機電一體化系統在機械工程中的實際應用

賈成芬 唐小潔 張攀

（四川大學錦江學院 四川眉山 620860）

近年來，我國的工業一直處在飛速發展的階段，工業的發展對我國經濟水平的提高有很重要的作用，同樣，工業的發展也離不開先進的科學技術和手段的支持。傳統的機械工程自動化水平較低，大部分工作都是依靠人力來完成，不但工作效率較低，而且還需要耗費大量的人力資源，一些高難度的操作中還存在很大的安全隱患，因此，傳統的機械工程模式已經不能適應時代發展的需要，亟需進行改革和創新。

機電一體化技術的出現給機械工程的發展指明了方向。機電一體化技術是借助信息化的技術手段，將電子信息技術和機械工程進行有機的融合，在傳統的機械技術的基礎上，增加了更多信息化的技術。在機械工程中應用機電一體化系統，能夠減少機械工程中的人工投入，降低機械工程的人工成本，提高機械設備的自動化程度，借助先進的信息化處理技術，能夠及時、準確地進行信息的處理，從而保證機械設備高效地運轉，大大提高了機械工程的工作效率和質量。

1 機電一體化概述

機電一體化技術是在信息化時代下產生的一種將機械技術和電子信息技術相結合的工程技術手段［1］。機電一體化技術并不是簡單地將機械技術和電子信息進行疊加，而是充分結合兩者的特點，將兩者進行有機的融合建立起來的更優化的機械工程技術。機電一體化技術的應用能夠提高機械操作的自動化程度，大大簡化操作的程序和過程，提高生產的效率和企業的生產能力。機電一體化技術集多種技術和功能于一體，其功能更強大，應用的范圍更廣泛，能夠滿足更多的生產需要，簡化了企業生產中繁瑣的人工操作。機電一體化技術在信息化技術的推動下得到了飛快的發展。

面對日趨激烈的市場競爭，我國傳統的工業模式暴露出了很多的不足之處，產品的市場占有率不足，生產中的工作量大，影響生產的效率，生產技術不夠先進，導致產品的科技水平較低等，這些都是我國工業發展中面臨的難題，亟需先進的技術和手段來改進現狀。

機電一體化系統在機械工程中的應用能夠給工業生產帶來更好的發展。一方面，能夠降低人工的成本［3］。傳統的機械工程需要消耗大量的人力資源，大部分工作都是靠人工來完成，人工的成本很高，但是工作效率卻不高。機電一體化技術的應用能夠將大部分的人工操作通過電腦控制來完成，不但工作效率大大提高，也大大減少了人力資源的消耗，降低了機械工程的人工成本，一定程度上增加了企業的經濟效益。另一方面，降低了機械工程中安全事故的發生率。機械工程中一些高難度的操作存在很高的安全隱患，傳統的機械工程這些操作主要靠人力完成，因此，出現安全事故的概率比較大。機電一體化技術在機械工程中的應用能夠降低人工操作的難度，用機器代替人工來完成那些高難度的操作，大大降低了安全事故發生的概率，提高了工程的安全性。總之，機電一體化系統在機械工程中的應用能夠使機械工程工作更高效、更安全地開展。

2 機電一體化系統的優勢

2.1 降低空氣污染指數

新型機電一體化設備在運用過程中基本都是被信息技術所覆蓋，因此，減少了在空氣中排放的污染物。在之前的設備中，有很多步驟都是可以使用信息技術來控制的，工藝也非常簡單，這就降低了空氣中二氧化碳的含量，對環境保護是有利的。現代新型的機電一體化系統可以降低很多空氣中的污染，并且人工智能也可以節省很多在生產過程中的繁瑣步驟。

2.2 使用性能強

機電一體化設備可以使用數字顯示，并且可以進行軟件控制，無需另外安裝按鈕，這也減輕了工作人員的壓力。機電一體化技術可以做到重復性操作，設備更加先進，程序也可以進行自動選擇。由于機電一體化設備使用的是復合技術，因此也要開發復合功能。和其他的技術進行比較，機電一體化可以在各個領域中得到有效使用，以往的技術一般是和特殊功能相對的，機電一體化就完全避免了這一類問題，其復合技術及復合功能非常強大，可以提升設備的整體性能，最大化地滿足顧客的需求。

