探析機電一體化系統在機械工程中的應用

施華軍

摘要：近些年來，伴隨著我國城市化建設的高速發展，推動了各個行業的發展得到了突飛猛進的提高，然而，在機械工程領域中，機械工程為了提高工作的效率都引進了機電一體化系統，機電一體化系統的合理運用能夠降低機械工程運營當中的人力成本，讓機械工作代替大部分的人力工作，且在機械介入工作的過程當中其工作安全性得到了保障，人員不用再進行一些高難度的操作。機電一體化系統的深入應用是我國機械工程行業發展的趨勢。希望可以為相關行業的良好發展提供參考。

關鍵詞：機電一體化系統;機械工程;應用

引言

隨著當今機電一體化系統的發展，機械化已經成為機械工程發展的一個必然趨勢。通過機械工程的應用，不僅實現了工作強度的有效降低，同時也進一步提升了機械工程效率與經濟效益。尤其是隨著機電一體化系統的應用，機械工程更是在技術水平上實現了突破性的發展。因此，在機械工程的應用與發展中，技術人員一定要加強機電一體化系統的應用研究，以此來發揮其充分優勢，促進機械工程的良好發展。

1機電一體化技術概述

機電一體化技術主要以機械信息科學以及電子技術科學為基礎，是在工業生產過程中融合前期設計及中期制造的一種綜合性的技術體系，其集智能計算機技術及機械工程和電子技術于一體，能夠落實全過程的自動化產品的開發以及生產。從技術類型角度而言，機電一體化技術涵蓋有傳感技術、智能技術、自動化技術、控制技術、數據計算及數據挖掘等多種技術體系，其主要內置于硬件設備及軟件系統當中，由計算機控制進行智能化的加工制造。通常來講，人們可以通過人機交互界面及智能終端等對其進行遠程操作和調整。機電一體化技術的出現有效代替了傳統的機械生產技術，可以滿足當前多樣化的機械設備的制造需求，且其編程范圍隨著技術的進步而不斷拓展，現場編程、結合具體需求進行微調等已成為現實，極大推動了機電行業生產技術發展多樣性。立足于生產制造這一核心點，機電一體化技術還能實現與其他技術體系的拓展聯動，從而使多元化協同技術方案的構建成為了可能。例如，將無線通信技術及傳感監測技術等與機電一體化技術相融合，能夠有效突破硬件和軟件的壁壘，從而構建出純硬件數控手段，這不僅能夠增強機械設備生產過程的精準度，還可以進一步確保生產流程滿足實際的生產需求。

2機電一體化技術的應用優勢

2.1生產安全性較高

在機電一體化技術的支持下，制造人員能夠充分發揮電子信息系統與計算機技術的優勢，對機械生產進行自動監視、斷電保護等工作。在這種環境下，機械設計制造的安全性得以保障。機電一體化控制系統對電壓及電流變化的感知較強，當發現有異常變化或設備超負荷運轉時，該系統能夠自行斷電并發出警報，避免設備中的電子元件受到損壞。以內燃機生產為例，由于當前對內燃機的產品性能有著較高的要求，工作人員就可以通過程序設計與電路控制，推動內燃機生產流程的自動化發展。這不但可以有效提高內燃機的切割精度，還能為其生產流程的安全性提供保障，有助于滿足我國對內燃機行業的生產需求，實現大型機械設備研發和生產目標的落實。

2.2可操控性較強

機電一體化技術在設備操控與維護方面具有較強的應用優勢。在實際的生產過程中，相關設備通過發揮自身的數字顯示、程序控制、計算機操作等功能，降低了設備操作人員的使用難度。生產設備按照既定的程序完成生產工作，使整個生產流程中的設備保持高度的協同性與連續性，無須工作人員參與。隨著機電一體化應用的不斷深入，該技術與機械工程行業的關聯性愈發緊密。

