機電一體化技術在機械工程中的應用分析

馬瑞

沈陽市汽車工程學校，遼寧沈陽，110122

0 引言

科學技術的日新月異推動機電一體化技術在機械工程領域中得以廣泛運用，并充分結合現(xiàn)下機械工程的發(fā)展模式實現(xiàn)高效融合。機械工程中機電一體化技術的應用現(xiàn)已受到社會大眾的高度重視，并在基礎應用中進行不斷開拓和延伸。對于宏觀的角度而言，機電一體化技術是產品質量控制的重要方式，有效結合控制系統(tǒng)與產品制造領域的有關內容，有助于提高產品的生產效率和生產能力，而信息時代發(fā)展背景下機電一體化技術在機械工程領域的良好應用具有重要意義[1]。

1 機電一體化技術簡述

隨著我國科學技術的日新月異，機電一體化應運而生，機電一體化是具有諸多特色的全新學科領域，其融合了電子學、信息學等其他學科領域的特色特點與優(yōu)勢，目的在于使機械達到智能化控制與工作。機電一體化包括技術與產品兩種類型，機電一體化產品是基于機電一體化技術而制造的機電設備，能夠實現(xiàn)智能化、自動化控制與工作。機電一體化技術是以系統(tǒng)工程觀念為立足點和出發(fā)點，融合電子信息技術而形成的整體性科學技術，其目的是達到系統(tǒng)全面最優(yōu)化，即最高效率工作。機電一體化技術全面地將機械性能進行規(guī)劃運用，對機械的核心功能作用與管控電子化器件進行融合，從而實現(xiàn)對機電設備的智能化與自動化轉變。機電一體化技術的應用有助于將機械當做研究和應用對象，并運用于機械工程中，使機械工程整體工作效率達到最佳狀態(tài)，即使相關操作人員與客戶并不充分了解機電一體化機械工程，仍能夠順利使用。機電一體化技術的高效應用，能夠保障機械工程的功能得到更好地發(fā)揮，提高機械工程設備的實際工作效果[2]。機電一體化技術的核心就是信息處置方式、傳感技術、智能化技術。機電一體化技術實現(xiàn)了多種科學技術的融合，將其應用于機械工程中，不僅能夠提高機械工程的應用效果與水平，也為后續(xù)機械工程進一步發(fā)展提供了方向與經驗，機電一體化應用是未來機械工程發(fā)展的必然趨勢。

2 機電一體化技術的特點

2.1 智能化特點

新時代背景下，機電一體化技術在機械工程中的應用對比以往機械工程操作技術的應用具備較強的智能性特征，尤其是科學技術的日新月異，機電一體化技術在人工智能中的應用，使機械工程中工作人員之間形成良好的工作習慣。在進行機械工程的日常生產中，工作人員應對機械設備的智能性和簡潔的操作提高重視。鑒于此，智能化的機電一體化技術在各種機械工程工藝中獲得廣泛運用，有效降低人工成本，有效提升機械工程工作的質量與效率。從機械制造企業(yè)的角度來講，機電一體化技術的智能化發(fā)展有助于提升企業(yè)在激烈的市場競爭中具有更強的競爭能力，對于國家而言，機電一體化技術的日新月異，為社會經濟的高速發(fā)展提供推動力，在機械工程中有效提升我國的綜合國力和在國際發(fā)展中所占的地位[3]。

2.2 清潔化特點

新時代背景下，可持續(xù)發(fā)展就是我國各類工程與應用過程中所追尋的目標，由此，機電一體化技術的發(fā)展逐漸呈現(xiàn)出自動清潔功能。機電一體化技術的清潔功能一般表現(xiàn)如下：①在進行機械工程的日常生產中，清除不易排放的有害氣體或是廢物垃圾，為工程周邊的環(huán)境安全提供保障，為周邊水資源并不會遭受侵害和污染提供良好保護；②機械技術設備的應用有利于實現(xiàn)反復循環(huán)的應用，避免發(fā)生浪費問題，加強資源的有效保護，推動機械制造業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，最大限度地保障社會大眾的經濟效益。機電一體化技術在機械工程的應用中，不但可以確保自身具有的清潔功能，而且保障了工程生產的質量，推動我國制造行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