3 機電一體化技術應用現狀

機電一體化技術作為一種新型的機械技術，在我國的工業領域已經得到了廣泛的應用，機電一體化技術在機械工程中的應用突破了傳統的技術限制，大大提高了產品的性能。但是，機電一體化技術在機械工程中應用的過程中也遇到了一些問題。

首先，自動控制技術的精度不夠［2］。自動控制技術是通過一些附加的裝置和設備使生產機械按照設定好的程序進行運行的過程，這個過程不需要人直接操作和參與，就可以實現機械的自動運行。現階段，機電一體化中的自動控制技術還不夠成熟，系統的自動化程度較低，依然需要消耗大量的人力資源。

其次，傳感檢測技術不成熟。傳感檢測技術相當于機械系統的感覺器官，是系統實現自動化的關鍵技術，傳感器對信號的接收速度和精確度直接決定了系統的水平。目前，機電一體化技術中的傳感器精確度還不夠高，因此，在一定程度上影響了機械工程的自動化程度。

最后，計算機的信息處理技術的有效性不高。機電一體化中的信息處理技術指借助計算機的數據分析和處理技術對相關信息進行處理的技術。信息處理技術的應用能夠保證機械按照正確的指令完成相應的操作。目前，信息處理技術對信息處理的有效性并不高，不能保證指令識別的正確度，因此給機電一體化技術的應用帶來了一定的影響。

總之，機電一體化系統給機械工程的發展帶來了更廣闊的發展前景，但在實際的應用中還需要進一步改進和提高。

4 機電一體化技術在機械工程中的應用

4.1 自動控制技術在機械工程中的應用

傳統的機械工程大部分工作都是依靠人力來完成，對一些關鍵環節和數據的控制也是人工來完成的，這樣的方式不但需要大量的人力消耗，而且工作效率也不高，人工對關鍵點的控制也不夠準確，從而影響了機械工程的質量。

機電一體化系統中的自動控制技術是指借助相關的設備和技術，根據工程的實際情況和特點，制定一系列自動控制的指令，使機械設備在自動控制的指令下完成相關操作的過程。自動控制技術不僅能夠解決人工的問題，還能提高工作效率，提高機械工程的工作質量。機電一體化系統中的自動控制技術能夠提高機械設備的自動化程度，不斷提升機械設備的自動化水平，傳統的機械工程中的人工操作被自動控制技術所替代，減少了機械工程中的人力投入，降低了人工成本，還可以有效避免因人為因素造成的機械工程中的差錯，提高了機械工程的質量，給機械工程帶來更大的經濟效益。比如，在機械工程中安裝自動監控裝置［4］，自動監控裝置就是機電一體化系統中自動控制技術的一種體現，其能夠實現機械工程狀態的實時監控，如果機械工程中出現問題，自動監控裝置會發出警報，提醒工作人員，從而保證工作人員能夠及時發現機械工程中出現的問題，并采取相應的解決措施，大大降低了機械工程中事故發生的概率，提高了工程的質量。總之，自動控制技術在機械工程中的應用能夠最大化地實現機械工程的自動化程度，提高機械工程的自動化水平，從而保證機械工程更高效地開展。

4.2 傳感技術在機械工程中的應用

機電一體化系統中的傳感技術是很重要的一項技術，傳感技術相當于機械設備的感覺器官［5］，通過傳感器將信息傳遞給相應的設備，設備在接收到信號后會進行不同的操作。傳感技術是機械工程實現自動化的重要因素，因此，將傳感技術應用到機械工程中，能夠促進機械設備自動化程度的不斷提高。在機械工程中，借助機電一體化系統中的傳感技術，能夠提高機械設備的精確度和靈敏度，通過安裝傳感器，能夠使機械設備具備更全面的功能，提高機械設備的性能；借助傳感器，還能更好地提高機械設備的自動化程度，保證機械工程更高效地開展。例如，對于激光傳感器在機械工程中的應用而言，激光傳感器通過激光能夠將檢測的物理量轉換為光信號，然后借助光電轉化器將光信號轉換為電信號，進而得出測量結果。激光傳感器具有方向性好、精確度高、分辨率強等特點，能夠實現很好的傳輸信號功能，在機械工程中的應用能夠很好地解決機械設備信息傳輸的問題，保證傳輸信息的精確度和速度。

