機電一體化系統在機械工程中的應用分析

陳庚

摘 要：進入新時期后，我國機電一體化水平不斷提升，并且機電一體化技術在工程機械領域也得到了廣泛的使用。工程機械生產具有一定的安全風險，這是由機械作業(yè)的設備特性決定的，通過機電一體化技術可有效避免機械設備生產過程中安全事故的發(fā)生。本文對機電一體化系統在機械工程中的具體應用進行相關論述。

關鍵詞：機電一體化系統；機械工程；應用

引言

隨著社會的快速發(fā)展，信息技術被廣泛應用于各領域生產經營中，而信息技術創(chuàng)新性特征又使各專業(yè)相互交織、融合，形成一體化系統，此種變化在機械工程中尤為明顯。機電一體化技術將機械工程、電子技術、信息技術等一系列先進技術綜合運用了起來，將其合理應用于機械工程中，可以促使機械工程的現代化、信息化水平得到提升，同時也可以有效優(yōu)化和創(chuàng)新工程機械設備的生產方式與管理模式。

1機電一體化的概念

直至今日，機械一體化已經衍變成一個獨具特點的專業(yè)學科，而科學技術的不斷完善和發(fā)展，會讓機械一體化變得更加完善更加多樣化。自動化控制在機械一體化出現的同時，證明了自動化控制是可以實現的，并且機械一體化屬于一個交叉性的專業(yè)學科，它的存在是融合了多種專業(yè)而形成的，在融合的同時還有獨立的特點存在。我們從概念上可以發(fā)現，機械一體化所涵蓋的就是產品與技術。系統工程是機械一體化的出發(fā)點，并且將種種信息進行融合，讓其可以實現一個多方面技術共存的最優(yōu)產品。因此為了可以讓機械一體化發(fā)展更加完善，以下幾個技術是必須進行的：（1）機械本體技術。質量，精度與性能是機械本體技術最該注重的幾個方面。機械系統的縮微化和性能優(yōu)化是建立在一個簡化的機械基礎之上的，所以如果想要讓機械本體的質量減輕，我們可以考慮使用非金屬復合材料而不是傳統的鋼材料，讓機械快速響應的特性可以得到提高，從而將效率提升并且降低能源使用。（2）信息處理技術。電氣機械一體化與微電子技術之間的關系與傳播信息和普遍使用的信息都擁有著密切的關系。因此，為了進一步讓電動機械一體化得到發(fā)展，信息處理設備的穩(wěn)定性與可靠性就必須要提高。（3）軟件技術。機械一體化系統當中軟件是不可或缺的一部分，軟件與硬件之間需要保持協調一致的發(fā)展。并且為了讓軟件的研發(fā)成本節(jié)約以及維修效率的提高，應該讓軟件逐步向標準化前進，其中也包括程序的模塊化以及程序標準化和軟件程序的固化等。

2機電一體化系統特征

2.1智能化

各領域的高速發(fā)展進一步推進了生產流程智能化發(fā)展進程，而機電一體化系統以其高智能化特征被廣泛應用在各類型生產管理過程中。現階段我國智能化水平處于國際領先地位，因此，在機電一體化系統中也應用了更多運籌學、心理學及生理學等理論體系，通過對生產流程及生產需求的分析，模擬人腦解決及分析問題等方式，更好控制生產目標實現。

2.2模塊化

由于商品交易、分別生產趨勢使得模塊化機電一體化系統發(fā)展較為滯后，但與傳統生產系統相比，機電一體化系統標準化執(zhí)行元件及接口產品運行水平依然很高，模塊化發(fā)展在有條不紊的進行當中。

2.3個性化

信息化時代的到來使得各領域生產目標及特征更加明顯，而機電一體化系統多學科相融合的功能，可將此些生產目標通過快速、智能及模擬等方式實現個性化統一，切實提升了生產可控性。

2.4可持續(xù)化

大眾給生活水平及環(huán)保意識的不斷提升使得傳統生產流程及工藝被逐步淘汰，現代機械工程施工形式趨向多元化發(fā)展，對生產控制水平提出了更高要求。而機電一體化系統產品涉及生產，均考慮到了社會可持續(xù)發(fā)展理念，注重生產資源的回收及利用，通過提高生產流程中的節(jié)能降耗性，確保機電一體化系統在機械領域未來發(fā)展中，也占據著領先軍的地位。

