关于机电一体化技术在机械工程上的应用及其趋势展望探析

蒋文鹏 武泉州 杨晓波 张俊博

摘要：在国家改革开放力度不断提升的背景下，国内的机械工程技术得到了飞跃发展，尤其是机电一体化技术在获得不断升级之后，促使我国机械工程的发展规模不断扩大，这间接地增强了我国各个领域的生产水平，促使社会经济得到迅猛发展。对此，笔者着重探讨了机电一体化技术在机械工程上的应用及其趋势，希望能够为该行业的相关技术人员提供借鉴和指导。

关键词：机电一体化;机械工程;应用;趋势

引言：

机电一体化技术是指利用微电子技术、信息技术、机械技术等创建的一种全新技术。与西方国家的机电一体化技术相比，我国在这方面的发展时间短。比如：德国在20世纪90年代就实现了机械技术自动化，而我国在20世纪60年代在该领域的相关设备都需要进口，并且一些重要设备基本上来自苏联。截止到20世纪80年代，我国机械技术才具备国产化的生存能力，随着在科学技术不断发展的背景下，通信技术、计算机技术等与机电一体化技术全面融合，促使其技术得到了全面升级。

当前，机电一体化技术已经在多个领域得到全面的渗透，促使很多行业得到全面发展。其对促进我国机械领域的全面发展带来了极大的推动力，促使我国制造业逐渐呈现出“机电一体化”的发展态势，也为我国成为“世界工厂”奠定稳固的基础。

一、机电一体化技术的内涵及特征

（一）内涵

机电一体化技术是机械领域中常见的一个技术，其覆盖多个学科的相关知识和技能，例如机械知识、电力电子技术、微电子理论、通信技术等。在实践层面来看，关于其定义的界定并未统一，不过，大部分认可的一个定义是指：在机械设备的性能拓展、设计优化期间，促使机械系统集成化，将其控制界面与计算机程序相融合，从而达到双向通信的目的，便于机械运行技术发挥独特优势。也就是说，机电一体化是将通信技术、微电子技术、机械技术、电力电子技术等全面融合在一起，创建一个统一体并将其组装到机械系统中的一个全新技术[1]。

（二）特点

①应用范围广。因为机电一体化技术覆盖多个学科的知识和技能，所以其属于一门综合性学科，能够使该技术在很多領域得到广泛应用。尤其是在机械工程领域中，该技术是一个非常重要的支撑力量。对此，探讨该技术的应用对于促进机械工程行业的发展具有非常重要的意义和价值。

②逻辑性强。由于机电一体化技术与多个技术相交叉，所以，将其与机械工程设备相结合，能够促使机械结构和计算机软件全面融合，使其创建一个统一体。在此期间，能够折射出该技术的逻辑性、系统性等特征[2]。

③理论制度完整。历经一些年的发展，机电一体化技术已经创建了一套相对完善、成熟的理论机制。对于其算法应用来说，能够在很多文献中体现出来，这对于其后续的研究奠定了稳固的基础。

二、机电一体化技术在机械工程上的应用

（一）在包装机械领域的应用

在20世纪60年代之后，机电一体化技术得到全面发展，其对机械制造领域的发展发挥着非常显著的推动作用。其中，包装机械工程是一个最常见、最广泛的机械方式，机电一体化技术在其中得到全面的渗透。不过，对于包装机械设备而言，从传统的组成结构上来看，具有复杂、繁琐等特点，尤其是凸轮结构、控制连杆等比较复杂。若它们在运行中出现问题，那么后续的维修存在很大的难度。若要将机电一体化技术与包装机械设备相融合，则能够有效地解决这一难题。其原理是：机电一体化技术能够使包装机械设备转化为模块化的内部结构，能够对其生产、防护等整个过程实施智能化地控制与管理，从而尽最大努力地优化机械设备结构，使其生产效率大大提升。

（二）在机械工程行业的应用

由于国家经济的繁荣发展、人们生活质量不断提升。社会大众对产品的外观、性能、品质等提出了高标准的要求。机电一体化具备的特征是能够对机械设备实施智能化、自动化地操控，使更多的产品朝着自动化、智能化等方向转变。所以，该技术在机械工程行业中的应用，能够最大化地增强设备的运行效率，为促进机械设备的自动化生产奠定稳固基础。

