机电一体化系统在机械工程中的实际应用

贾成芬 唐小洁 张攀

（四川大学锦江学院 四川眉山 620860）

近年来，我国的工业一直处在飞速发展的阶段，工业的发展对我国经济水平的提高有很重要的作用，同样，工业的发展也离不开先进的科学技术和手段的支持。传统的机械工程自动化水平较低，大部分工作都是依靠人力来完成，不但工作效率较低，而且还需要耗费大量的人力资源，一些高难度的操作中还存在很大的安全隐患，因此，传统的机械工程模式已经不能适应时代发展的需要，亟需进行改革和创新。

机电一体化技术的出现给机械工程的发展指明了方向。机电一体化技术是借助信息化的技术手段，将电子信息技术和机械工程进行有机的融合，在传统的机械技术的基础上，增加了更多信息化的技术。在机械工程中应用机电一体化系统，能够减少机械工程中的人工投入，降低机械工程的人工成本，提高机械设备的自动化程度，借助先进的信息化处理技术，能够及时、准确地进行信息的处理，从而保证机械设备高效地运转，大大提高了机械工程的工作效率和质量。

1 机电一体化概述

机电一体化技术是在信息化时代下产生的一种将机械技术和电子信息技术相结合的工程技术手段［1］。机电一体化技术并不是简单地将机械技术和电子信息进行叠加，而是充分结合两者的特点，将两者进行有机的融合建立起来的更优化的机械工程技术。机电一体化技术的应用能够提高机械操作的自动化程度，大大简化操作的程序和过程，提高生产的效率和企业的生产能力。机电一体化技术集多种技术和功能于一体，其功能更强大，应用的范围更广泛，能够满足更多的生产需要，简化了企业生产中繁琐的人工操作。机电一体化技术在信息化技术的推动下得到了飞快的发展。

面对日趋激烈的市场竞争，我国传统的工业模式暴露出了很多的不足之处，产品的市场占有率不足，生产中的工作量大，影响生产的效率，生产技术不够先进，导致产品的科技水平较低等，这些都是我国工业发展中面临的难题，亟需先进的技术和手段来改进现状。

机电一体化系统在机械工程中的应用能够给工业生产带来更好的发展。一方面，能够降低人工的成本［3］。传统的机械工程需要消耗大量的人力资源，大部分工作都是靠人工来完成，人工的成本很高，但是工作效率却不高。机电一体化技术的应用能够将大部分的人工操作通过电脑控制来完成，不但工作效率大大提高，也大大减少了人力资源的消耗，降低了机械工程的人工成本，一定程度上增加了企业的经济效益。另一方面，降低了机械工程中安全事故的发生率。机械工程中一些高难度的操作存在很高的安全隐患，传统的机械工程这些操作主要靠人力完成，因此，出现安全事故的概率比较大。机电一体化技术在机械工程中的应用能够降低人工操作的难度，用机器代替人工来完成那些高难度的操作，大大降低了安全事故发生的概率，提高了工程的安全性。总之，机电一体化系统在机械工程中的应用能够使机械工程工作更高效、更安全地开展。

2 机电一体化系统的优势

2.1 降低空气污染指数

新型机电一体化设备在运用过程中基本都是被信息技术所覆盖，因此，减少了在空气中排放的污染物。在之前的设备中，有很多步骤都是可以使用信息技术来控制的，工艺也非常简单，这就降低了空气中二氧化碳的含量，对环境保护是有利的。现代新型的机电一体化系统可以降低很多空气中的污染，并且人工智能也可以节省很多在生产过程中的繁琐步骤。

2.2 使用性能强

机电一体化设备可以使用数字显示，并且可以进行软件控制，无需另外安装按钮，这也减轻了工作人员的压力。机电一体化技术可以做到重复性操作，设备更加先进，程序也可以进行自动选择。由于机电一体化设备使用的是复合技术，因此也要开发复合功能。和其他的技术进行比较，机电一体化可以在各个领域中得到有效使用，以往的技术一般是和特殊功能相对的，机电一体化就完全避免了这一类问题，其复合技术及复合功能非常强大，可以提升设备的整体性能，最大化地满足顾客的需求。

