機電一體化技術在機械工程上的應用及其趨勢展望

蔚海明

（中煤昔陽能源有限責任公司白羊嶺煤礦，山西 晉中 045300）

隨著國民經濟的不斷發展，我國不斷加大了在科技方面的投入，反之，科技技術水平的提高也有效促進了經濟的進步，二者相輔相成，互相發展。在工程方面，國家加大了對機械方面的研發，而機電一體化的應用，使工程效率得到了有效提升，同時也推動了我國機械工程的不斷進步。

1 對機電一體化的大體介紹

隨著時代的發展人們的消費水平越來越高，對電力資源的需求也越來越大。因此作為電力供應的能源“煤礦”也被大量需要，為使煤礦機械的生產效率提高，必須加大機電裝備的投入量，在一定程度上也減輕人的工作。機電一體化技術涵蓋的范圍很廣，自動控制、數控技術等都屬于其范疇。該項技術在我國發展時間不是很長，它是從歐洲一些工業技術發達的國家傳過來的。我國研究研究人員在吸取外來優秀文化的基礎上，不斷的對該項技術進行完善和改造，在最大程度上使其符合我國煤礦機械的特點，使兩者能夠完美地結合在一起。這樣不僅能夠使機械設備的工作效率大大提升，同時也解放人類的雙手，機械設備的安全也有了一定的保障。在沒有實現機械自動化開采煤礦的時候，大部分煤礦的開采依舊需要人工進行操作。這樣，工人的人身安全根本得不到任何保證，并且長期在煤礦礦井中工作對人身體的傷害是非常巨大的。采用先進的機電一體化技術后，就可以完全代替人自動勘測煤礦和開采，減輕人們工作的同時也不會損壞健康[1-3]。

2 機電一體化技術在機械工程中的應用優勢

能夠將新技術融入到機電一體化當中，從而完成技術的創新的升級，同時這種創新和升級使機械設備的運行變得更加穩定。首先，機電一體化的綜合性較強，可以應用各個行業當中，且效果較好，實現了機械設備的綜合化和多元化；其次，在機械工程當中應用機電一體化技術可以有效提升其設備運行的穩定性和安全性，在使設備使用壽命得以延長的同時，設備事故維修率降低了不少，從根本上上確保了企業的經濟效益；最后，科技水平有了一定的提高。機電一體化的融合能力較高，在機械設備當中能夠對新技術進行迅速應用，確保生產力的有效提升。

3 機電一體化技術在機械工程中的應用

（1）在自動化和半自動化作業中的應用。工程機械通過實現半自動化及自動化作業能夠從根本上實現降低勞動強度、減少工作量的目的。與此同時，引入自動化技術可以最大限度地規避異常問題，確保精度。舉個例子來說，某些廠家在挖掘機生產方面，選擇應用挖掘軌跡控制系統等類型的自動化系統，預先設定好鏟斗運行軌跡，并利用計算機技術或者微機控制進行直接操控，如自動化地控制鏟刀與動臂桿的運行效率，以便更好地提升作業準確率。

（2）機電一體化技術在改造機床上的應用。數控機床是機械工程當中最為主要的機械設備之一，同時應用的也較為頻繁，該設備在產品加工精度方面有著較高的要求，一旦機床模具有偏差產生的話，就會直接影響產品的加工質量。而在機械工程當中應用機電一體化技術，可以使現代機床的加工精度得到有效提升，同時還在一定程度上提升了機床的加工速度，使機床向著智能化的方向不斷發展。機電一體化技術的應用在一定程度上改變了機床的內部結構，同時還有效降低了床上刀具和工作臺運行軌跡的偏差值，從根本上確保了產品質量，同時在具體使用過程中，機床還能夠通過計算機技術來自動化處理數據信息，且由于在計算機當中含有多塊DPS芯片，可以有效提升機床的抗干擾能力，確保了機械工程的生產效率，從而進一步增強了企業的經濟效益[4-6]。

