機電一體化系統在機械工程中的運用探討

劉雄

摘要：現代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。

Abstract： In order to improve the efficiency of modern mechanical engineering， we have introduced the mechatronics engineering system. The rational use of the mechatronics engineering system can reduce the manpower cost in the operation of mechanical engineering， let the mechanical work instead of most of the human work， and in the process of mechanical intervention in the work of its work security has been guaranteed， personnel no longer need to carry out some high-level operations. The further application of mechatronics engineering system is the development trend of mechanical engineering industry in China.

關鍵詞：機電一體化系統;機械工程;工程自動化

Key words： mechatronics engineering;mechanical engineering;engineering automation

中圖分類號：TH-39?????????????????????????????????? 文獻標識碼：A????????????????????????????????? 文章編號：1674-957X（2021）21-0180-02

0? 引言

本文將對機電一體化系統運行的特點，分析在機械工程當中具體運用的方法，對機電一體化系統未來的發展趨勢進行探討。各個機械工程單位為了順應時代的發展需要大力引進機電一體化系統，在實際工作當中積極應用起來，提高工程操作過程當中的準確性以及安全性。

1? 機電一體化系統在機械工程當中運用的優勢

1.1 在工程當中降低人力成本? 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。

1.2 在生產當中提高安全性? 機電一體化系統本身就有監督和糾錯的作用，此系統的優勢在于運作發生問題的時候會自動停止或切斷電源，機電一體化系統可以實現在無人為看管情況下的運作，充分保證了機械工程的安全性，且對給機械工程當中的施工人員提供了足夠的安全保障。機電一體化系統可以事先設置預警控制系統，在機械工程生產過程當中超過預警時會給出警報或者切斷的效果。還能幫助機械工程單位了解生產過程當中存在的弊端，在發現問題時會以發送信號的方式告知工作人員，工作人員可以進行快速的問題處理，降低生產失誤帶來的經濟損失。比如在飛機和輪船制造過程當中，其產品的密封性和堅固性是有嚴格要求的，因此光靠人力是無法做到零誤差的，只有依靠自動化設備做出來的產品才能統一其性能。

2? 機電一體化系統在機械工程當中應用形式

2.1 降低生產能耗，達到節能效果? 在一些普通平民用的機械類設備運行過程當中會產生許多不必要的機械能消耗，這是由于傳統的機械沒有電子系統的輔助，他無法根據生產的需要來調節設備的頻率，或者來改變設備運行的強度，這就導致了機械設備在任何情況之下都是高速運轉的，帶來機械能消耗的同時加大了電力方面的消耗，給機械工程單位會造成不必要的經濟損失，且機械設備長此以往的高負荷運作會提高損壞的風險。上述情況都不利于機械工程單位的資源合理利用，以及提高企業效益。機電一體化系統的推出可以實現各個機械設備在運作過程當中根據生產的實際需要來改變運行頻率，根據生產需要來調節設備的功率，這樣就達到了環保節能的效果。在合理控制電能機械能消耗的同時，人力資源方面的消耗也隨之下降，這有利于機械工程行業在未來降低運營成本，促進機械工程行業的可持續發展。

2.2 精準稱量，智能操作? 機電一體化系統在運行的過程當中能自動搜集生產時的相關數據，根據搜集到的數據進行分析，其數據的準確性是很高的，準確的生產數據可以為后續機械工程的開展提供有力的參考。相關工作人員能夠在有準確數據的情況下科學調整生產方案，讓生產模式不斷進行完善。在機電一體化系統的監督之下，可以對生產順序進行嚴格規范，保證生產的合理性。現在許多汽車的制造廠商會在生產過程當中使用機電一體化系統，他可以對生產的零配件進行準確的稱量以及拼裝，降低因為人工操作所產生的誤差，減輕了人工操作的工作量，且同時保證了生產的產品數據更加精準，且在機電一體化系統正常運行的情況之下生產錯誤率基本為零。汽車在生產的過程當中需要測試其安全性能，其中包括汽車的電子監控自動報警，故障檢測機制等，對于汽車的性能進行檢測，在出廠之前做好調校工作，還能夠及時發展汽車性能反面的不足，讓汽車生產線更加穩定，對于汽車制造業發展有推進作用。

2.3 在實時監控當中的應用? 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? 機電一體化系統在機械工程當中運用的發展趨勢

