探究機電一體化系統在機械工程中的應用

侯景俊 姜永飛

摘? 要：隨著我國經濟的快速發展，機械工程水平在科技力的推動下不斷提升，機電一體化系統在工業領域被廣泛的應用，推動傳統落后生產模式的變革。工程機械朝著機電一體化的方向發展，在信息技術的推動下，機電一體化已經達到一定的水平，有效的提升工程機械運行效率。本文重點闡述機電一體化在機械工程中的應用，并探析機電一體化在未來的發展趨勢。

關鍵詞：機電一體化;機械工程;應用

一、機電一體化概念

機電一體化指在機械功能設計及應用過程中，機械結構的主功能、信息處理、功能控制等方面，將其控制系統安裝在電子化集成與控制軟件中，并將其進行有機的結合，形成統一地系統，經過引進電子技術，使得裝置在一定程序預定操作的功能下，綜合應用機械技術、微電子技術、電力電子技術、配合系統布局的各種功能單元裝置，完成機械系統智能化的控制，實現機械設備的多功能、高質量、環保效果好的作用。機電一體化技術將以上技術進行有機整合，實現設備機械性能綜合技術的應用，正確的應用機電一體化技術，可以取代原有的機械功能，增加自動化檢測、信息處理、自動調節、自動診斷及保護等功能。

二、機電一體化系統特點

1.應用范圍廣

機電一體化系統在具體的應用過程中，主要是融合了多項技術，因此使其存在著復合性的使用特征。此外，其應用的范圍也十分廣泛，適用于各種不同領域。機電一體化技術的使用不僅可以良好地解決原本技術功能較為單一的問題，而且還可以為各種行業提供多樣化的服務。

2.安全性能好

機電一體化系統技術的使用，使工程機械安全性獲得不同程度的有效提升。在機械工程中，機電一體化技術不僅能夠實施隨時的監測，而且自身還具備非常良好的保護功能。這讓相應工作人員的安全獲得了良好的保證，從而確保了產品本身的質量。

3.科技含量高

機電一體化系統是一種綜合多種高科技的技術，本身具備較高效的科技含量，為其他高科技技術在各行各業的廣泛應用起到了一定的推動作用。

三、機電一體化系統在機械工程中的應用

1. 機電一體化技術在改造機床上的應用

數控機床是一個十分重要的機械工程設備。在數控機床工作的過程中對工作臺和機床上的刀具的運行軌跡要求十分嚴格，偏差值必須在規定的范圍內，這樣才能夠保證產品的精確性。為了加強數控機床工作的效率，我們可以通過機電一體化技術對其進行改造。其中開環伺服系統具有結構簡單，操作簡便，出現故障也較容易發現等特點，被廣泛使用。

2. 機電一體化在包裝機械方面的應用

包裝機械是機械工程中的重要部分，其結構特別復雜如控制連桿和凸輪構造等，而控制電路是傳統部件的主要連接手段，其缺點有：整體結構繁瑣、后期維修較難、操作不方便等。而將機電一體化系統應用在包裝機械上，可通過計算機控制設備，形成模塊化管理。其優點有：減小設備占地空間、提高零件精度、操作簡單、減少人工維修費用等，提高企業的收益。

3. 機電一體化在紡織機械方面的應用

在紡織機械系統中，繞線架通常選擇主動傳輸模式，在繞線架和導軌之間頻率固定，交叉角度正在變化。系統程序運行后，信號通過輥輸出速度傳感器發送信號到TPU數據，經過TPU處理后傳送到PCC，根據數據表找出合適的繞組比，通過繞組分析比率決定是否存在重疊，控制信號輸出，并實現快速準確的數據傳輸。

4. 機電一體化在機械精度控制上的應用

產品的精度直接影響企業的利益，成品的性能在主要參數上出現一點偏差，其精度會大受影響，所以嚴格把控對產品精度的控制與調整是重中之重的，而工程機械生產中實現機電一體化能有效準確的對主要參數數據進行控制。如，在混凝土攪拌過程中，利用傳統的計量工具對不同原材料進行稱量測重必定會有誤差產生，但電子稱量系統由電腦控制，就可對不同的原材料進行精準的測重稱量，此法可極大的降低誤差，進而混凝土的功能性也會得到保障。除此之外自動找平系統的技術應用，在路面修建過程中，可使路面攤鋪的更加平整。自動供料系統中通過超聲波技術的應用，達到自動供料的目的，進而完全保證了攤鋪路面質量。

