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

王俊鹏

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摘要：随着社会经济水平的提升，作为一种交叉性、综合性明显的融合学科，机电一体化技术囊括了机械、通信、电力、微电子等多个学科，将其整合到机械工程系统内形成一项综合性应用技术。在实际应用过程中，遵循机电一体化技术的性质、特点，对各领域机械工程设施的功能、结构等进行拓展性、可靠性设计，促使机电一体化技术的应用朝着符合机械工程标准化、数字化、自动化趋势的方向发展，能够在逐步提高机电一体化技术应用价值的同时，确保机械工程各环节、功能模块的作用得到有效发挥。

关键词：机电一体化技术；机械工程；应用

引言

目前我国制造业整体生产技术水平相比以往提升了一大截，其生产模式在信息技术与自动化技术的应用下也实现了升级改进，但其仍然存在材料利用率低、生产污染较大、智能化水平不足等诸多问题，在生产质量和生产效率上相比发达国家仍存在一定差距。而集合机械技术与信息技术优势并不断完善创新的机电一体化技术，在机械设计制造中的应用成为当前阶段促进制造行业发展的必然选择。为此，各制造企业需掌握机电一体化技术概念和应用优势，明确机电一体化基础技术分类，结合自身生产实际，寻找到更为符合自身实际需求的机电一体化技术应用方法，从而为机械设计制造行业的发展提供有力的技术支持。

1机电一体化的概述

机电一体化（Mechatronics）是机械工程、电子工程、计算机科学和控制工程等多个学科交叉融合而成的一门学科，它通过将机械、电子和计算机技术融合在一起，实现自动化和智能化控制的目标，是将机械、电气、自动控制和计算机技术紧密结合的一种新型综合技术，能够实现对机械系统的智能化控制和自动化操作。机电一体化的主要目标是实现机械系统的自动化和智能化控制，它通过对电子和计算机技术的应用，将机械系统与控制系统紧密结合起来，从而实现机械系统的高效、精准、安全和可靠运行。机电一体化技术被广泛应用于工业、农业、医疗、家庭等各个领域，在汽车、机床、机器人、智能家居等方面都有广泛的应用。

2机械工程视角下机电一体化技术的应用优势与原理

2.1机电一体化技术应用优势

（1）最大化保障系统运行安全稳定性安全管理是机械工程领域生产建设最为重要的一项内容，借助机电一体化智能化、自动化、标准化等应用优势，有效提升机械系统运行和产品的安全性能。在机械生产制造过程中应用电子信息技术，发挥其全方位监督探测优势，掌握最新的产品生产使用信息，对于出现的异常情况或风险进行预警，通过精准的反馈及时解决问题，以此保障和提升安全性能。例如在煤矿开采领域，因其工作环境的特殊和复杂而导致整个生产过程存在较大安全风险。

（2）强化工程建设精准度，减少损耗与支出在各专业领域，不同工程项目的特性对施工技术的应用有着严格的标准要求，利用机电一体化技术可以提高工程生产建设精准度，促进生产建设质量整体提升，构建形成机械工程领域建设发展的良性循环。无论从机械工程建设数量还是规模的扩展方面，机电一体化技术的应用可提高工程建设精准度是经过实践证明所达成的共识。随着机械工程领域机械设备及生产线逐步从人工、半自动化走向全自动化，使整个生产运行过程各个环节流程的操作控制更具精准度，其本质在于对参数信息的精准输入和运行控制。

2.2构成原理

机电一体化是在信息技术（传感技术、信号处理技术、通信技术和计算机技术）、机械技术和电气技术等相结合的基础上产生的，它主要由计算机、传感器、执行器和控制器等组成。机械部分则主要由运动传动部分、减速器和连杆机构等部分组成，电气部分则包括电动机、控制器、开关等。机电一体化系统中的控制器具有接收传感器反馈的信号，并对其进行处理分析，从而控制执行机构的功能。

3机电一体化技术在机械工程领域的实际应用

3.1监控系统中的应用

机电一体化技术在机械设计制造领域当中的应用，除能够发挥其提高生产制造精度优势之外，还可以针对机械设计制造相关设备运行状态以及生产加工实际进行实时的监控。借助于监控设备，能够仔细监测整个生产制造过程当中机械设备运行的状态和参数数据，并及时发现其中异常状态，将所采集的故障信息快速传递给操控系统，并对技术人员发出预警，使技术人员能够在最短时间内进行故障问题的诊断和排除，降低故障发生率，同时也能够减少由于故障而引发的不良影响。其主要发挥功能作用的部分是自动报警系统以及故障排查系统，自动预警系统可实现针对机械内部系统的运行，一旦发现故障隐患，可快速做出反应。而故障排查功能则需要技术人员提前输入相关程序指令，利用高效化与标准化的系统运行来充分提高运行问题的处理效率。

3.2电子信息技术

电子信息技术在农业机械中的应用主要体现在以下几个方面。第一，农业机械中广泛采用电子控制技术，电子控制技术包括传感器、控制器、执行器等多个部分，通过这些部件的协同作用，可以实现农机的精确定位、智能控制和数据反馈等功能。第二，电子信息技术在农机作业管理中发挥了重要作用，电子信息技术在农机作业管理中的应用主要包括作业计划、作业监控、作业分析和作业评估等方面。例如，农机作业管理系统可以通过网络和云计算技术实现作业数据的实时采集、传输和分析，从而为农机作业提供更加精细化、高效化和可持续化的管理服务。

3.3数控机床编程升级改造中的应用

数控机床编程与操作是机械制造一体化技术应用的重要内容之一，在机械工程领域应用范围尤为广泛。数控机床编程与自动化操作对于机械生产加工的精度要求很高，机电一体化技术的应用以提高数控机床编程和自动化操作质量效率为前提，推进数控机床操控智能化应用，不断提高生产加工速度。即，通过升级改造数控机床内部结构，来减少床上刀具和工作台之间的运行摩擦及产生的参数偏差，借助计算机编程技术自动化处理运行间产生的数据信息，从而提高产品质量。

3.4包装机械与包装生产中的应用

包装机械设备生产构造尤为复杂，涉及凸轮构造、控制连杆等重要结构，整体由称量、气动、控制、动力和机械5大部件组成，主要分为动力系统、传动系统和执行系统。当系统复杂结构部位产生故障时，利用机电一体化技术进行模块化处理，能够实现对包装机械设备运行全过程的维护管理，推进实现包装机械设备自动化、智能化操作，在降低管理养护成本的同时有效提高设备生产运行效率。目前，我国全自动化包装设备已经全面采用机电一体化技术，包括机电控制技术、微机处理技术等，系统控制包装机械设备的整体运行状态。

结语

综上所述，在科学技术的推动下，机电一体化技术在冶金、煤矿、汽车制造等机械制造领域，逐步朝着数字化、智能化、全自动化方向发展。制造业的快速发展能够为人们体验到现代化、智能化生活提供有力的物质支持，而机电一体化技术则是能够促进制造业实现现代化、自动化与机械化的关键技术，可以说，在现代尖端科技快速进步的新时代，机电一体化技术在机械设计制造中的应用能够实现生产设备的自动化，未来必然也会实现智能化，这也是科技文明不断发展的必然结果。

参考文献

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