3 机电一体化技术应用现状

机电一体化技术作为一种新型的机械技术，在我国的工业领域已经得到了广泛的应用，机电一体化技术在机械工程中的应用突破了传统的技术限制，大大提高了产品的性能。但是，机电一体化技术在机械工程中应用的过程中也遇到了一些问题。

首先，自动控制技术的精度不够［2］。自动控制技术是通过一些附加的装置和设备使生产机械按照设定好的程序进行运行的过程，这个过程不需要人直接操作和参与，就可以实现机械的自动运行。现阶段，机电一体化中的自动控制技术还不够成熟，系统的自动化程度较低，依然需要消耗大量的人力资源。

其次，传感检测技术不成熟。传感检测技术相当于机械系统的感觉器官，是系统实现自动化的关键技术，传感器对信号的接收速度和精确度直接决定了系统的水平。目前，机电一体化技术中的传感器精确度还不够高，因此，在一定程度上影响了机械工程的自动化程度。

最后，计算机的信息处理技术的有效性不高。机电一体化中的信息处理技术指借助计算机的数据分析和处理技术对相关信息进行处理的技术。信息处理技术的应用能够保证机械按照正确的指令完成相应的操作。目前，信息处理技术对信息处理的有效性并不高，不能保证指令识别的正确度，因此给机电一体化技术的应用带来了一定的影响。

总之，机电一体化系统给机械工程的发展带来了更广阔的发展前景，但在实际的应用中还需要进一步改进和提高。

4 机电一体化技术在机械工程中的应用

4.1 自动控制技术在机械工程中的应用

传统的机械工程大部分工作都是依靠人力来完成，对一些关键环节和数据的控制也是人工来完成的，这样的方式不但需要大量的人力消耗，而且工作效率也不高，人工对关键点的控制也不够准确，从而影响了机械工程的质量。

机电一体化系统中的自动控制技术是指借助相关的设备和技术，根据工程的实际情况和特点，制定一系列自动控制的指令，使机械设备在自动控制的指令下完成相关操作的过程。自动控制技术不仅能够解决人工的问题，还能提高工作效率，提高机械工程的工作质量。机电一体化系统中的自动控制技术能够提高机械设备的自动化程度，不断提升机械设备的自动化水平，传统的机械工程中的人工操作被自动控制技术所替代，减少了机械工程中的人力投入，降低了人工成本，还可以有效避免因人为因素造成的机械工程中的差错，提高了机械工程的质量，给机械工程带来更大的经济效益。比如，在机械工程中安装自动监控装置［4］，自动监控装置就是机电一体化系统中自动控制技术的一种体现，其能够实现机械工程状态的实时监控，如果机械工程中出现问题，自动监控装置会发出警报，提醒工作人员，从而保证工作人员能够及时发现机械工程中出现的问题，并采取相应的解决措施，大大降低了机械工程中事故发生的概率，提高了工程的质量。总之，自动控制技术在机械工程中的应用能够最大化地实现机械工程的自动化程度，提高机械工程的自动化水平，从而保证机械工程更高效地开展。

4.2 传感技术在机械工程中的应用

机电一体化系统中的传感技术是很重要的一项技术，传感技术相当于机械设备的感觉器官［5］，通过传感器将信息传递给相应的设备，设备在接收到信号后会进行不同的操作。传感技术是机械工程实现自动化的重要因素，因此，将传感技术应用到机械工程中，能够促进机械设备自动化程度的不断提高。在机械工程中，借助机电一体化系统中的传感技术，能够提高机械设备的精确度和灵敏度，通过安装传感器，能够使机械设备具备更全面的功能，提高机械设备的性能；借助传感器，还能更好地提高机械设备的自动化程度，保证机械工程更高效地开展。例如，对于激光传感器在机械工程中的应用而言，激光传感器通过激光能够将检测的物理量转换为光信号，然后借助光电转化器将光信号转换为电信号，进而得出测量结果。激光传感器具有方向性好、精确度高、分辨率强等特点，能够实现很好的传输信号功能，在机械工程中的应用能够很好地解决机械设备信息传输的问题，保证传输信息的精确度和速度。

