关于机电一体化技术在机械工程中的应用探讨

周平 申俊怡

摘要：对于机械工程而言，机械亦或者是工程技术的单一性应用，都难以满足当今科技发展的需求。机电一体化技术将二者巧妙的融合起来，项目实践将独特的需求加入其中，赋予了机械工程独特的意义。本文对机电一体化技术在机械工程中的应用这一问题进行简要分析，第一部分简述其理论基础，第二部分重点介绍其关键技术，第三部分简单探讨其实际应用。

关键词：机电一体化;机械工程;实际应用

机电一体化技术是当今科学技术发展的重中之重，我國针对自身科技发展的前沿性以及创新性层面投入了众多的资金，随着国力科技水平的迅速提升，也带来了经济层面的良性循环。机电一体化的出现可以为机械工程的进一步发展注入更为殷实的动力，大大提升了工作效率。其主要作用在于将机械工程所需的关键技术综合在一起，可以使得系统性更强，单一技术的作用更突出，从而推动机械工程更长足的发展。

1.机电一体化的理论基础

围绕机电一体化技术展开研究，不能以点概面，应该着眼于系统的整体，例如系统论、控制论、信息论等是机电一体化技术尤为重要的理论基础，是实施机电一体化技术非常基础的方法论。这些论断的集合是指针对具体的要求寻求合理的方法解决问题的学科，其概念不仅仅包括“系统”，即囊括指定功能以及各学科之间有机联系的整体，也包括“工程”，即实际解决问题的办法。

机电一体化要求将包含有各种信息资源的个体整合在一起，依赖于信号处理以及识别等技术，在工程系统中起到实质性的作用。随着科学技术的发展，机电一体化的概念已经融入到了机械工程中的方方面面，在具体的应用中，展现出更强的逻辑性和实用能力，在对于机械工程的监测和控制层面也有着很好的表现能力。

2.机电一体化的关键技术

机械技术主要涵盖有精密机械、传感检测、计算机与信息处理、自动控制等领域，先进的机电一体化产品甚至涉及了声、光、电、生物、化学等领域。

2.1机械技术

机电一体化最为基础的部分是机械技术，随着现今科技水平的提升，机械技术也面临着改革的问题，在解决问题的过程中，依赖于模块之间的单一连接已经难以满足项目的需求，更重要的是要将其之间的联系与优化阐明，逐渐演变成健全的理论体系，这样成熟的机械技术在实际的应用过程中才能够发挥更大的价值，更好地激发有限设备的无限潜能。

2.2传感检测技术

机械工程离不开感知环节，传感检测技术是将信号准确捕获之后进行检测及数据处理的过程，其最关键的部分即传感器。传感器的应用场景比较单一，主要是将抓取到的声、光、电、热等物理信息转化成系统可以检测以及识别到的电信号的元器件，这一过程就像是生物的触角，在很多机械工程过程中都发挥着举足轻重的作用。

机械工程要求极为迅速和准确的信号识别，并且大多工作在比较苛刻的环境下，相较于设计、模拟、信号处理等环节，传感器的大环境发展比较缓慢，故而进一步深入研究传感器系统的知识对于促进机电一体化进程具有非常重要的意义。

2.3信息处理技术

信息处理技术要求将传感环节获取到的电信号处理成机械工程中所需要的信息，亦或是将有用的信息筛选出来。最为基础的一部分是将噪声去除，比如温湿度传感器感知到的恒温恒湿的环境数据有所波动，就需要通过算法的处理，还原出最本真的数据。另外，在图像识别技术中，需要对于人脸、目标物体、可疑信息作出精准的标定，这都是在实际应用中非常关键的环节。

在机电一体化中，计算机的存在必不可少，主要是负责指挥系统的进程，判别信息处理的方式方法以及结果是否正确，这一环节直接影响到机械工程工作结果的准确率以及效率水准。

2.4自动控制技术

自动控制的应用范围比较广，现如今，自动控制技术已经和计算机很好地结合在一起，控制对象的多样化越来越丰富，应用场所和过程贯穿于机械工程的始终，从设计方案到设计之后的仿真、调试以及投入运行，都少不了自动控制技术的因素存在。随着嵌入式、集成式、模块化系统的盛行，自动控制技术也演变成机电一体化中非常关键的环节。

3.机电一体化的实际应用

3.1监督控制

机械工程中用到的各个元件都是比较复杂的，并且它们自身又含有很多部件，在操练的过程中需要保证其中所有环节的密切配合，才能够达到预期的目的，以往在监控出现故障的时候需要对每一个环节进行仔细的推敲、求证，这样对于人力、物力都是极大地损耗。在推进机电一体化技术之后，可以实现对于每个部件的电子监控。一旦识别到有异常点，就可以起到警醒的作用，而且还可以精准定位，确保了工作的效率。

3.2精准控制

机械工程中的关键环节不仅仅是监视故障点就可以全部涵盖的，在觉察到误差存在的时候，更重要的是解决问题。在传统的技术中，维修故障点是非常麻烦的事情，但是在应用了机电一体化技术之后，可以将所有的部件模块化，随后对照模块部件进行小心实验、大胆求证，可以快速设计解决的对策，大大提升工作效率。

3.3偏差控制

机械工程中，数控机床是非常基础和关键的设备，其间毫分的偏差都会对最终的结果造成非常严重的影响，将机电一体化技术融入到机床设备中时，可以极大地提高加工层面的精准程度，从而最大程度的降低偏差，进而控制在一个合理的范围内。在实际运行的过程中，计算机的处理系统还可以对实验数据进行收集，能够定期对重点参数进行检查从而减少误差成分的存在，不仅可以提高产品的质量，还可以提升企业中设备的生产力，是工程中非常关键的部分。

4.结语

从长远来看，机电一体化技术的加持是机械工程未来的发展方向，在传统的设计制造中，为给系统增加某一种功能，只能够通过增加机械部件来实现，但是在推进机电一体化技术之后，大多数情况下，可以通过机械、电子、软件等多种方式来实现同一种功能。

机电一体化技术可以说是学科的交叉融合，在实际的机械工程中不仅仅提高了工作的效率，也使得整体运作的稳定性和安全性有所提升，给科学技术的发展带来了很好的正面作用。加大力度推进机电一体化在机械工程中的应用对于促进科学技术的健康发展有十分重要的意义，并且可以推进机械工程的全面发展。

参考文献：

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