關(guān)于機電一體化技術(shù)在機械工程中的應(yīng)用探討

周平 申俊怡

摘要：對于機械工程而言，機械亦或者是工程技術(shù)的單一性應(yīng)用，都難以滿足當(dāng)今科技發(fā)展的需求。機電一體化技術(shù)將二者巧妙的融合起來，項目實踐將獨特的需求加入其中，賦予了機械工程獨特的意義。本文對機電一體化技術(shù)在機械工程中的應(yīng)用這一問題進行簡要分析，第一部分簡述其理論基礎(chǔ)，第二部分重點介紹其關(guān)鍵技術(shù)，第三部分簡單探討其實際應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：機電一體化;機械工程;實際應(yīng)用

機電一體化技術(shù)是當(dāng)今科學(xué)技術(shù)發(fā)展的重中之重，我國針對自身科技發(fā)展的前沿性以及創(chuàng)新性層面投入了眾多的資金，隨著國力科技水平的迅速提升，也帶來了經(jīng)濟層面的良性循環(huán)。機電一體化的出現(xiàn)可以為機械工程的進一步發(fā)展注入更為殷實的動力，大大提升了工作效率。其主要作用在于將機械工程所需的關(guān)鍵技術(shù)綜合在一起，可以使得系統(tǒng)性更強，單一技術(shù)的作用更突出，從而推動機械工程更長足的發(fā)展。

1.機電一體化的理論基礎(chǔ)

圍繞機電一體化技術(shù)展開研究，不能以點概面，應(yīng)該著眼于系統(tǒng)的整體，例如系統(tǒng)論、控制論、信息論等是機電一體化技術(shù)尤為重要的理論基礎(chǔ)，是實施機電一體化技術(shù)非常基礎(chǔ)的方法論。這些論斷的集合是指針對具體的要求尋求合理的方法解決問題的學(xué)科，其概念不僅僅包括“系統(tǒng)”，即囊括指定功能以及各學(xué)科之間有機聯(lián)系的整體，也包括“工程”，即實際解決問題的辦法。

機電一體化要求將包含有各種信息資源的個體整合在一起，依賴于信號處理以及識別等技術(shù)，在工程系統(tǒng)中起到實質(zhì)性的作用。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機電一體化的概念已經(jīng)融入到了機械工程中的方方面面，在具體的應(yīng)用中，展現(xiàn)出更強的邏輯性和實用能力，在對于機械工程的監(jiān)測和控制層面也有著很好的表現(xiàn)能力。

2.機電一體化的關(guān)鍵技術(shù)

機械技術(shù)主要涵蓋有精密機械、傳感檢測、計算機與信息處理、自動控制等領(lǐng)域，先進的機電一體化產(chǎn)品甚至涉及了聲、光、電、生物、化學(xué)等領(lǐng)域。

2.1機械技術(shù)

機電一體化最為基礎(chǔ)的部分是機械技術(shù)，隨著現(xiàn)今科技水平的提升，機械技術(shù)也面臨著改革的問題，在解決問題的過程中，依賴于模塊之間的單一連接已經(jīng)難以滿足項目的需求，更重要的是要將其之間的聯(lián)系與優(yōu)化闡明，逐漸演變成健全的理論體系，這樣成熟的機械技術(shù)在實際的應(yīng)用過程中才能夠發(fā)揮更大的價值，更好地激發(fā)有限設(shè)備的無限潛能。

2.2傳感檢測技術(shù)

機械工程離不開感知環(huán)節(jié)，傳感檢測技術(shù)是將信號準確捕獲之后進行檢測及數(shù)據(jù)處理的過程，其最關(guān)鍵的部分即傳感器。傳感器的應(yīng)用場景比較單一，主要是將抓取到的聲、光、電、熱等物理信息轉(zhuǎn)化成系統(tǒng)可以檢測以及識別到的電信號的元器件，這一過程就像是生物的觸角，在很多機械工程過程中都發(fā)揮著舉足輕重的作用。

機械工程要求極為迅速和準確的信號識別，并且大多工作在比較苛刻的環(huán)境下，相較于設(shè)計、模擬、信號處理等環(huán)節(jié)，傳感器的大環(huán)境發(fā)展比較緩慢，故而進一步深入研究傳感器系統(tǒng)的知識對于促進機電一體化進程具有非常重要的意義。

