机电一体化系统在机械工程中的应用

机电一体化系统在机械工程中的应用

王怀若

身份证号码 41132519970204****

摘要：在我国现代化发展过程中，制造产业得到迅猛发展，科学技术不断创新，建成了门类齐全、独立完整的产业体系，一举成为世界第一制造大国。但我国制造业的自主创新能力不高、资源利用效率低下、产业结构水平参差不齐、产品质量与效益差，与世界先进水平相比仍存在明显差距，呈现出大而不强的特点。为了加速我国制造业转型升级，实现制造大国向制造强国的跨越，2015年5月19日，国务院正式印发《中国制造2025》，确立了创新驱动、质量为先、绿色发展、结构优化、人才为本的基本方针，以此作为实施制造强国战略的第一个十年行动纲领。基于此，本文重点针对机电一体化系统在机械工程中的应用方面展开研究与论述。

关键词：机电一体化；机械工程；应用

引言

机电一体化是机械、电子、信息及材料等多学科的交叉融合，它是以各种传感器为基础，将机械、电子和计算机技术结合在一起的综合性技术。机电一体化技术许多方面都得到了广泛的使用，为人们的生产和生活带来了诸多便利。随着科技的不断进步，机电一体化将会在综合更多新技术的基础上，不断地创新。

1机电一体化系统概述

所谓的机电一体化系统，简单来说就是指一种现代化的机械系统，其主要应用了电子计算机的各项功能，一个完善的机电一体化系统，通常都由控制及信息处理、执行机构、机械本体等构成。从某种程度上来说，机电一体化使机械系统自动化与智能化有效融合，对我国各行业的发展起到了极大的推动作用，尤其是在机械产品中的应用，不仅能实现产品的高性能和多功能，而且还能取代部分机械控制机构，提高整体工作性能。举例来说，在轻工机械、纺织机械等行业中，经常会面对很多复杂多变的工艺动作，传统的技术手段难以保证工艺质量，而引入机电一体化之后，可以大幅提升机械产品工艺水平，从而更好地适应市场需求。

2机电一体化系统在机械工程中的应用

2.1传感技术

作为我国机电一体化技术的重要核心，传感技术是极为关键的，在智能制造操作的同时将机电一体化技术应用其中，往往可以实现传感技术和智能制造的结合。在此基础上，为确保传感技术运用价值和意义的发挥，保证智能制造灵敏性的提升，与此同时还要充分创建与之相对应的传感网络系统。在此系统的支持下，往往可以在一定程度上防止传感技术被信号所干扰，能够更为精准的进行目标信号的接收与传输，将信息技术真正融入计算机系统中去，最终实现对工业生产智能化、自动化的控制。利用传感器技术在我国智能制造领域中，智能设备很容易收到传感技术信息的干扰，进而对信号接收等产生阻碍。所以，在进行智能制造系统建设的同时，要全方位发挥传感器网络系统的作用和价值，结合计算机系统的优势，对信息内容进行及时获取和分析。当前阶段中，机电一体化技术在智能制造行业中使用通常会为传感及时配备相关的光纤电缆传感设备，如此才能够更好地提高技术的准确性与灵敏性，促进制造设计的科学性发展，使得智能制造技术的整体水平得到提升，对我国智能制造进步起到一定的推动作用。

2.2数控技术

通过PLC控制编程技术自动化控制机械加工设备，能结合其实际情况设置程序控制命令，加强生产任务分配的合理性。当其满足预期条件时，自动激活设备指令，控制机器进行有序开展。同时，在智能制造过程中，采用计算机向生产机器设备发送指令，机器会根据指令内容完成整个生产作业，并将生产信息传输到计算机中，有利于管理人员全面检测日常生产数据，合理调整生产信息。在进行智能制造时，要科学应用可编程控制系统，让存储数据的机器设备进一步分析生产条件，同时在加工中将有线网络和无线网络相互结合，从而实现机器生产的远程控制。另外，工作人员可通过数字控制技术和计算机控制技术来控制机器设备，提高整个生产过程的稳定性，利用计算机系统向机器控制系统发布生产命令，再使用机器控制系统、人机交互系统完成自动化生产控制，促进机电一体化生产过程向智能化方向发展。