（三）在机床改造行业的应用

数控机床的功能是促进模具的标准化、规范化生产和加工，在很多机械工厂中，这是一个不可或缺的生产设备。在具体操作过程中，其对产品的精准性要求是非常严格的，如果出现偏差，则会对产品的整体质量带来不利的影响。对此，若要确保其生产精准性达标，大部分数控机床的设计都融入了机电一体化技术，确保能够对其内部结构进一步优化和升级。对于这一类数控技术而言，其能够有效地规避机床刀具与工作台运行轨迹出现偏差，使数控机床的运行效率大大提升[3]。另外，数控机床在与微机技术全面融合的作用下，能够对信息数据实施自动化、智能化地分析和处理，这对于增强机械制造企业的经营利润带来很大的帮助。例如，在具体应用方面，其能够与计算机技术相融合，便于对相关数据实施自动化地处置，同时，由于计算机内部配置了一些DPS芯片，由此能够大大提高机床信号传输的抗干扰性，促使其生产水平大大提升。

三、机电一体化技术在机械工程上的趋势展望

（一）朝着微型方向转变

根据现阶段机电一体化技术的发展趋势来看，其逐渐朝着微型方向转变。微型机电一体化是指：基于几何尺寸面积是纳米的前提下进行生产加工的一项全新技术。从某种意义上来说，其是利用纳米层面的电子技术与机械技术的全面结合而研制的一项技术，其生产出来的产品体积非常小，并且耗能少，具有较强的灵活性，是一个现代化全新机械技术。其对于促进我国工业技术的全面发展带来很大的帮助，有利于控制时间成本，提高运行效率。

（二）朝着智能化的方向转变

通常而言，随着机电一体化的不断发展，其朝着智能化、自动化方向发展的趋势是不可避免的，也是非常重要的。根据当前机电一体化技术的控制理论体系来看，其是在传统的控制理论基础上与智能化、自动化技术融合而成的一个全新理论体系。与传统的机电一体化技术相比，其与人工智能、生理结构、计算技术等领域全面交叉和融合，具有智能化的特点。当前智能机电一体化技术在不断发展和优化，其在未来必将能够得到广泛的应用。比如在人工智能方面，能够发挥模拟作用。另外，这一项技术的发展前景是非常好的，其能够促使机械工业的发展呈现出智能化、自动化的发展特征，进一步降低企业对人工的实际需求，进而达到控制成本、提高效益的目的。

值得一提的是，在社会经济快速发展的背景下，机电一体化的智能化也体现出个性化特征，其会对整个行业的技术创新带来一定的推动和引导，所以，在智能化机电一体化技术快速发展的趋势下，其个性化也愈加鲜明和突出。

（三）朝着高性能方向转变

针对机电一体化的高性能发展趋势来看，其表现一般是指：该技术的高效性、稳健性、精准性等特征。这能够最大化地满足新型CNC系统中若干个中央处理器结构且通过总线实施衔接的基本需求[4]。并且，在该系统中，其通过精简指令的方式，能够使一些操作系统能够实现同步运行，对若干个工作任务进行同步处理。通过这一新型技术的应用，不但能够节省生产时间，并且能够增强产品的性能和质量。这对于增加工业生产效率、缩减公司生产时间、提高企业利润等发挥重要作用。由此来看，高效、稳健、精准等特点是新一代机电一体化的发展方向，其能够在实际运行中克服很多困難。

（四）朝着绿色化的方向转变

随着我国工业技术的不断发展及广泛应用，则会不可避免地对生态环境带来一定的破坏。当然，在机电一体化不断优化和升级的过程中，其在具体运行过程中，更注重产品技术的绿色化特点，由此来实现生态环境的可持续发展。对于绿色化技术的应用而言，则能够促进与其相关行业朝着绿色、环保、节能等方向转变，并且在其技术回收、再利用等方面具备较强的竞争优势，促使其未来的发展空间愈加广泛，这对于实现公司的健康、长效发展发挥积极作用。

四、结束语

当前，机械工程行业基本上实现了机电一体化技术的全面应用和渗透，该技术的发展为促进社会经济全面发展发挥积极作用，并且在农业、科技等行业带来了积极的影响。为确保我国机械工业能够实现可持续的发展，笔者对机电一体化的具体应用及发展趋势进行了全面探讨，希望相关技术人员在进行技术研发和升级的过程中，能够在此基础上进一步创新和改进，为实现技术的全面升级提供借鉴和帮助。

参考文献：

[1] 白双庆. 刍议机电一体化技术在机械工程上的应用及其趋势展望[J]. 科技风，2019，376（08）：167-168.

[2] 黄骏. 机电一体化技术在机械工程上的应用及其趋势展望[J]. 科技展望，2016（19）.

[3] 赵传生. 机电一体化技术在机械工程上的应用及其趋势展望[J]. 山东工业技术，2018，000（008）：79，31.

[4] 倪洁. 机电一体化技术在机械工程上的应用及其趋势展望[J]. 区域治理，2018，000（017）：152.

（作者单位：辽宁工业大学）