3.1 柔性化發展? 在機電一體化系統發展的過程當中，其系統需要進行柔性化發展，系統柔性化主要指的是信息系統和物質儲存系統的升級，柔性化制造時基于傳統制造方式的基礎之上進行發展的，加工對象可以因為柔性化制造系統模式來改變，在生產當中可以根據現有的設備和生產物料自行進行搭配和選擇。柔性化的制造系統為了適應生產所需在機械工程領域應用不斷擴大，其優勢主要可以滿足同時制造多批次的不同產品，可以根據市場的需求積極改變自身的產品線，確保設備資源和人力資源能夠得到充分利用。

3.2 智能化發展? 我國工業發展的趨勢就是逐漸走向智能化，智能化發展帶來的不僅是生產效率的提高，更可以提高產品質量的同時解放大量的勞動力，隨著信息技術的發展智能化應用于各個領域已經是必然趨勢。國內工業逐漸走向數字化和智能化的同時，越來越多的信息化設備開始投入工業生產應用，其中機電工程就與數字化進行充分融合，促進機械工程事業的發展。機電一體化系統的出現實現了機械工程項目的自動化和全程管控，在不久的將來，隨著計算機以及人工智能領域的不斷發展與創新，將為機械工程發展提供更多的可能，甚至是機器人代替人員進行施工。因此機械工程建設在智能化方面發展的潛力還是無窮的，機械工程的質量提升和效率提升還有很大的提升工作，我們需要做的就是充分利用機電一體化系統，強化信息系統的管理效果，實現工程生產當中的節能降耗。目前的汽車制造業已經向智能化方面發展，車載芯片的智能化程度越來越高，車內功能的集成度越來越強，飛機和船舶同樣如此，要想把智能化做好，在產品當中集成更多的功能，就給制造階段提供了較大的挑戰，所以擁有一條智能化的生產線是必須的。

3.3 微型化發展? 我國的機械工程發展已經到了一個新的高度，其中的生產技術方面的研究已經非常透徹，目前的機械工程已經能夠滿足國家發展的需要。但機械工程的設備體積仍然過于龐大，在生產過程當中需要占用大量的空間，以及噪音問題一直難以解決，且大型的機械設備過于笨重難以搬運，修理起來也非常麻煩。所以國家對于機電一體化的要求已經向著微型化發展，目前機電一體化系統技術的標準當中，普通的電子機械的尺寸需要低于一立方米，在未來的發展過程中為了實現資源的最大化利用，微型化發展還會加深。微機電一體化技術將成為主流，將機電技術融為一體以獲得更小的體積，在運行過程當中實現更小的能源消耗，以及運用起來更加的靈活。超精密加工技術領域的研究，直接關系到微機電一體化產品的生產質量，因此需要加強微型化方面的研究，給機械工程的發展奠定良好的基礎。

3.4 模塊化? 目前的機械方面的產品種類太多，在機械傳感器接口以及電氣傳感器接口進行設計的過程當中，需要考慮到各個因素對于機械的影響，需要完成接口的統一設計標準，這樣在應用當中將提高機械之間的匹配程度。如果沒有較好的統一性，則會影響機電一體化系統應用過程當中的可行性。上述問題要求機電一體化系統進行系統強化，實現標準化管理，根據機械工程實際的生產需求來制定模塊化的產品，以拓展機械設備生產企業的規模。

3.5 網絡化? 上文已經說到機電一體化系統的應用可以實現遠程控制，將機電一體化控制系統與公司局域網相連接，可以實現隨時隨地的遠程監控和遠程操作，通過移動網絡設備來實現自動化控制。在逐漸走向網絡化的管理模式之下，各相關部門的工作人員能夠更好的實現資源共享，通過網絡平臺來進行數據傳輸，技術人員可以更好的進行溝通。因此需要合理利用資源進行信息溝通技術方面的拓展。讓機械工程在將來實現無人監管作業，即使現場沒有監管人員也能起到監管的效果。

4? 結論

我國的機械工程領域在近幾年得到了飛速的發展，這是因為當今社會的信息技術和互聯網技術的高度發達給各行各業帶來的便利，信息技術開始融入到各個行業的工作生產當中來，電腦和網絡已經成為了生產工作當中必不能缺少的東西。機電一體化系統就是信息技術發展之下的產物，機電一體化系統應用之后提高了傳統機械工程行業的生產效率，電腦控制下的機械設備做出的產品精密度更加高，進一步保證了產品的質量，并且大大減小了機械工程生產當中的事故發生率。讓原本笨拙的機械設備逐漸走向智能化和科學化，目前機械工程相關的各個企業需要意識到信息技術的重要性，加緊推廣機電一體化系統在生產當中的應用，并且學習國內外的生產經驗，將先進的理念和更加專業的技術應用到工作當中來，從技術層面推動我國的機械工程事業發展。

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