3 機電一體化技術在機械工程中的應用分析

3.1 機電一體化技術在包裝機械中的應用

將機電一體化技術應用在包裝機械中，將其作為包裝機械的工作基礎與核心，并在此基礎上建立完整而高效的技術維護管理體系與精度管控系統(tǒng)，從而實現(xiàn)對包裝機械問題故障的預防與管理控制。由于包裝機械本身的結構構造較為負載，因此傳統(tǒng)的技術與連接機制已經逐漸無法滿足迅速發(fā)展的包裝機械[4]，而機電一體化技術的應用，能夠有效地處理上述問題，同時能夠減少包裝機械的成本，保障包裝機械工作的穩(wěn)定性和可靠性。以機電一體化包裝機械為例，其核心與基礎為三個方面，分別為傳感與測量方面、信息接收與處理方面以及機械工作方面。機械工程方面的功能與作用為包裝程序工作，例如清洗、拆卸等，也是包裝機械最為基礎的工作方面。信息接收與處理方面是對傳感裝置的信號進行接收，并對機械工程方面發(fā)送指令，指導機械工程方面開展上述工作；而傳感與測量方面是對相關作業(yè)進行感應和測量，并將相關數據傳輸至信息接收與處理模塊。

3.2 機電一體化技術在改造機床上中的應用

數控機床對于機床中的刀具與工作臺運動擁有較高的要求，在具體的操作中，應保障運動路線的精準性，而且要嚴格控制偏差率處于合理范圍之中，為加工件的準確無誤提供保障。開環(huán)伺服系統(tǒng)具有結構單一，準確診斷并排除故障等特征，而價格低廉，可獲得良好運用。滾珠絲杠副在實際應用中具有良好優(yōu)勢，如摩擦損失較小、傳動效率很高、穩(wěn)定運動等，在具體的操作中，將滾珠絲杠副正向擰緊，可有效消除螺母與絲桿之間的間隙；若是反向擰緊，有助于消除空間的死區(qū)，提高定位的精準性。因為滾珠絲杠副傳動具有以上優(yōu)勢，推動其獲得廣泛運用。隨著科學技術的日新月異，數控機床在實際運行中可利用微機實現(xiàn)信息與數據的有效處理，充分結合技術標準要求和功能需求，實現(xiàn)更好地選擇。如果機床出現(xiàn)誤差，應合理有效的調整，若是條件允許，應保留原有的操作系統(tǒng)，若是改動最小，要進行機床的調整，有助于減少改造成本。

3.3 機電一體化技術在機械工程施工精度控制中的應用

機械工程中產品的精度對于企業(yè)自身的利益存在直接影響，所以，應嚴格控制產品的精度，加強成品基本性能的明確性，針對相關參數的科學合理性和偏差進行分析。機械工程在具體實踐中，很容易涉及混凝土的攪拌工作，如果利用以往的計量工具，將無法滿足對不同原料的稱量標準，很容易出現(xiàn)各種誤差問題。電子稱重系統(tǒng)通常是依靠電腦實現(xiàn)操作和控制，對不同原材料實現(xiàn)精準測量，這樣的模式有助于減少誤差問題，有助于充分保障混凝土的功能性。如：自動找平技術的利用，在路面修建中有助于確保攤鋪的平整性，確保后續(xù)工作的順利開展。自動供料系統(tǒng)中需提高超聲波技術的應用價值，保障自動供料實現(xiàn)預期目標，充分保障路面的攤鋪質量[5]。