總之，機電一體化系統中的傳感技術是一項重要的信息傳輸技術，借助傳感技術，能夠實現信息準確、快速地傳播，為機械設備實現自動化奠定良好的基礎。機械工程中，要充分利用傳感技術的優勢，根據機械設備的特點和工程的需要，將傳感技術更好地應用到機械工程中，保證機械工程更高效、高質量地開展。

4.3 計算機技術在機械工程中的應用

機電一體化系統中的計算機技術主要指信息的處理技術，借助計算機的相關軟件和技術，對采集到的信息進行處理和分析，通過信息的篩選，找到正確的指令，進而指導機械設備按照正確的指令完成相應的操作［6］。機電一體化系統中的信息處理技術直接決定了機械設備信息處理的效率和質量，因此，相關人士也在不斷研究和改進，進一步提高機電一體化系統中信息處理的能力，保證機械設備具備較高的性能。

信息處理技術在機械工程中的應用是提高機械設備處理信息能力的關鍵，借助信息處理技術，機械設備能夠將傳感器接收到的信息進行快速的處理，從而更快地指導機械設備完成相應的操作，提高了機械設備的工作效率，同時，信息處理技術的準確性還能降低機械設備操作中失誤的概率，保證機械設備更高效地開展工作。例如，一些傳統的機械設備沒有應用信息處理技術，會在固定的運轉頻率下運轉，不能根據生產的需要調節運轉的頻率，使機械設備一直處在高頻的運轉中，會在一定程度上帶來能源的浪費。借助計算機技術，在機械設備中安裝信息處理裝置，信息處理設備會根據接收到的信息進行處理，選擇合適的機械運轉頻率，保證機械設備根據生產的頻率適時調整機械的運轉頻率，減少了不必要的能源消耗［7］。總之，機電一體化中的信息處理技術在機械工程中的應用能夠提高機械設備的信息處理能力，提高機械設備的工作效率。

4.4 機械技術在機械工程中的應用

機械技術是機電一體化系統中的基礎技術，機械技術在機械工程中應用的主要目的是改變傳統機械設備的結構、體積和性能。傳統的機械設備存在體積大、結構復雜、性能單一的特點，借助機電一體化中的機械技術，能夠通過優化機械設備的材料、改變機械設備的結構等，彌補傳統機械的缺陷［8］。機械技術能夠優化機械設備的選材，最大限度地降低機械設備的重量，縮小機械設備的體積。通過對機械設備的性能進行分析，將機械設備的多種性能進行融合，實現機械設備的多功能性。例如，傳統的吸塵器體積大、性能單一，在使用和存放過程中都很不方便，借助機電一體化技術的機械技術發明了掃地機器人，不但減小了吸塵器的體積，而且在性能方面也有了很大的提升，在掃地功能的基礎上，還增加了拖地和清潔的功能，大大提高了自動化的程度。總之，機電一體化系統中的機械技術在機械工程中的應用改變了傳統的機械設備在重量、體積和性能方面的不足，改變了機械設備的外觀，提高了機械設備的性能。

5 結語

隨著信息技術的發展，機電一體化技術應運而生，給我國的工業發展帶來了更好的技術支持。傳統的機械工程工程量大、自動化程度低、工作效率低，已經不能滿足飛速發展的時代需求。在信息化時代的背景下，機械工程也要借助先進的信息技術進行改進和創新。機電一體化技術作為信息化時代的產物，將先進的信息技術與傳統的機械工程進行有機融合，為機械工程的發展指明了方向。機械工程借助機電一體化系統中的傳感技術，能夠將機械設備的各種信號傳輸到相應的信息處理器，通過信息處理技術，對信號進行處理和分析，篩選出正確的信息，從而指導機械設備按照設定的自動化程序進行相應的操作，這一系列的操作可以大大提高機械設備工作的精確性和自動化水平，使機械工程更高效地開展。因此，機械工程要充分借助機電一體化系統的優勢，在實際的工作中，根據具體的情況進行適時的調整，保證機電一體化系統在機械工程中發揮最大的價值，提高機械工程的質量和效率，促進我國工業的快速發展和經濟水平的提高。