機電一體化技術(shù)在機械工程上的應用及其趨勢展望

王麗

摘 要：隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，人們的生活及生產(chǎn)水平不斷提高，主要是由于科學技術(shù)不斷應用，在眾多領(lǐng)域，科學技術(shù)不斷革新與改造，促使很多學科相互交叉滲透，尤其是機械工程領(lǐng)域，由機械電氣化逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)闄C電一體化，主要是由于微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的快速發(fā)展而形成的，促使工程機械企業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)方式、管理體系等發(fā)生很大的改變。

關(guān)鍵詞：機電一體化；機械工程；應用；分析

一、機電一體化的基本概念論述

1.機電一體化的基本概念

機電一體化技術(shù)屬于機械領(lǐng)域，是指在機械的設(shè)計與功能擴展中，應用機械特有的主要功能、信息處理、功能控制等，將機械系統(tǒng)的控制中心進行集成化，并與安裝在計算上的上位機軟件實現(xiàn)雙向通信，機電一體化涉及通信技術(shù)、機械技術(shù)、微電子技術(shù)、電力電子技術(shù)等，并將這些技術(shù)進行有效的結(jié)合，形成一個整體并嵌入機械系統(tǒng)中。

2.機電一體化技術(shù)的基本特征

（1）應用的廣泛性

機電一體化技術(shù)設(shè)計的技術(shù)很多，時一門涉及多學科的交叉技術(shù)，使得機電一體化技術(shù)應用十分廣泛，超出機械工程的應用范疇。

（2）很強的邏輯性

機電一體化核心任務是將各種技術(shù)融合，應用在機械領(lǐng)域中，將系統(tǒng)的機械機構(gòu)和軟件控制進行融合，形成統(tǒng)一的整體，機電一體化具有很強的邏輯性。

（3）優(yōu)化建模

機電一體化技術(shù)經(jīng)過多年的發(fā)展，形成完整的優(yōu)化理論體系，有關(guān)算法參閱相關(guān)文獻。

3.機電一體化技術(shù)的最新發(fā)展趨勢

機電一體化技術(shù)形成自己的理論體系，隨著我國高新技術(shù)的快速發(fā)展，越來越多的新技術(shù)被應用到機電一體化技術(shù)上，機電一體化的新的發(fā)展趨勢是控制智能化、精確化、零延遲化、結(jié)合計算機處理技術(shù)和信號傳輸技術(shù)，機電一體化技術(shù)朝著無線控制、高速控制、精確控制的方向發(fā)展。

二、機電一體化技術(shù)在機械工程中的應用

機電一體化技術(shù)的應用大大提高機械產(chǎn)品的生產(chǎn)效率，信息技術(shù)的使用將產(chǎn)品的性能更加機械化，有效的提高機械工程的發(fā)展速度，促進工程技術(shù)快速發(fā)展。

1.機電一體化技術(shù)在改造機床上的應用

數(shù)控機床是十分重要的機械工程設(shè)備，在數(shù)控機床工作過程中對工作臺和機床上的刀具的運行軌跡要求嚴格，保證偏差值在規(guī)定范圍內(nèi)，保證產(chǎn)品的精確性。加強數(shù)控機床工作的效率，通過機電一體化技術(shù)對其進行改造。開環(huán)伺服系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、出現(xiàn)故障容易發(fā)現(xiàn)的特點，隨著信息技術(shù)的快速，將微機技術(shù)應用到數(shù)控機床中，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)和信息的自動化處理，根據(jù)產(chǎn)品的需要選擇技術(shù)。當數(shù)控機床的改動很大，應盡可能的減少調(diào)整，減少企業(yè)的投資成本，提高企業(yè)的生產(chǎn)效益。

2.機電一體化技術(shù)在包裝機械方面的應用

包裝機械是機械工程中重要的組成部分，包括很多復雜的機構(gòu)，例如控制連桿、凸輪構(gòu)造等，傳統(tǒng)的部件連接方式采用控制電路，導致設(shè)備的結(jié)構(gòu)過于繁瑣，不利于后期的設(shè)備維修，操作起來不方便。機電一體化技術(shù)應用在包裝機械，可以實現(xiàn)微機控制設(shè)備，形成模塊化管理。與過去模式比較，設(shè)備的體積變小，零件更加精密，操作方便，節(jié)約資源。

3.機電一體化在產(chǎn)品開發(fā)上的突出特點

隨著人們的需求越來越高，對產(chǎn)品智能化需求逐漸增多，已經(jīng)實現(xiàn)機電一體化，使得產(chǎn)品功能提升，使用微電子技術(shù)實現(xiàn)某種產(chǎn)品的特定功能，滿足市場上的需求。機電一體化在產(chǎn)品開發(fā)生實現(xiàn)普通產(chǎn)品向智能化方向轉(zhuǎn)變，提高產(chǎn)品的科技含量，促進機械工程中產(chǎn)品的價值，提高生產(chǎn)企業(yè)的競爭能力。

