機電一體化技術在機械工程中的應用與發展

楊瑞新 郭豐

摘要：機電一體化技術即機械電子學，它涉及機械技術、計算機信息技術等眾多技術，具有較強的系統性、實踐性和交叉性。隨著當前自動化、智能化技術等的快速發展，機電一體化技術必將迎來嶄新的發展。本文對機電一體化技術優勢及其在機械工程中的應用與發展趨勢進行分析。

關鍵詞：機電一體化技術;機械工程;應用;發展趨勢

1機電一體化技術應用優勢

1.1自動檢測

自動檢測是指可自動檢測工程機械中的所有子系統，有效映射工程機械的實際運行狀態。如若檢測到異常情況，將會自行報警并查找故障根源和具體位置。這在很大程度上提高了機械的運行效率，降低了在檢測方面的投入力度，還可減少停機維修時間，保證工程機械的正常運行。

1.2高精度

機電一體化技術的應用可提升機械工作的精確度，提高運行效率。例如，在混凝土攪拌設備中裝設電子稱量系統（微機控制），不僅能自動稱重，還能獲得更好的混凝土攤鋪效果，施工質量良好。同時，還能在提高工作效率的基礎上，減輕人工操作強度，進而減少在人員中的成本投入。

1.3操作簡便

人性化設計是當前工程機械設計中堅持的一大原則，相關設計人員可以從工程機械的使用需求、操作便捷性方面，使得工程機械中的相關按鈕設計等更符合人的操作習慣。正是因為在工程機械設計階段人性化概念的融入，使得機電一體化技術下的工程機械操作更具便捷性。

2機電一體化技術在機械工程中的應用

2.1包裝機械

現階段，多數企業在包裝機械方面，仍選擇控制連桿或齒輪構造技術，實質上分析傳統構造的方法，均屬于單一性的控制電路及連桿結構，增加機械包裝的流程，調試機械維修的難度。若一體化機電技術能替換原有的機械包裝技術，有助于縮小部件的體積，降低機械消耗。現階段，機電一體化技術在包裝機械的應用中，逐漸呈機械化發展趨勢，在產品包裝的生產、設計方面均可實現自動化運作，合理性設計包裝系統，可充分展現包裝的實用性和美觀性;并在微電子技術的輔助下，可提升包裝工程的效率，滿足低耗高效的包裝機械要求;在包裝調試的過程中，有助于實現測試、控制功能的同步進行，有助于判斷食品包裝的衛生程度和安全性。

2.2產品開發

隨著人工智能、數學概念的發展，機電一體化技術具有高速運行、便捷、靈活的優勢，可在機械設備的空間中進行較為復雜的機械操作，該系統可開發符合市場規律的產品，提升核心競爭力，在產品的開發中伴有重要的現實意義。此外，機電一體化技術，對于智能化、自動化的新型機械結構進行了全面創建，摒棄原有機械構造的同時，增添了全新的產品功能。

2.3工程安裝

2.3.1配電裝置安裝

配電裝置作為機電一體化設備的重要組成，安裝質量和設備的安裝水平有著直接關系。（1）根據配電裝置的安裝要求，做好門窗施工、墻體粉刷工作，在安全、干燥的場所安裝配電箱，將配電箱離地面的距離，控制在規定范圍內，以免影響配電裝置的安裝質量。（2）明確卡片框、盤面閘的位置，確保配電箱儀表位置合理。控制各個儀表的距離，使得配電裝置安裝效果達到預期。（3）控制明裝電度表板和地面的距離，嚴格把控安裝流程，提高配電裝置的運行效果。

2.3.2輸入輸出設備安裝

在安裝輸入、輸出設備時，除要保證設備性能得以充分的體現外，還要方便維護和調試。對于不同類型傳感器的安裝，充分考慮現場情況，嚴格按設計要求進行。關鍵點的安裝應遠離周邊設置、管道焊縫，比如：水管流量計、水流開關等。同時，盡量避免將溫度傳感器、質量傳感器等設備，安裝于出風口或蒸汽放空口。對于輸出設備的安裝，需要格外注意方向問題，確保電動閥門、風閥箭頭和水流方向、閥門開閉的方向一致。這就要求在設備安裝之前，進行系統性的模擬，若閥門口徑、管道口徑不符，可使用漸縮管材的方式解決，在滿足設計需求的情況下，精確計算閥門口徑，確保兩者相差2個檔次%