2.3信息處理技術(shù)

信息處理技術(shù)要求將傳感環(huán)節(jié)獲取到的電信號處理成機械工程中所需要的信息，亦或是將有用的信息篩選出來。最為基礎(chǔ)的一部分是將噪聲去除，比如溫濕度傳感器感知到的恒溫恒濕的環(huán)境數(shù)據(jù)有所波動，就需要通過算法的處理，還原出最本真的數(shù)據(jù)。另外，在圖像識別技術(shù)中，需要對于人臉、目標物體、可疑信息作出精準的標定，這都是在實際應(yīng)用中非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。

在機電一體化中，計算機的存在必不可少，主要是負責(zé)指揮系統(tǒng)的進程，判別信息處理的方式方法以及結(jié)果是否正確，這一環(huán)節(jié)直接影響到機械工程工作結(jié)果的準確率以及效率水準。

2.4自動控制技術(shù)

自動控制的應(yīng)用范圍比較廣，現(xiàn)如今，自動控制技術(shù)已經(jīng)和計算機很好地結(jié)合在一起，控制對象的多樣化越來越豐富，應(yīng)用場所和過程貫穿于機械工程的始終，從設(shè)計方案到設(shè)計之后的仿真、調(diào)試以及投入運行，都少不了自動控制技術(shù)的因素存在。隨著嵌入式、集成式、模塊化系統(tǒng)的盛行，自動控制技術(shù)也演變成機電一體化中非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。

3.機電一體化的實際應(yīng)用

3.1監(jiān)督控制

機械工程中用到的各個元件都是比較復(fù)雜的，并且它們自身又含有很多部件，在操練的過程中需要保證其中所有環(huán)節(jié)的密切配合，才能夠達到預(yù)期的目的，以往在監(jiān)控出現(xiàn)故障的時候需要對每一個環(huán)節(jié)進行仔細的推敲、求證，這樣對于人力、物力都是極大地損耗。在推進機電一體化技術(shù)之后，可以實現(xiàn)對于每個部件的電子監(jiān)控。一旦識別到有異常點，就可以起到警醒的作用，而且還可以精準定位，確保了工作的效率。

3.2精準控制

機械工程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)不僅僅是監(jiān)視故障點就可以全部涵蓋的，在覺察到誤差存在的時候，更重要的是解決問題。在傳統(tǒng)的技術(shù)中，維修故障點是非常麻煩的事情，但是在應(yīng)用了機電一體化技術(shù)之后，可以將所有的部件模塊化，隨后對照模塊部件進行小心實驗、大膽求證，可以快速設(shè)計解決的對策，大大提升工作效率。

3.3偏差控制

機械工程中，數(shù)控機床是非常基礎(chǔ)和關(guān)鍵的設(shè)備，其間毫分的偏差都會對最終的結(jié)果造成非常嚴重的影響，將機電一體化技術(shù)融入到機床設(shè)備中時，可以極大地提高加工層面的精準程度，從而最大程度的降低偏差，進而控制在一個合理的范圍內(nèi)。在實際運行的過程中，計算機的處理系統(tǒng)還可以對實驗數(shù)據(jù)進行收集，能夠定期對重點參數(shù)進行檢查從而減少誤差成分的存在，不僅可以提高產(chǎn)品的質(zhì)量，還可以提升企業(yè)中設(shè)備的生產(chǎn)力，是工程中非常關(guān)鍵的部分。

4.結(jié)語

從長遠來看，機電一體化技術(shù)的加持是機械工程未來的發(fā)展方向，在傳統(tǒng)的設(shè)計制造中，為給系統(tǒng)增加某一種功能，只能夠通過增加機械部件來實現(xiàn)，但是在推進機電一體化技術(shù)之后，大多數(shù)情況下，可以通過機械、電子、軟件等多種方式來實現(xiàn)同一種功能。

機電一體化技術(shù)可以說是學(xué)科的交叉融合，在實際的機械工程中不僅僅提高了工作的效率，也使得整體運作的穩(wěn)定性和安全性有所提升，給科學(xué)技術(shù)的發(fā)展帶來了很好的正面作用。加大力度推進機電一體化在機械工程中的應(yīng)用對于促進科學(xué)技術(shù)的健康發(fā)展有十分重要的意義，并且可以推進機械工程的全面發(fā)展。

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