总之，机电一体化系统中的传感技术是一项重要的信息传输技术，借助传感技术，能够实现信息准确、快速地传播，为机械设备实现自动化奠定良好的基础。机械工程中，要充分利用传感技术的优势，根据机械设备的特点和工程的需要，将传感技术更好地应用到机械工程中，保证机械工程更高效、高质量地开展。

4.3 计算机技术在机械工程中的应用

机电一体化系统中的计算机技术主要指信息的处理技术，借助计算机的相关软件和技术，对采集到的信息进行处理和分析，通过信息的筛选，找到正确的指令，进而指导机械设备按照正确的指令完成相应的操作［6］。机电一体化系统中的信息处理技术直接决定了机械设备信息处理的效率和质量，因此，相关人士也在不断研究和改进，进一步提高机电一体化系统中信息处理的能力，保证机械设备具备较高的性能。

信息处理技术在机械工程中的应用是提高机械设备处理信息能力的关键，借助信息处理技术，机械设备能够将传感器接收到的信息进行快速的处理，从而更快地指导机械设备完成相应的操作，提高了机械设备的工作效率，同时，信息处理技术的准确性还能降低机械设备操作中失误的概率，保证机械设备更高效地开展工作。例如，一些传统的机械设备没有应用信息处理技术，会在固定的运转频率下运转，不能根据生产的需要调节运转的频率，使机械设备一直处在高频的运转中，会在一定程度上带来能源的浪费。借助计算机技术，在机械设备中安装信息处理装置，信息处理设备会根据接收到的信息进行处理，选择合适的机械运转频率，保证机械设备根据生产的频率适时调整机械的运转频率，减少了不必要的能源消耗［7］。总之，机电一体化中的信息处理技术在机械工程中的应用能够提高机械设备的信息处理能力，提高机械设备的工作效率。

4.4 机械技术在机械工程中的应用

机械技术是机电一体化系统中的基础技术，机械技术在机械工程中应用的主要目的是改变传统机械设备的结构、体积和性能。传统的机械设备存在体积大、结构复杂、性能单一的特点，借助机电一体化中的机械技术，能够通过优化机械设备的材料、改变机械设备的结构等，弥补传统机械的缺陷［8］。机械技术能够优化机械设备的选材，最大限度地降低机械设备的重量，缩小机械设备的体积。通过对机械设备的性能进行分析，将机械设备的多种性能进行融合，实现机械设备的多功能性。例如，传统的吸尘器体积大、性能单一，在使用和存放过程中都很不方便，借助机电一体化技术的机械技术发明了扫地机器人，不但减小了吸尘器的体积，而且在性能方面也有了很大的提升，在扫地功能的基础上，还增加了拖地和清洁的功能，大大提高了自动化的程度。总之，机电一体化系统中的机械技术在机械工程中的应用改变了传统的机械设备在重量、体积和性能方面的不足，改变了机械设备的外观，提高了机械设备的性能。

5 结语

随着信息技术的发展，机电一体化技术应运而生，给我国的工业发展带来了更好的技术支持。传统的机械工程工程量大、自动化程度低、工作效率低，已经不能满足飞速发展的时代需求。在信息化时代的背景下，机械工程也要借助先进的信息技术进行改进和创新。机电一体化技术作为信息化时代的产物，将先进的信息技术与传统的机械工程进行有机融合，为机械工程的发展指明了方向。机械工程借助机电一体化系统中的传感技术，能够将机械设备的各种信号传输到相应的信息处理器，通过信息处理技术，对信号进行处理和分析，筛选出正确的信息，从而指导机械设备按照设定的自动化程序进行相应的操作，这一系列的操作可以大大提高机械设备工作的精确性和自动化水平，使机械工程更高效地开展。因此，机械工程要充分借助机电一体化系统的优势，在实际的工作中，根据具体的情况进行适时的调整，保证机电一体化系统在机械工程中发挥最大的价值，提高机械工程的质量和效率，促进我国工业的快速发展和经济水平的提高。