（3）運用于運輸機械中。煤礦大多是位于地下一定深度的，人們想要獲取煤礦通常都是通過打井的方式，開采出煤礦后通過礦井運出。在機電一體化技術融入煤礦生產線后，企業再也不用人工開鑿礦井和人力運輸煤。只需將一套完善的機電設備通過打好的礦井通到地下，人們在操作室內的顯示儀器上觀察地下情況并進行一系列操作，就能順利將煤礦開采并運送到地面上。由于地勢和運送物品的原因，在煤礦行業一般采用的都是全液壓系統的帶式輸送，能有效減緩運送途中的不平穩現象。

（4）機電一體化在監控系統中的應用。機電一體化、自動化的修復能力和安全控制，能夠在監控系統當中得以有效應用，包括機械工程中的液壓系統、制動系統等裝置，能夠在工程機械設備當中充分體現出機電一體化技術的優勢，全方位的監控其目標。再者，監控系統能夠對機械工程中所產生的故障進行自行查找，假如在機械中有異常現象發生，監控系統就會有警報發出，為維修人員提供了便利。所以說，機械工程對于機電一體化技術的應用可以使工作人員的工作環境得以改變，進而將機械工程的效率提升上來，監控系統的警報可以幫助工作人員對系統故障進行更好的處理，防止有更大的損失產生，使機械設備的使用壽命得以延長，進而確保其經濟效益的提高。

4 機電一體化發展趨勢

（1）網絡化的發展。綜合人工智能、計算機科學以及生理學等理論研究，全方位提升機電一體化技術的實踐性與綜合性，確保機電一體化技術向著網絡化的方向發展。另外，機電一體化技術應該適當增加工程技術的融合效果，確保自動化技術得以合理應用。如此一來，我國工程機械將會獲得長足發展，并領先于世界其他國家，實現預期應用目標。

（2）模塊化。生產機電一體化的廠家較多，所以其產品種類也相對較多，如此以來就大大增加了生產機電一體化機械零件的難度，在工程的整個應用環節當中，最為重要、最艱巨的一項工作就是機電一體化產品模塊化，比如視覺調整、圖像識別以及距離測量等。機電一體化技術受電子產品標準化和系統化的影響，對其進行有效應用可以提高產品生產效率、擴大生產規模，完成生產之后還能夠快速匹配產品中的各個部件，所以，機電一體化未來的主要發展發現之一就是模塊化。

（3）綠色化。隨著可持續發展戰略的提出，在各個行業當中都大力提倡綠色發展，這也是今后社會發展的必然趨勢。改革開放以來，在經濟水平不斷提高的同時也對環境造成了一定的破壞，基于此，機電一體化產品在未來的發展過程中，將逐漸趨向于綠色化。我們這里所提到的綠色化其實指的是，在利用機電一體化技術進行產品生產的時候，沒有浪費資源、污染環境的情況。在投入使用后，還可以對產品進行回收再利用，從根本上避免了資源浪費的情況。這也正是現階段我國積極倡導的發展方向，利用機電一體化技術所生產出的機械產品符合我國可持續發展的基本國策，發展空間十分廣闊。

（4）智能化。在科技水平不斷發展的背景下，有效融合了機電一體化技術，勢必會促進機電一體化技術向著智能化的方向發展。就控制理論方面而言，機電一體化技術對傳統機械控制技術進行了充分體現，需要對其進行進一步的提升。產品的智能化是機電一體化發展的重要體現，同時也是其與傳統機械技術的最大區別，其以控制理論為前提條件，將心理學、生理學及人工智能等結合起來，通過模擬人工智能的方式，有效進行自動編程、診斷及產品的加工。盡管智能機電一體化依然還處于探索階段，然而優點眾多，機械工程在今后的發展過程中勢必會對其進行應用，使機械工程朝著智能化的方法發展，能夠降低企業對于人力的需求，對生產成本進行合理控制，使生產效率得以有效提升。

5 結語

綜上所述，機電一體化技術的不斷進步有效促進了機械工程領域的發展，同時還有效推動了人們在生活、生產方面的進步，再者對生態、經濟、科技以及農業等領域的影響也十分大。所以，需要加強對機電一體化技術在綠色化、網絡化、模塊化以及智能化方面的研究，進而有效提升機械工程的整體發展水平。