中，應用較為廣泛。

2.4 機械臂技術在機械工程領域的應用

機械臂技術是現代機械設備生產制造領域核心內容。借助機械臂技術，以機械臂設備為模板，能夠實現24h流水線加工模式，是機電一體化技術的重要代表。機械臂能夠實現對加工設備的精準布控，同時還能夠對設備的加工速度、加工流程、加工環節進行調整，現代科學技術的發展，機械臂的作用范圍以及加工能力已經不可同日而語。例如，機械臂能夠對需要焊接的設備進行自動化焊接，并且能夠保證對應的焊接厚度以及焊接位置，同時能夠實現精準化的加工模式，以標準的焊接成效，確保流水線的加工水平。例如，機械臂在汽車制造、發動機研發等一系列領域中。一方面，能夠適應強堿強酸環境，能夠適應高溫環境，同時還能夠實現全年無休的加工模式，為設備生產企業的運行成本實現精準的控制，另一方面，在加工過程中，其問題出現概率極低，與傳統人工操作模式進行對比，具有極強的精準性和高效性，是傳統人工模式無法比擬的重要因素。

3 機電一體化技術的發展趨勢

3.1 智能化

機電一體化技術，在21世紀的發展進程中，智能化成為首要的代表內容。隨著機電一體化技術的創新發展，在機械工程領域中以人工智能為代表的應用技術，能夠與機械工程的各項產業鏈有機融合。智能化的發展趨勢，主要是針對傳統生產技術，能夠有效提升技術覆蓋范圍以及聯動能力，以人工智能為代表，不斷融合人類生產工作的主要特征，對核心問題可以進行多層次的思考和探索，同時還能夠以人類的邏輯進行分析和研究，滿足現有機械工程領域中的絕大多數要求，從而降低大量人工的使用。

3.2 模塊化

模塊化，是機電一體化近年來的發展趨勢，尤其是在機械工程領域，產生不可估量的發展成效。模塊化主要是將機械工程領域的機械接口、電氣接口、動力接口等一系列內容進行整合和統一。該技術的應用極為復雜而繁瑣，并且需要融合大量新型技術，同時還要對各項技術進行調試和融合，既要保持技術的獨立性，同時還要在實施過程中實現技術的有效整合。模塊化的應用，是伴隨計算機技術的發展，利用計算機快速計算能力的優勢和價值，滿足未來多樣化設備聯動模式的需求和標準，提升了設備生產的流程和效率。

3.3 網絡化

機電一體化技術的網絡化，主要是針對現代機械工程領域的發展趨勢，將全球經濟、產業鏈進行整合，以網絡體系的形式進行關聯，同時提升機械產品的核心制造能力，對零部件進行多元化的采購模式，從而實現產品的有效改善。同時，網絡化模式，能夠降低機械設備的生產加工難度，能夠以組裝的形式，推動產品的生產和發展，同時隨著網絡系統的應用，還能夠將產品進行網絡渠道的營銷，減少中間商的影響。

3.4 微型化

微型化是指機電一體化技術，隨著時代的發展和進步，對應的設備集合體的體積越來越小，同時相應功能會越來越多。微型化是機械工程領域中機電一體化的發展趨勢，其中以微電子機械系統為代表的應用產品，成為軍事領域重要的應用內容。通常微電子機械系統，大多是指體積不超過1 cm3的產品，并且朝向微米、納米等級別發展，具有體積小、功耗小、靈活度高等眾多優勢。

3.5 綠色化

綠色化，是近年來機械工程領域的發展趨勢，也是機電一體化技術的發展要素。首先，隨著現代社會物質生活的進一步提升，針對能源供給問題成為影響機電一體化技術發展的重要原因，其次，以《巴黎協定》為代表全人類共同發展協定，進一步說明綠色化對于機械工程領域的重要性，針對機械工程領域的設備設計、制造、加工、生產等一系列環節，務必要結合綠色化的發展進程，對環境的影響程度，也會成為衡量機械加工產業的基本標準。不僅如此，綠色化的發展進程，還需要借助機電一體化技術，將機械產品進行廢物回收，提升產業的剩余價值。

4 結論

綜上所述，機電一體化技術在機械工程領域具有極為廣泛的發展空間以及應用潛力，能夠助力機械工程領域的各項生產技術進行升級和改進，同時還能夠針對機械工程領域的發展趨勢，給予必要的支持和幫助。并且隨著現代科學技術的發展和應用，機電一體化技術會衍生多種內容，能夠以更加先進的技術理念以及技術特性，推動機械工程領域的發展和壯大。

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