浅谈机电一体化技术在机械工程领域的应用及展望

李坤明　岳鹏　李伯阳

【摘  要】科技的进步，促进工程建设事业得到快速发展。在工程机械领域，随着电工电子技术、传感器技术、接口技术、信号变换技术等多项技术的发展，工程机械的模式从传统单一的机械电气化逐步进化为现代的机电一体化。本文就机电一体化技术在机械工程领域的应用及展望展开探讨。

【关键词】机电一体化技术;机械工程;应用展望

引言

机电一体化技术就是机械技术与电子技术的结合，虽然此项技术的发展在我国起步较晚，但已经成为了我国非常重要的一项科学技术，并且由于对其研究的深化，机电一体化技术现已涉及到我国各大领域中并作出了相当可观的贡献，尤其对于我国的机械工程领域，更是使其发生了翻天覆地的变化。

1机电一体化技术的概念

将机械技术与微电子技术有效结合形成的综合性生产管理技术，就是机电一体化技术，将该技术应用于工程机械领域，能够促进相关技术产品的优化，促进工程机械领域智能化水平的提升。机电一体化系统所使用的电子技术，能够充分发挥工程机械结构中的信息功能，促进机械化装置与电子设计软件的有机融合。机电一体化包括硬件和软件两个部分，硬件部分主要是各单元之间的构件，通过传感器进行相关信息的处理，随着相关技术的不断发展，传感器的更新换代十分迅速，为了满足各类型传感器的需求，信息变量通常是以数字化的形式出现的。在进行单元数据的处理过程中，系统现将数据进行存储，在完成相关信息的处理之后，再根据相关要求实现对整体系统的有效控制。从中可以看出，信息的处理单元具备较多的控制功能，主要依靠执行结构接收信息，在进行信息与指令的发生。在实际的发展过程中，机电一体化已经广泛的应用于各个领域，随着对该技术研究力度不断加大，对于机械工程的发展的推动作用会不断提升。

2机电一体化系统的应用特征

机电一体化技术是电子技术、机械技术、计算机技术等多种技术融合的产物，具有技术先进性，在很多领域，机电一体化技术取得了理想的效果，促进了行业的进步。机电一体化技术的应用特征主要体现在：（1）综合性。机电一体化技术是多种技术融合的产物，具有学科交叉性，在机电一体化系统内，包含的技术种类较多，这些技术可以充分发挥其各自的优势。（2）专业性。在机电一体化系统内，学科基础知识是重要的理论基础，将理论与实践加以综合，使得机电一体化技术具有明显的专业性。在机械工程领域，机电一体化技术通过机械整合，使得机械工程能够具有较高的学科逻辑性。

3在工程机械领域的应用

3.1在改造机床方面的应用

在工程机械领域，数控机床是最为重要的机械设备之一，使用频率高，数控机床在加工产品上对准确度、精确度有着高标准，模具若产生偏差，会直接影响产品的质量。机电一体化技术本身对精确度有着高要求且拥有自我检测系统，若把机电一体化技术应用于工程机械领域，则可以有效解决这一问题，提高精准度，使机床朝智能化迈进。

3.2在包装机械中机电一体化的应用

在很多工业与加工领域，包装是其中的一项重要内容。当前，在技术快速发展的背景下，包装工序都是借助于包装机械来完成。包装机械的结构相对复杂。传统的包装机械中，主要是通过电路控制的方式来实现各种组件之间的连接的，这种连接与控制方式使得机械缺乏统一性，常常会产生较高的机械维修成本，且一些包装机械出现故障以后，维修难度相对较大。而机电一体化下的包装机械，大大提高了包装机械的加工效率，并且在机械控制中，机电一体化表现出明显的技术优势，由于具有故障预警、自动诊断等功能，使得包装机械的故障概率大大降低，当出现运行异常时，机电一体化系统可以自动进行故障的定位，有效保障了维修的效率。因此，机电一体化包装机械的功能更为完善，操作更为便捷。