2.3.3電磁閥的接線安裝

在機電一體化設備中，通常采用24V直流電壓作為電磁閥的電源，按照紅正綠負的方式進行接線安裝，但這僅僅是理論做法。在實際操作中往往會產生一些變故，由于通電狀態下會產生相應的磁場，電磁閥的內部線圈會對閥芯產生驅使動作，這種情況下，正負極狀態是被忽略的。一旦正負極接線錯誤，電磁閥指示燈便無法正常工作，因此，需要工作人員及時對接線進行調整，確保接線正確。

2.4機床改造

數控機電一體化應用需具有獨立的傳動器，并滿足傳動器、電動器的坐標軸的伺伏驅動，保障坐標軸的正常傳輸，通過運動關系和數據的傳遞，確保機床的協調控制。輸入機械設備裝置、機床運轉等相關的數據信息，通過數控裝置，進行數據轉換、翻譯邏輯處理，數控系統傳遞控制序號，喚醒機床驅動，實現連續運轉，彌補了單一模式的不足，提升工作效率。數控機電一體化應用，可全方位改善內部、工作臺之間的構造，加快加工速度，提升數控機床的精準度，為生產企業謀得更大的經濟效益。例如：機床產品，建立在CAD以及其他操控手段之上的新型機床，自動辨識零件形態，并通過特定的加工程序進行零件的加工。可見，機械工程本身蘊含著更高的科技含量以及優質的產品價值，有助于推進機械技術、機械經濟的進一步發展。

3機電一體化技術在機械工程領域的發展趨勢

3.1智能化

隨著我國科學技術的發展，機電一體化技術需與現代化、智能化科學技術深度融合，是實現一體化技術向智能方向的轉變有效前提和基礎保障。該技術預設相應的機械控制程序，進而實現智能化的機械控制，并達到實現多功能、低消耗的最優效果，同時機電一體化整合了機械功能改進、機械設計、時效優化等技術領域，并在電子技術的輔助下，系統會通過預設的裝置進行流程化操作，通過配置獨立運轉的功能單元，實現最高層次的智能優化。

3.2模塊化

機電一體化技術產品具有種類繁多、生產廠家標準不統一的特點，因而研制和開發具有統一標準的接口，對產品單元模塊化非常有必要，這也是未來機電一體化技術發展的重要目標。比如在研究具有減速、變頻調速電機的一體化動力驅動單元，具有圖像處理、視覺識別和距離測試等功能電機一體化控制單元等。在進行產品設計時，利用模塊化標準進行生產，可以使產品標準化，避免資源的浪費和閑置。

3.3環保化

可持續發展一直是我國發展的環保理念，同時也是要求企業在發展中需要遵循的一個原則。在未來工程機械高度發展的過程中，可能會對環境帶來破壞和污染。這與我國實現綠色產品概念的愿望是相悖的，因此，這就要求機電一體化技術在應用過程中，能夠避免環境造成污染，對能源可以做到循環利用的程度。

3.4高性能化

在機械設備工程領域中，機電一體化技術在精準性、穩定性方面的發展較為快速。并將其稱之為高性能化，同時，在機械生產日后方向的發展選擇上，也可充分利用模塊化的生產技術，若設備出現故障，可通過更換簡單的模塊，快速完成機械項目的維修工作，提升檢修效率。

4結束語

綜上所述，機電一體化是覆蓋面極廣、學科領域較為豐富的綜合性工程類學科，在機械工程運用中，具有較高的技術、經濟價值。該項技術從根本上轉變了機械工程的生產現狀，進一步擴大機械工程的運用范圍，并為機械行業的進一步創新提供有力的技術保障，推動了我國機械工程向安全、簡單智能化的方向發展。

參考文獻：

[1]機電一體化技術在機械工程中的應用分析[J].郭偉波.冶金管理.2021（21）

[2]機電一體化技術在現代工程機械中的發展研究[J].張健.造紙裝備及材料.2021（08）