机电一体化技术在机械工程中的应用

机电一体化技术在机械工程中的应用

杜江宏

河南恒立龙成重工有限公司 474550

摘要：机械工程行业的快速发展也有效推动了社会进步，为各行各业的多元化需求提供诸多解决方案，多种新型技术与形式也被应用到机械工程行业当中，对提高机械工程的作业效率和作业质量加以保障。本文明确了机电一体化技术的相关优势，并简单列举了几种机电一体化技术，在机械工程中的实际应用，同时结合发展现状与未来需求，试图分析机电一体化技术未来的发展趋势。以供参考。

关键词：机电一体化；机械工程；技术应用

机电一体化技术并不是某一技术或某几种技术的总称，它是一类技术的应用形式，是机械工程与自动化的一种。机电一体化的技术内涵随着时代发展与行业新需求的提出，也在不断完善当中，当前一步仅仅是简单的电子技术与传统机械工程进行结合，而是能够在行业需求的引领下将电子技术与传统机械工程有机结合，从而达成更多目的的一种技术形式。随着科学技术的发展与行业内不断探索机电一体化技术已经发展成熟，且仍处于飞速成长阶段，在当前行业内除少部分特殊作业内容之外，大部分机械工程均采用了机电一体化的形式，同时随着计算机软件技术与其他后备保障技术的不断完善，对于少部分机电设施的生产制造工艺，全流程中已经能够做到零人工干预，真正实现智能化与自动化。

近几年来，我国机械工程相关技术取得了飞速进展，随着计算机软件的应用，人工智能技术和5G通信技术的发展，也给我国机电一体化技术推向了新的高度。随着行业发展与时代进步，传统人工机械生产的形式已逐渐被先进的一体化技术所取代。本文在此背景下对机电一体化技术在机械工程中的应用进行简要明确。

1 机电一体化技术的优势

1. 1. 自我检测

机械工程中所应用的设备十分复杂，尤其在机电一体化技术全面普及之后，当前机械相关设备与电子电路设备已经实现完全集成，当出现问题或使用故障后，维修困难问题难以定位。随着这种问题的提出与行业内的不断发展，目前机电一体化技术已经具备了优良的自我检测功能，而非仅通过预设程序，按部就班的开展各个作业。在作业开始之前，系统能够对整体自身情况进行全面检测，能够避免机械设备的带病工作，保障整个生产流程的安全；过程中能够对投入的原料使用环境，其他保障措施进行同步检，以实现出品稳定的目的；作业完成后也能够对生产的产品构建进行初步检测，并根据检测结果实时调整自身参数，使整个生产过程中的废品率明显下降。这种全流程自我检测的优势能够提高生产质量和生产效率，同时降低保养维护成本，降低设备的使用难度。

1. 2. 精准度更高

机电一体化技术在传统机械工程上结合了相关电子信息技术，整个过程中的尺寸测量、构建放样等涉及到精准度相关的工作，均由电子信息系统自动完成。相比于手工操作，其精度极高，当前最高精度的加工机床已经能够实现微米级加工，这也是传统人工机械工程中无法实现的。除尺寸之外，对于环境温度、构件原料质量、各个组分投入比例等都能够进行精准测量，而这种自身指标与外部环境的精准控制也能够保障质量稳定性。在各行各业的机械工程当中，精准度的提升必然会在经济效益与生产质量方面具有积极的促进作用。

1. 3. 全自动化控制功能

当前完善的机电一体化技术已经能够实现全自动控制，将作业任务和作业指令输入到机电一体化系统当中之后，设备能够自动处理相关内容，并编排相应的作业方案，整个过程中的人工干预较少，并不需要大量的人力即可对机床所有作业完成。相比于传统机械工程中当前的机械工程作业形式，已经无需人工从事体力劳动，整个过程中的构件原料投放尺寸测量，切割翻转等作业都能够有设备高精度的自动化完成。对于需要批量生产的设备和产品，在机电一体化技术的保障下，也能够使整个流程中的技术成本降低，作业人员也无须完备的技术保障，即可操作设备完成相关生产任务。而这种自动化控制能力的实现，不仅大大提高了生产效率，同时对生产过程中的安全性也有完备保障。