3.3在纺织机械中机电一体化的应用

纺织机械设备的绕线架大多要挑选自动输送形式，进而让绕线架和导轨间的频率可以保持不变。在应用正常活动后，速度感应设备将信号传递至TPU，在TPU操作完成后在传递至PCC端，并在这基础上确定最优绕组比，保证信息高效传输。

3.4在实时监控方面的应用

机电一体化技术在机械工程中除了在机械上的具体运用，还可以应用在实时监控技术。在我国过去较为传统的机械工程方面，因为落后所以无法在机械操作的同时具备实时监控的能力，导致机械工程的操作人员安全问题，及自身的整体质量都无法得到控制与保障。而此时将机电一体化技术有效的应用在机械工程的一系列环节中，则可以实现实时监控的能力，只要机械工程在生产过程中发生故障及问题就会立即引发机电一体化的报警系统，并且还能即可定位其出现故障的地方同时进行分析，很大程度上降低了技术人员的维修难度及维修效率，机械工程的安全性能也得到了更多方位的保障。

3.5在降低工作强度的应用

在传统的工程机械施工过程中，需要应用大量的机械设备，部分设备的体积较大，人工操作难度较高，会在一定程度上增加施工的难度，从而增加工作人员的工作强度和工作量，不利于工作效率的提升。随着机电一体化在该领域的应用，实现了较多设备的半自动化或自动化操作，相关技术人员只需要进行简单的控制就能够完成相关操作，在很大程度上提升了工作效率和工作质量。在当今的机械工程操作过程中，更注重的是员工的机械操作，传统的操作方式很容易导致工作人员的疲乏，造成操作失误的情况出现，而机电一体化能进一步减少人工操作的步骤，降低操作失误的概率，为工作准确度的提升奠定了良好基础。

4机电一体化未来的发展趋势

4.1网络化

在网络信息科技不断进步的社会环境中，我国逐渐步入了一个全新的发展阶段，各行各业已开始引入网络技术，机电一体化技术和互联网信息科技的互相融合是未来社会发展的必然方向。

4.2微型化、袖珍化

从目前的机电一体化技术发展方向上看，未来机电一体化技术会朝着微型化、袖珍化的方向不断演变。将纳米技术和机械技术有机结合，提高工业产品的生产质量，压缩时间成本，取得事倍功半的效果。

4.3智能化

在现代化的社会中，人们的生活越来越朝着智能化的方向在发展，在机械工程领域中机电一体化技术最突出的优势就是实现对机械工程设备的智能化监控，所以在未来的发展中，机械一体化技术的智能效果也会更加的显著，并且像神经刚落技术这样科学智能化的技术也会为机电一体化技术的未来发展开创新的天地。

4.4绿色化

节能环保是现阶段我国经济社会发展的基本战略，因此机电一体化还需要朝着绿色化的方向发展，在对该技术开发的过程中，除了需要满足工程的相关标准，还需要结合低碳经济的理念，尽可能减少对环境的破坏。不仅能够有效维持生态平衡，还能够加强废弃物的利用，推动社会的可持續发展。随着时代的不断进步，机电一体化技术逐渐成熟，其性能也会不断优化，将该技术与资源节约有效结合，能够减少成本的投入，促进企业经济效益与社会效益的提升。

结语

综上所述，在现代化机械工程领域的发展中，机电一体化技术的发展是极为重要的，两者之间往往相辅相成。同时机电一体化技术应用于机械工程领域不仅能够对其发展起到重要作用，还能通过未来的研究成为我国机械工程整体提升的推动者。

参考文献：

[1]方春涛.浅谈机电一体化技术在机械工程上的应用[J].南方农机，2018，49（15）：153.

[2]袁颖.机电一体化技术在机械工程领域的应用及展望[J].湖北农机化，2019（12）：12.

[3]龚超.工程机械中机电一体化技术的应用[J].科学技术创新，2019（8）：67.

（作者单位：西北工业大集团）