机电一体化技术在现代机械制造业中的应用

周林鸿

【摘 要】伴随科技的迅猛发展，机电一体化技术孕育而生，机电一体化是在传统机械的基础上，融合电气知识、计算机控制技术而实现的对于设备的智能控制技术。机电一体化实现了机械制造行业的一次突破，带来了机械领域的一场革命。有鉴于此，文章讨论分析了部分机电一体化方面存在的问题，并提出了自己的一些看法，希望能够有助于行业的发展。

【关键词】机电一体化；机械制造自动化；计算机技术

当前，中国的机电一体化尚不成熟，还处于发展阶段，如果在机械领域引入机电一体化理论，不但能够优化机械生产效率，同时也将带来机械制造行业经济利润的增长。

一、机电一体化技术

机电一体化一般来说被这样定义，它是一门融合计算机技术、电子技术、信息技术等多项技术于一体的科学技术。考虑到它涉及了诸多领域，因此由数个部门进行组合而成，这也就意味着机电一体化的产品是科学的、系统的、完整的[1]。在这个综合部门里，各项技术密切配合取长补短，严格把控协作关系，使得机械一体化更加成熟，向更加科学、合理的方向迈进，同时机电一体化也拥有了更加广阔的应用空间，在机电一体化领域中，产品和系统拥有下列特征：

1.重量轻、体积小。随着各项技术的不断革新，集成电路和半导体等技术孕育而生，他们的使用极大地减轻了设备的重量，当然，在形体方面也变得越来越小巧，设备装置逐渐向更轻、更小的方向发展。

2.精度高，速度快。同样也是集成电路的运用，使得装置的响应速度和处理速度得到了很大的提升，这就更加符合用户的实际需求了。

3.较高的可靠性。电磁和激光等高新科技也被用于机电一体化领域，它实现了控制器和传感器的革新，最典型的就是将传统的接触式改革成了更加先进高效的非接触式，这就解决了之前经常发生的由接触引起的断裂、磨损等问题，让装置变得更加可靠。

4.较好的柔韧性。机电一体化系统也充分发挥了计算机的优势，它可以通过计算机软件模拟出最高效的运动路线，还可以随时增加新的运动算例，如果没有较强的扩展性显然是无法实现的[2]。

二、应用机电一体化优势所在

（一）提高性能。机电一体化技术就是提高生产的自动化程度，利用控制技术和数字显示技术控制设备，借助按钮完成相应操作，体系内的技术融合简化了操作的复杂度，让操作更加快速更加便捷。即以智能化实现“傻瓜式”操作。

（二）方便对机械调试和保养。在机械制造领域，机电一体化的优势在于可以完成对设备的合理控制，只要在控制端输入相应的命令，生产流程就会做出对应的改变。另外，在实现机电一体化的同时还要将自動报警系统运用进来，通过它来检测出机械设备中的故障，然后参照相应的维修手册进行故障处理，进而确保机电一体化设备运行的更加合理高效[3]。

（三）提高设备安全性。机电一体化就是在一个系统内，将生产、维修、监控、报警等功能融合在一起，显然，这与传统机械相比有了很大的提升。这就意味着如果机电一体化设备即使在运行中出错，它也可以自行修复，这也在一定程度上保证了设备的安全性。

（四）增加了使用范围。对于传统的机械设备，它能生产的产品太过单一，然而机电一体化却可以实现产品的多样性。多样性的实现就扩大了机械设备的使用范围，这对机械行业的发展是至关重要的。

三、机电一体化在机械制造业中的应用措施

（一）监控系统。上文提到了机电一体化系统已然运用了自动报警系统，同时随着发展又增加了故障诊治系统，这就能更加有效地对工程机械中的液压系统、传统系统等功能部分进行监控了。一旦有异常情况出现，系统就会自行诊断，找出故障源并进行定位，当然，也会在诊断的同时发出警报通知操作人员。显而易见，一旦将机电一体化技术运用到机械领域，不仅可以提高生产效益，而且也能使操作人员的工作环境得到优化，在最大限度上降低机械设备发生故障的可能性，将维修时间控制在最短，同时也延长了机械设备的使用寿命，进而实现生产收益最大化。

（二）控制柴油机。在机电一体化设备中，油门系统也在总的控制系统之中，将温度调节系统和电子调速器组成的控制系统装备在柴油机上，就可以实现柴油机的自动化控制，继而将机械设备的经济性、安全性发挥到最佳。

（三）降低能耗，提高生产率。对于传统的工程机械而言，它不但消耗了更多的能量，而且还没有达到应有的生产效率。在将机电一体化技术运用在机械领域之后，耗能高、生产率低的不合理现状现象得到了极大地改观。例如，传统工程机械中，液压机对能量的使用实际上是不到百分之三十的，与此同时液压机还有着极低的生产率，但在我们运用机电一体化技术之后，情况发生了很大的变化。将电子监控系统移植在了液压挖掘机之后，经过试验测试可以看出，设备相较以往几乎节省了三分之一的能源，同时生产率也上升了近百分之二十，同理，电子调速器如果装备在了柴油机上，在柴油机进行适配调节之后，即可实现对柴油机能耗的控制，这也就相应提升了采油机的工作效率。

（四）把握机电一体化应用的基础技术。机电一体化技术包含多门学科，涉及内容广泛而深刻，由于篇幅有限，下面就重点介绍以下三点：①计算机集成制造技术，在技术层面来看，CIMS巧妙的融合了工作人员、生产管理以及自动化控制，实现在原料、设计、生产、出货整个过程的全局控制。②现场总线，它的主要功能就是负责设备、仪表的数字化通信。实践证明传统模式的信号传输技术是不能满足现代生产的要求了，故而就应该借助现场总线技术进行技术革新。③交流传动，在机械设备中传动系统就是整个机器的核心系统，有着不可替代的作用，随着微电子技术的发展，推动了交流调速技术的进步。因为在实际生产中交流传动技术比直流传动更有优势，因此交流传动技术取代直流传动技术也是大势所趋。

四、机电一体化技术未来发展趋势

（一）数字化。微控制器所取得的技术上的进步，加快了机电产品向数字化领域迈进的步伐，而真正奠定机电一体化向数字化过渡的是计算机网络技术的突破，机电一体化中的软件产品如要达成数字化就必须满足一些条件，它需要一定的稳定性、易操作性、自我诊断能力等优势。

（二）网络化。局域网技术的应用，再加上现场总线技术的融入，使得家用电器网络化成为了现实。在家庭中，我们可以将所有电器设备连接起来，形成一个物联网，享受技术发展带来的便利。有鉴于此，机电一体化的发展应该向网络化靠近。

（三）智能化。生产实际中的机电产品要想发挥最大效益，就必须实现自动化、智能化，它需要对产生的问题进行判定，根据内部存入的数据为依据进行决策。例如，在CNC数控机床上加入人机对话等。

五、结束语

总而言之，机电一体化技术的产生，对机械制造业起到了重要的推动作用，伴随着近年来计算机技术、微电子技术、软件技术的发展，机电一体化技术也变得愈加成熟。机电一体化技术也正逐渐的向数字化、网络化、智能化等方向发展，并终将取得成功。

【参考文献】

[1] 刘尚林. 机电一体化技术在现代工程机械中的应用[J]. 现代制造技术与装备， 2016（9）：126-127.

[2] 席忠， 牛翠英， 王佐. 剖析钢铁制造业中机电一体化技术的使用[J]. 科技创新与应用， 2014（23）：117-117.

[3] 许葳葳. 机电一体化技术在机械制造业中的应用分析[J]. 时代农机， 2017（4）：33-33.