机电一体化技术在机械工程上的应用及展望

宫道阳 中国电建集团山东电力建设有限公司

1 机电一体化的基本概念论述

1.1 机电一体化的基本概念

机电一体化技术从大的领域来说属于机械领域，其定义版本较多，其中一种较为权威的定义表述如下：机电一体化一般是指在机械的设计与功能扩展中，应用机械特有的主要功能、信息处理、功能控制等，把机械系统的控制中心进行集成化，并且与安装在计算上的上位机软件实现双向通信，一般来说，机电一体化技术也是一门交叉学科技术，涉及到的主要技术有通信技术，机械技术，微电子技术，电力电子技术等，机电一体化技术的核心功能就是把以上技术结合起来，形成一个整体并内嵌入机械系统中。

1.2 第一个特征是广而强的应用性

机电一体化技术是以机械为基础来研究机电的过程并实现机电产品性能的一系列开发的技术，这种技术是不受任何行业、机械种类的限制，渗透到各个专业系统和产品的应用、开发技术中，它的应用性因此广而且强；第二个特征就是突出的系统化。机电一体化是将各种技术协同合作和集成应用，产品和过程综合在一起形成一个完整且功能完全的系统。它主要强调的是层次化和系统化；第三个特征就是整体的最优化。整体最优化主要是指机电一体化的附加值高、效率高、性能高，材料、能源省，消耗以及污染低，充分利用机电一体化的技术，综合运用，达到整体最优化；第四个特征就是操作简单、清晰化。机电产品使用简单化对于那些不精通机电原理、技术知识的普通用户来说，操作简便的特性能让普通的用户熟练使用机电产品强大的功能。

2 机电一体化技术在机械工程中的应用

2.1 机电一体化技术在改造机床上的应用

数控机床是一个十分重要的机械工程设备。在数控机床工作的过程中对工作台和机床上的刀具的运行轨迹要求十分严格，偏差值必须在规定的范围内，这样才能够保证产品的精确性。为了加强数控机床工作的效率，我们可以通过机电一体化技术对其进行改造。其中开环伺服系统具有结构简单，操作简便，出现故障也较容易发现等特点，被广泛使用。滚珠丝扛副具具有传动率高、摩擦损失小等特点，只需要适当的调整一下滚珠的方向，就可以消除空间的死区，减小数控机床出现偏差的可能性。随着信息技术的发展，目前的数控机床把微机技术应用其中，实现对数据和信息的自动化处理，能够根据产品的需求选择技术和功能。如果数控机床的改动比较大，那么尽可能在保留原来操作系统的前提下减少调整，这样才能够减少企业的成本投入，提高企业的生产效益。

2.2 机电一体化技术在包装机械方面的应用

包装机械是机械工程中的重要组成部分，其包括很多特别复杂的机构，例如控制连杆、凸轮构造等，传统的部件连接方式主要采用控制电路，这就导致设备的整体结构过于繁琐，不利于后期的设备维修，操作起来也不是很方便。把机电一体化技术应用到包装机械方面，能够实现微机控制设备，同时整个控制系统也形成模块化管理。相比较过去的构造模式，设备的整体变小，零件也更加精密，操作起来也更加简单方便，而且节约资源，减少了企业的设备投入。

2.3 机电一体化在产品开发上的突出特点

随着人们需求的不断变化，产品开发必然向着智能化方向发展。把机电一体化技术应用在产品开发上，不仅能够使产品功能更加灵活多变，产品种类更加齐全，还能够使用微电子技术实现某一种产品的特定功能，满足市场上的特殊需求。机电一体化在产品开发上的突出特点就是实现了普通产品向智能化方向的转变，提高了产品的科技含量，促进机械工程中产品的价值，这也提高了生产企业的竞争能力。

3 机电一体化技术在机械工程领域应用的的发展趋势

3.1 机电一体化技术朝着微型方向发展

就当前机电一体化技术的发展方向上看，机电一体化技术正朝着微型机电一体化系统方向发展，微型机电一体化指的是在几何尺寸面积为纳米的情况下进行生产工作。微型机电一体化技术在某种程度上讲是由纳米程度上的电子技术和机械技术融合的结果。这种技术在社会生产中表现出体积小、能耗低运动灵活的特点，是一项十分关键的技术。这项技术的实现将会使工业产品的质量得到进一步提高，时间产本得到进一步缩减，达到事倍功半的效果。

3.2 机电一体化技术朝着智能化方向发展

一般而言，谈到未来机电一体化技术的发展方向，人们大多会想到智能化技术方面。就现在机电一体化技术在控制理论基础方面做出的贡献体现的都是传统机械控制化技术。智能机电一体化技术相较于传统机电一体化技术其综合了人工智能、计算机科学、生理学以及其他一系列有关智能相关的技术，智能机电一体化技术正处于不断的探索之中，并将在不远的将来得到运用，例如在对人类智能进行模拟方面。智能机电一体化技术在未来一定会有广阔的发展空间。智能机电一体化化技术的应用将会使机械工业的生产更加具备智能特点，将会进一步减少企业对人工的需求，从而降低人工成本。

3.3 机电一体化技术朝着高性能方向发展

关于目前机电一体化技术朝着高性能方向发展，主要体现了机电一体化技术的高效性、可靠性、以及高精度高速度的特点。这些特性充分满足了新型CNC系统中多个中央处理器结构且利用总线进行连接的方式。同时这个系统采用精简指令集机，可以让多个操作系统同时进行工作，处理多个工作任务。利用这种机电一体化技术生产产品不仅节约了生产时间而且生产出来的产品也具有更高的性能。高性能的机电一体化技术的运用将会再一次提高工业生产的效率，节约企业的时间成本，为企业创造更大的利润。

4 结语

在我国工业的发展过程中，机械工程是其中非常重要的一个环节，并且也可以说机电一体化也已经代表了机械工程在未来一段时间内的发展趋势。当前人们对于机电一体化的技术已经有了越来越深刻的认识，并且已经立即和其他产业形成了融合，不断推动生产力的发展。总体上来说，虽然我国机电一体化技术现在的发展速度非常快，但是由于我国起步较晚，所以目前仍然处于一个较低的水平，需要积极借鉴外界的经验，并且结合自身的实际情况来引进技术、设备，这样才能发展出合适我国实际情况的机电一体化技术。