4.實時監(jiān)控

機電一體化系統(tǒng)在機械工程中具體應用，起到實時監(jiān)控的功能和作用。傳統(tǒng)的機械工程比較落后，無法對操作過程進行監(jiān)控，無法保證機械工程的整體質(zhì)量，對操作人員的安全影響很大。機電一體化系統(tǒng)應用可以有效的解決這一問題，可以對工程具體制動、傳動、執(zhí)行等環(huán)節(jié)進行實時監(jiān)控。機電一體化系統(tǒng)的實時監(jiān)控保證機械工程整體的工作效率與工作強度，保證機械工程的整體質(zhì)量，提高工程效率，保證工程操作人員的安全。

三、在機械工程中機電一體化應用展望

1.機電一體化技術(shù)應用向微型化方向發(fā)展

現(xiàn)在機電一體化技術(shù)發(fā)展過程中，微型機電一體化系統(tǒng)屬于新的發(fā)展方向，也是在納米程度上電子技術(shù)和機械技術(shù)融合的產(chǎn)物。對微型機電一體化產(chǎn)品來說，所指的主要是幾何尺寸方面向微米及納米級別發(fā)展，在社會各領(lǐng)域運用中都變現(xiàn)出明顯有數(shù)，具有體積小、能耗低及運動靈活特點，屬于現(xiàn)在社會關(guān)鍵的技術(shù)。

2.機電一體化技術(shù)應用向高性能化方向發(fā)展

機電一體化技術(shù)高性能化包括內(nèi)容主要由高精度應用、高速度應用及高可靠性應用與高效率應用。對于新型CNC系統(tǒng)，多個CPU結(jié)構(gòu)利用多總線進行連接，對于此類系統(tǒng)來說，選擇精簡指令集機，可以使得多個操作系統(tǒng)同時運行，并對相關(guān)操作進行處理，使機電一體化產(chǎn)品具備較高性能。

3.機電一體化技術(shù)應用向智能化方向發(fā)展

對于現(xiàn)代機電一體化的發(fā)展，主要是在控制理論基礎(chǔ)方面得以體現(xiàn)，相比傳統(tǒng)機械自動化控制技術(shù)，現(xiàn)代化機電一體化技術(shù)與其所存在區(qū)別主要在智能化技術(shù)方面。對于現(xiàn)代化機電一體化技術(shù)，綜合人工智能、計算機科學及生理學等相關(guān)智能方法及思想，對人類智能進行模擬，此技術(shù)正處在不斷探索及應用階段，使用十分廣泛。

4.機電一體化技術(shù)應用向高精度方向發(fā)展

機械工程機電一體化系統(tǒng)，有效的保證工程的精度，對工程的整體質(zhì)量具有重要的意義。傳統(tǒng)的機械工程都依靠人力操作，進行數(shù)據(jù)計算、工程測量等環(huán)節(jié)容易出現(xiàn)誤差，給機械工程的質(zhì)量帶來負面影響。使用機電一體化有效的提高機械工程相關(guān)數(shù)據(jù)測量的精準度，使得機械工程的測量等環(huán)節(jié)實現(xiàn)自動運行。機電一體化利用先進的技術(shù)進行測量分析，防止出現(xiàn)誤差，保證機械施工的整體質(zhì)量與精準度。機械工程的精準度得到保證，施工人員的勞動強度降低。機電一體化系統(tǒng)在機械工程中的應用，還加強機械施工的現(xiàn)代化、高效性與快捷性，使得機電一體化系統(tǒng)應用更加廣泛。

結(jié)語

隨著我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，在工程機械中，機電一體化技術(shù)得到廣泛的應用，機電一體化技術(shù)逐漸成為工程機械的主要發(fā)展方向，應加強對機電一體化理論知識的探索和研究，積極向發(fā)達國家學習，引進相關(guān)先進技術(shù)，還應培養(yǎng)機電一體化人才，為我國機電一體化技術(shù)的發(fā)展打下扎實的基礎(chǔ)。

參考文獻：

[1]索小娟，陳光偉，王娜，等.工程機械機電一體化技術(shù)的應用與發(fā)展[J].科技傳播，2013，32（14）.

[2]竇超.工程機械機電一體化技術(shù)的應用與發(fā)展[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2015（3）.

[3]羅輯，杜柳青，袁冬梅.機電一體化技術(shù)在機械工程上的應用及發(fā)展趨勢[J].機床與液壓，2016（1）.