2.3降低人力成本

機械工程屬于大型工程項目，在工程的開展期間需要耗費巨大的人力成本，過去機械工程主要依靠人力勞動方式進行生產，這種生產方式不但落后，其生產效率跟不上生產需要，且在生產過程當中會具有一定的危險性，經常會造成不必要的人員傷亡。當機械工程當中逐漸加入機電一體化痛的時候，人們就能夠通過電腦遠程控制的技術來實現生產，傳統的人力勞動變為了人為操作模式，不但簡化了工作流程，且提高了生產的效率，能夠在工作當中有效降低人員的工作壓力，因此機械工程單位能夠相應的減少人員成本的投資，給企業帶來更高的經濟效益。通過機械工程系統化和自動化的運作，能夠準確抓住生產當中的重點，讓產品可定制性更加高，更容易滿足目標客戶的需求，對于未來機械工程的發展是有重大意義的。

3機電一體化系統在機械工程當中應用

3.1虛擬技術的應用

在機電一體化系統中，虛擬技術主要是借助于多媒體技術、計算機制圖技術、圖片模式識別技術以及傳感技術等的支持，將用戶的實際設計要求作為基礎來進行一個三維立體場景的構建。將該技術應用到農業機械工程中，可實現機械的動態建模，以此來實現整個機械三維立體模型的全方位構建，并通過這個模型來全面展示機械的外形及其所有的實體結構。就本質而言，虛擬技術也屬于集成技術的一種，將該技術應用到機械工程中，可按照機械設備的實際運動過程的具體特征來進行相應的幾何模型、運動模型以及物理模型等的構建，這樣便可在最初的設計環節對機械做到最佳優化。同時，通過虛擬技術的應用，也可以將機械結構更加直觀地展示給用戶，以便用戶對機械工程做到全面了解，且能夠將機械工程的運行場景展示給用戶，向其傳輸一些極端狀況的應急技巧，這樣便可有效降低機械工程運行故障所帶來的不利影響，為其安全穩定運行提供良好保障。

3.2實時監控中的應用

機電一體化系統在機械工程當中應用之后，就意味著有了連帶的監控系統，在依托電子系統對于機械系統進行控制之后，電子系統可以直接獲取傳動系統，液壓系統等機械系統方面的詳細數據。因此以電子系統為主導，在機械設備發生故障之后，電子控制系統可以根據不同的故障原因給出相應的解決方案，且電子控制系統與報警器相連，一旦發生故障就會切斷故障區域的運作，并且做好故障數據的反饋工作。甚至目前發展先進的電子系統能夠實現自己解決系統當中的錯誤，通過事先寫入的程序實現自我查錯，避免了因為系統錯誤導致生產停止。但目前該領域還需要繼續進行研究，提高電子控制系統的智能性，提高技術的熟練程度。

3.3高精度GPS技術的應用

在機械工程中，高精度GPS系統主要是借助于傳感技術、超聲波技術以及GPS拆分技術，精準地將機械工程設計參數、三維坐標、儀表顯示參數等各種詳細信息反饋給計算機，它是機電一體化系統中的一種新型技術形式。但是就目前來看，這種技術形式的應用范圍比較有限，僅在一些機械工程中用來進行機械的混合作業控制。通過該技術的應用，可以讓工作人員及時發現機械工程運行中存在的異常，并對可能會發生的故障做出科學判斷，以便及時處理相應的異常，避免機械故障所帶來的不利影響，確保機械工程的安全可靠運行，并進一步提升其運行質量與效率，滿足機械工程實際需求。

結語

在我國當前的機械工程中，機電一體化技術的應用可以有效提高生產效率，保障生產安全，從而促進企業經濟效益的提高，為我國機械工業的現代化、智能化發展奠定基礎。由此，本文對機械工程中機電一體化的應用進行研究，通過對機電一體化技術的應用優勢進行分析，提出了其在虛擬技術、實時監控、高精度GPS技術等方面的應用，以促進設備生產效率的提升。

參考文獻

[1]肖興文.機電一體化技術在工程機械中的應用研究[J].科技風，2021（20）：171-172.

[2]侯效華.機電一體化技術在機械制造業中的應用[J].內燃機與配件，2021（12）：200-202.