3.4 數控技術在機械工程中的應用

新時代條件下，數控科技的飛速發(fā)展推動機電一體化實現(xiàn)廣泛運用，并逐漸發(fā)展到機床操控體系之中，譬如：多功能、火焰切、經濟型等數控機床。此外，數控技術需利用控制編程模式衍生而出流程型的智能技術，其利用主軸箱的口令任務實現(xiàn)機械化旋轉科技技術和換切技術等。在進行機床的操作中，數控技術有助于實現(xiàn)訊息型、口令遞進型、科學型的有效轉變，譬如：比較常見的CJK6153型號的數控機床，利用CAD口令作為主體推動各種流程機床實現(xiàn)操控。不僅如此，利用數控科技有助于充分明確CAM科技與CAD科技目標的明確性，在具體的應用中有助于提高應用效果，而且推動數控科技實現(xiàn)直觀性操控，不僅能夠充分實現(xiàn)拓展數據模型，而且有助于實現(xiàn)智能化發(fā)展。

3.5 機電一體化技術在監(jiān)控系統(tǒng)中的應用

現(xiàn)代化背景下，在工程機械發(fā)展過程中，機電一體化技術在其中的應用，有助于在監(jiān)控領域實現(xiàn)預期目標，在新時代工程機械發(fā)展過程中的監(jiān)控程序發(fā)揮著舉足輕重的作用，其有助于實現(xiàn)有效的改善，充分展現(xiàn)機電一體化的應用價值。機電一體化技術在監(jiān)控系統(tǒng)中的應用，有助于推動工程機械項目實現(xiàn)整個生產流程的全面監(jiān)控，著重呈現(xiàn)液壓體系、制動體系、傳動體系等重要組成部分，充分實現(xiàn)高效的監(jiān)督管理效益，針對各個體系的實施監(jiān)督在運轉過程中可能出現(xiàn)的不良影響，獲得有時效、有目標性的預警，與此同時，積極應用科學合理的方案和方式進行處置，有效減少不良影響。將機電一體化技術應用到監(jiān)控系統(tǒng)中，有助于自主檢修與預防保護獲得最佳效果，對于現(xiàn)如今工程機械生產過程中存在的問題與繁雜性特點，加強監(jiān)控效果的掌握至關重要，有助于提高人力資源的投放，推動相關管控工作人員對于機電一體化預警之后的操控開展遠程操作，有助于采用有效方式為機械工程運行的安全性和牢靠性提供保障。

3.6 機電一體化技術在故障診斷中的應用

因為機械生產一直處在運行狀態(tài)之下，很容易出現(xiàn)耗損狀況，長期運行機械設備，很容易發(fā)生故障，應避免機械故障造成不良影響，相關人員需高度重視故障診斷部分，加強機電一體化的應用，才能確保故障診斷具有良好效果，科學運用兼顧實時監(jiān)測、故障診斷功能的機電一體化，確保管理人員精準且及時地掌握設備狀態(tài)，不但有助于合理有效地解決故障問題，而且有助于延長設備的使用壽命。實踐表明，機電一體化技術在故障診斷中的應用，在提升診斷效果的基礎上，緩解管理人員的工作量，減少機械化設備分析、維修所需的時間，此外，過程檢測需采用模型解析模式，精準掌控故障出現(xiàn)的時間與頻率，合理預測故障的發(fā)生趨勢，管理人員可按照預測結果進行相關機械設備的分析校正，確保設備的安全及穩(wěn)定運行，應提前建立適用于不同故障的防治策略，有助于及時處理。總而言之，故障診斷屬于機械工程中機電一體化技術的重要應用方向。