2 机电一体化技术在机械工程中的具体应用

2.1 数控机床

大型机床在机械设备中是最为常用的设备形式，通过机床也能够实现一系列产品的生产工作。数控机床就是结合了机电一体化技术的新型机床，在整个操作过程中无需人工干预所有的操作指令均由设备自动完成。传统机床中对于作业位置作业尺寸的控制均由人工测量来完成，而整个工作过程几乎所有操作均由人来实现，仅通过机床的固定与杠杆原理操作，部分机械已达到省力和快捷的目的。在引入机电一体化技术之后，能够将坐标控制，尺寸控制，均交由机械完成，而整个过程中的效率会大大提升，同时对于产品质量与尺寸稳定性也有了很好保障。同时对于重复性较高的作业工作，也可通过数控机床编程的形式来实现全自动完成。

2.2 机械监控

对于大型机械工程而言，实时关注其质量及自身性能情况是很有必要的，一方面能够保障机械的自身性能，从而保障使用过程中的质量稳定与安全，另一方面能够提前知悉设备自身情况对存在的问题提前进行处理，防止设备带病工作，从而延长机械设备的使用寿命。可通过影像远程传输传感器，采集数据等多种形式来判断机械工程中各个系统的自身特性，及时发现异常，尤其对于大型机械工程中涉及到检查点位较多的情况下，采取远程监控的形式，能够提高工作效率，减少检查工作量，出现问题后也能第一时间精准定位。在整个过程中也可与互联网技术相结合，实现所有监测数据的联网统一处理。电子信息技术对机械监控提供了重要的基础保障，与传统机械技术进行结合的机械监控一体化，对保障生产工作的健康进行及提高经济效益有着促进作用。

2.3 机械设备的变频控制

在当前能源背景下，各行各业均进入了节能的探索，机械工程相关行业同样也在响应着节能的号召。为了保障机械生产相关工作的顺利开展，在机械工程中会应用大量大型电动机与燃油机，其耗费的能源是不容忽视的。但节能工作的开展又需保障机械工程的顺利进行，在机电一体化技术的辅助之下，机械设备的变频控制也变得更为简单。通过传感器与智能处理芯片，能够知悉当前的机械设备工作总负荷，根据实际负荷需要对自身工作频率进行控制，尤其当整个系统处于空载状态时，可仅保留关键进程，以实现节能的目的。在变频控制之下，不会使机械设备工程的正常生产工作受到任何影响，但能够减少不必要的能源使用，以达到提高能源利用率的目的，确保投入的能源均有相应的产品产出。而这一措施的实现与机电一体化是密不可分的。

3 机电一体化技术在机械工程中的应用发展趋势

3.1 网络化

网络行业的完善也改变了各行各业的工作习惯，尤其机电一体化技术的出现，将多种新型技术应用到传统机械工程之中，一次实现提高生产效率，控制生产质量的目的。结合网络在其他行业的应用，机电一体化逐渐网络化的发展趋势也是未来必然的趋势之一。通过网络的统一控制，能够实现足不出户即可知悉设备的生产情况，对多台机械设备而言实现统一控制，根据实际生产需要下达远程指令。整个过程中能够使工作效率成倍增加，同时大大节约运营成本。

3.2 智能化

当前机电一体化技术在机械工程中已经得到了较为普遍的应用，目前行业技术背景，智能化也是机电一体化技术的发展趋势之一。在机电一体化技术与机械工程结合的过程中，赋予其智能化的能力，除了简单的执行预设指令之外，还能够根据实际的生产情况输出对应方案，而整个过程中无需人工干预。如未来构建的生产，可能前期的设计与深化工作均由机械自动完成，能够大大降低技术门槛。

4 结语

机电一体化技术的出现改变了传统机械工程的主要形式，在机电一体化技术的赋能之下，也使机械工程开展效率更高，生产质量更稳定，赋予机械工程更多能力。在当前信息化与自动化的时代背景之下，机电一体化技术的出现对机械工程而言有着重要影响，随着多种机电一体化的技术应用到机械工程当中，对传统机械工程效率低下、质量控制度不高、出品不够稳定等诸多问题，提供了全新的解决方案，也促使了我国机械工程行业的健康发展。

参考文献：

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[2] 陈辉, 王磊. 机电一体化技术的现状及发展趋势[J]. 机械, 2008, 35(7):4.

[3] 索小娟, 陈光伟, 王娜. 工程机械机电一体化技术的应用与发展[J]. 科技传播, 2013(14):2.