2.3人机一体化技术

人机一体化系统的构成包括操纵和数据分析装置、机械装置、执行装置、动力装置、驱动装置，以及传感装置等。机械装置是整个系统的中枢，其属于系统全部性能元素的机械支撑构件，其中包含机械连接、框架以及机身等。动力装置的作用是给系统供给动力性能，带动执行单位，从而让系统根据操纵需求完成运转。传感装置能够对系统自身以及外部等各种数据进行检测，将检测到的结果变换为电信号，传递给数据分析机构，通过分析判断形成相关的操纵信息。通常传感装置的功能需要由仪器仪表以及传感设备来实现。驱动装置能按照操纵信息，带动执行装置实现各类性能和动作。执行装置属于运动构件，通常选择电液、电磁，以及机械等模块。数据分析和操纵，能够把传感器传递的信息进行分析判断，根据特定的程序传递相关命令，操纵系统有目的性地运转。该部分的构成包括计算机外部设施、计算机、I/O口、可编程序操纵设备、A/D转换器、逻辑电路，以及数控设备。

2.4机器人技术

近几年，机器人制造在我国工业体系中的应用也愈发广泛，这也标志着我国工业化水平迈入了新阶段。通过对机器人的应用分析可以得知，现阶段常见的机器人有两类，所发挥的作用各有不同，即移动机器人和工业机器人，前者在生产制造上难度更大，实际应用时往往常见于复杂环境之中，为了保证机器人很好地移动和开展工作，需要技术人员提前对系统进行调节，将移动行径及障碍物等数据信息录入系统，从而实现灵活运行。将智能控制应用到机器人领域，可以进一步强化机器人的感知能力，促进其更准确地做出相应行为，这也是机器人实现自我学习的重要方式。其工作原理主要是，利用各种先进传感器以及大数据处理技术，可以对大量数据信息进行采集和处理，及时排出干扰性因素，然后再对有用的信息进行分析与判断，并转换成可执行的命令，最终实现对机器人的智能控制。

2.5机器视觉检测技术

机器视觉技术作为智能制造的重要技术，能真实模拟人眼识别机械加工图，进一步掌握机械加工产品中存在的问题，真实模拟人脑全面处理相关信息。工作人员可通过机械视觉收集相关信息，再使用计算机数据库将相关数据整理出来，将其应用到机械加工，自动控制整个机械生产过程。同时，机械视觉是由信息技术、自动化技术、智能控制技术等技术组成，通过详细记录机械加工产品的各种数据，再根据加工参数标准判断零件加工中存在的问题，能全面检测机器零件，提高系统检测的准确性。另外，机器视觉检测成本较低，有利于检测者进行分析。可通过应用机械零部件三维模型，设置加工工艺数据，如加工方法、刀具参数等数据，利用数字化仿真设计云平台来仿真整个加工过程，预测加工轨迹结果，保存加工轨迹数据和加工过程动画，提高云平台计算效率。对比单台计算机工作效率发现，大数据云平台能减少计算时间，主要原因为云平台是采用协同化技术提高设计效率，增加零件设计制造效率，将生产成本控制在合理范围内。

结语

机电一体化系统功能强大，应用优势显著，在机械工程中的应用，能节省大量的生产资金。企业要注重技术创新，积极地引入机电一体化技术，改变之前的生产流程，同时，利用高新技术提高机械产品质量，为我国制造业的发展作出积极贡献。

参考文献

[1]陈道通.机电一体化技术在智能制造中的应用[J].智能城市，2019，5(23)：195-196.

[2]杨万琼.智能制造中机电一体化技术的应用[J].机电元件，2022，42(4)：39-40+61.

[3]韦亚栋.机电一体化技术在智能制造中的应用[J].电子技术与软件工程，2021(11)：120-121.

[4]晁红芬.对机电一体化技术在智能制造中的运用探究[J].江西电力职业技术学院学报，2020，33(11)：6-7.