3.7 機電一體化技術在傳感器檢測中的應用

作為機電一體化技術應用過程中尤為重要的組成部分，傳感器檢測技術的應用需將計算機處理技術與計算機控制系統(tǒng)作為依托，在具體的運行中，應將信息參數轉變?yōu)榭煽氐碾娦盘栠M行控制，在具體的生產中可開展數據的現(xiàn)實工作，有助于充分掌握機械設備的運行情況。在傳感技術的應用下，機械設備可提高自身運行的安全性和穩(wěn)定性，提高抗沖擊與外界變化的能力，保障安全運行工作的平穩(wěn)進行。機械設備運行過程中具備特殊性，傳感器應具有較強的密封性和抗磨能力，保證運行的長期穩(wěn)定開展，運行的溫度需維持在40～130℃之間，防止電子元件在頻繁溫度與外界環(huán)境的變化中對精準性造成影響。在溫度的調節(jié)中，在機械溫度中應運用微控制器實現(xiàn)自動補償工作，為機械生產線的標準化生產帶來保障。機電一體化技術中I/O接口技術的應用可實現(xiàn)信號的有效處理。此外，配合微處理器的應用，保證傳感器檢測機械設備中各類信息的全面性，邏輯處理、判斷、轉換工作更為滿足具體需要，信號處理工作具備綜合性。而信號處理I/O接口技術的機械自動診斷功能實現(xiàn)機械運行過程中各類信息的有效處理，在具體的運行中，應及時分析并判斷基本參數，采用高效的數據傳輸保證機械設備的人機交換功能更為便捷。利用自動化與人工機械判斷的互相結合保障運行情況的診斷更為準確，充分展現(xiàn)信號處理技術的優(yōu)勢[6]。

3.8 機電一體化技術在智能化與自動化中的應用

機電一體化在機械工程中的應用，推動智能化與自動化優(yōu)勢的高效發(fā)揮。在智能化與自動化中，加強機電一體化的科學運用，可推動機械工程步驟的優(yōu)化，部分工作不再采用人為管理或者控制，充分滿足我國自動化發(fā)展趨勢，伴隨管理人員工作量的不斷緩解，也會不斷減少潛在的安全隱患。在具體的運用中，相關人員需明確下列內容：機電一體化在機械工程中的應用，需以傳感器裝置與智能化系統(tǒng)作為依托，在此條件下，利用機械工程全面分析的模式，為獲得預期的管理目標打下堅實的基礎[7]。

3.9 機電一體化技術在節(jié)能優(yōu)化中的應用

傳統(tǒng)的機械生產和發(fā)展都是以人工為主，其優(yōu)勢具備較強的靈活性，可若是處于連續(xù)性、固化性、大批量的生產運行過程中就會心有余而力不足。現(xiàn)如今，機電一體化技術的應用，不僅不會喪失靈活性，而且還有助于提高生產運行的連續(xù)性和安穩(wěn)性，確保公司運營中節(jié)約人工成本。以往的企業(yè)車間工人非常多，而新時代機電一體化技術的運行車間中只需要安排較少的操作工人來操作生產程序與營運體系，利用系統(tǒng)進行機械的控制，只要安排一個人或者幾個人就可以在操控臺實施操作，有助于推動全面的機械運行與生產。除此之外，機電一體化不僅節(jié)約了人工成本，而且有助于節(jié)省時間成本[8-9]。在原來的機械生產運行中，每個環(huán)節(jié)之間都存有銜接缺少緊密性的情況，導致工作缺少持續(xù)性，機電一體化技術的應用讓生產流程展現(xiàn)整體性，生產流程與運行流程有助于實現(xiàn)整體工作的互相銜接，縮短工作時間，提高生產周期。此外，在系統(tǒng)化的運行與生產中，若是一個部分出現(xiàn)問題，將導致全面流程停止運行，傳統(tǒng)檢修方式都是人工排查檢修，從全面化的運行程序從始至終逐一排查，在明確問題以及排除問題的過程中，運行與生產都不能繼續(xù)開展。機電一體化技術應實時排檢出狀況并進行預警，將會比以往人力排查節(jié)約更多的時間成本。

4 結語

綜上所述，機電一體化技術在機械工程領域中的應用，其具體應用范圍在社會的具體需求下得以拓展。機電一體化技術的應用對于推進社會的發(fā)展意義重大，推動工業(yè)化建設和改革創(chuàng)新的飛速發(fā)展，其不但有助于改善傳統(tǒng)機械行業(yè)的生產狀態(tài)，而且有助于提高信息技術在工業(yè)生產中的具體應用，有效提高機械工程的產品質量與生產效率。信息化時代條件下，機電一體化技術的應用有助于社會發(fā)展獲取更多的經濟效益，在機械行業(yè)中的應用，有效提高機械工程在整天市場中所占比例，推動我國企業(yè)經濟的可持續(xù)增長。