5. 機電一體化在機械（半）自動化上的應用

（半）自動化作業會大大降低工作人員的勞動強度，也會提高機械工程的作業效率。工程自動化的有效應用還提升經驗不足的人員在工程作業中的容錯率，確保工程作業的精度。如日本三菱公司的挖掘機引進挖掘軌跡控制系統，為了控制和調整耗鏟斗的運動軌跡，引進自動化控制并運用計算機的控制系統，精準掌握并控制動臂桿和鏟刀的運動，提高了挖掘工作的效率。

6. 機電一體化在機械監控上的應用

機電一體化系統的引進可實現液壓、制動和傳動等系統的監控，及時掌握機械設備的工作運行情況，在發生設備異常狀況時會自動報警通知，并且精準的發現出故障位置。

7. 機電一體化在化工工程中的應用

化工生產中機電一體化也具有廣泛的應用，在日化品廠的監控與配料系統、工業中的安全自檢系統、工業中的連續化生產、工業中的自動化生產等，都具有較為重要的作用。廣泛應用于燒結中的預配料系統、焦化廠電力系統、機械紡織、自動化添加煤技術、自來水廠調度、日用化工行業、水電廠的自動化系統、電子稱重模塊、發電廠的鍋爐控熱工程、油庫管理、天然氣加氣站、恒壓供水系統、煤礦生產安全的自檢系統、啤酒生產等眾多寬泛的領域。

四、機電一體化系統未來的發展

1.機電一體化系統更加的自動化以及智能化

機械工程的未來發展必然是向自動化方向轉變，傳統的一些操作技術已經在一定程度上實現了自動化控制，但是由于本身的技術不夠完善并不能很好的實現理想中的自動化控制狀態，所以需要進行有效的機電一體化系統革新，最終目的是實現機械工程的自動化發展，提高工作效率，減少人員投入，確保企業的安全生產以及保證相關的經濟效益。在機械工程中機電一體化系統需要實現智能化要求，通過對于計算機的系統控制和程序設定，可以一定程度上實現對于相關機電設備的智能操作。并且智能化是我國未來發展方向，也是相應政府大力提倡的新型操作和創新政策。通過機電一體化的智能化可以幫助相關機械工程實現優良的信息整合處理能力，進而可以比較合理的進行相關機械設備的管理工作，保證機械工程運作的順暢性。具體的說來，我們可以采取光學技術改善傳感器的敏感度，實現對于相應操作環節的智能化控制，通過這些智能化技術的具體應用相互連接進而形成一個比較完整的整體，提高了整個機械工程系統對于信息的處理能力，幫助工程實現系統化發展。

2.機電一體化系統實現機械工程系統化發展的戰略目標

機電一體化系統需要不斷的優化發展，并且對于機械工程來說，機電一體化系統將會有效的幫助實現工程的系統化管理。并且對于一些突發狀況以及環境條件的變化，機電一體化系統可以實現自動的系統分配工作，幫助機械工程更加合理的完成建設工作。隨著信息技術的逐漸發展完善，對于機械工程來說，建設機電一體化系統，實現機械工程操作的自動化、智能化，并提出創新思路都是工程的未來發展目標。

結語

在經濟全球化的發展趨勢下，機械工程企業向在激烈的市政競爭中保持良好的競爭力，需要在現代信息化技術的基礎上積極運用機電一體化技術，提高機械使用效率和質量，節約勞動力，保證工程質量的同時節約成本。所以企業應在機電一體化應用的基礎上探求機電一體化的發展趨勢，為企業的健康發展奠定基礎。

參考文獻

[1]楊麗.機電一體化系統在機械工程中的應用分析[J].電子測試，2017（01）：71+73.

[2]徐軍，魏華.機電一體化在機械工程中的應用探討[J].工程建設與設計，2017（22）：219-220.

[3]盧峻爽，張力.機電一體化技術在機械工程中的應用與走向[J].現代工業經濟和信息化，2017，7（06）：69-70+74.