3機電一體化系統在機械工程中的應用

3.1在包裝機械中的應用

將機電一體化系統應用在包裝機械生產中，可有效規(guī)避包裝機械電力控制中的局限性，提升包裝機械設備生產統一度，降低實際維護難度及成本。同時，減少包裝機械設備占地面積，簡化包裝設備運維流程，切實提升生產期間的經濟效益。

3.2在機床改造中的應用

由于機械工程中的機械改造環(huán)節(jié)對精準度要求較高，系統運行及工作臺運行軌跡均需通過嚴格控制實現。而將機電一體化系統應用在機床改造過程中，可切實提升機床運行期間的轉動效率，確保機床運行精度滿足實際加工需求。同時，將機電一體化系統應用在機床改造過程中，還可避免改造環(huán)節(jié)對機床原結構的影響，控制機床改造成本。

3.3在紡織機械中的應用

將機電一體化系統應用在紡織機械生產中，可通過主動傳輸模式，確保繞線架與導軌之間的頻率固定。在紡織機械系統實際運行期間，可利用速度傳感器將信號發(fā)送到TPU數據中，明確生產最佳繞組比，提升數據傳輸期間的精準性及全面性。

3.4在監(jiān)控系統中的應用

機械工程中機電一體化在監(jiān)控系統中也有運用，它的應用能夠提高機械工程自動化控制穩(wěn)定性。在監(jiān)控系統中的應用有制動系統的安裝、液壓系統的安裝等，在這些設備中使用機電一體化，最大限度地能夠發(fā)揮機電一體化的優(yōu)勢，實現系統的監(jiān)控。機電一體化控制的監(jiān)控體系能夠查找出機械工程中的反常的狀況，進而發(fā)出信號，方便操作人員快速對排除故障。機械工程中由于機械化程度較高，所以工程中部分程序才需要員工來完成，這樣改變了員工的工作場所以及環(huán)境，降低了員工工作的投入力度，從而提升工作人員的工作效率。員工通過機器的監(jiān)督降低機器出現故障的可能性，進而減少機械損耗提升經濟效益，高質量地完成工程任務。

3.5在冶金行業(yè)中的運用

冶金行業(yè)作為一個危險較高的行業(yè)，對于機器化操作需求量很大，對于機電系統化的應用也很迫切，它的生產程序、生產設備等正在向自動化和智能化方向發(fā)展。機電一體化在冶金行業(yè)的應用一方面高度節(jié)約了資源，使資源的利用更高效，另一方面，實現智能化和自動化消除了使用人力所產生的一些問題，例如人際矛盾、員工內部小群體等。此外，機電一體化的應用使得冶金行業(yè)的生產流程，操作更加精確更有目的性，減少了損耗。隨著科技的進步，推動機電一體化在冶金行業(yè)中的運用，促使機電一體化逐步完善勢在必行。通過上述分析，我們也能夠從生產效率、資源利用方面看到機電一體化在冶金行業(yè)的運用是不可缺少的部分。

3.6在機床中的應用

除了上述領域，機床技術中的機械工程中的機電一體化也能夠運用。在機床的控制中依據坐標軸使用輔助的方式，對數字化控制機床技術進行完善，避免機床的接觸，增加機床的運行速度，提高機床運行效率。與其他應用領域相比機電一體化應用在機床領域中，更能使機床操作變得簡單方便，能夠明顯感覺到機械工程中機電一體化在機床中的應用帶來產品質量提高、控制更加精準的變化，是機床運行中經常使用的改善方式。

結語

總而言之，機電一體化系統在機械工程中得到了廣泛應用，并為切實工程經濟效益及社會效益奠定了堅實基礎。為切實提升機電一體化系統的應用有效性，相關管理部門還需從提升工作人員專業(yè)技能及職業(yè)素養(yǎng)入手，認清機電一體化系統應用價值及要點，構建起更加科學長效的機電一體化系統管理機制，確保機電一體化系統成為機械領域發(fā)展新方向。

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（作者單位：江蘇高速公路信息工程有限公司）