探究机电一体化系统在机械工程中的应用

侯景俊 姜永飞

摘  要：随着我国经济的快速发展，机械工程水平在科技力的推动下不断提升，机电一体化系统在工业领域被广泛的应用，推动传统落后生产模式的变革。工程机械朝着机电一体化的方向发展，在信息技术的推动下，机电一体化已经达到一定的水平，有效的提升工程机械运行效率。本文重点阐述机电一体化在机械工程中的应用，并探析机电一体化在未来的发展趋势。

关键词：机电一体化;机械工程;应用

一、机电一体化概念

机电一体化指在机械功能设计及应用过程中，机械结构的主功能、信息处理、功能控制等方面，将其控制系统安装在电子化集成与控制软件中，并将其进行有机的结合，形成统一地系统，经过引进电子技术，使得装置在一定程序预定操作的功能下，综合应用机械技术、微电子技术、电力电子技术、配合系统布局的各种功能单元装置，完成机械系统智能化的控制，实现机械设备的多功能、高质量、环保效果好的作用。机电一体化技术将以上技术进行有机整合，实现设备机械性能综合技术的应用，正确的应用机电一体化技术，可以取代原有的机械功能，增加自动化检测、信息处理、自动调节、自动诊断及保护等功能。

二、机电一体化系统特点

1.应用范围广

机电一体化系统在具体的应用过程中，主要是融合了多项技术，因此使其存在着复合性的使用特征。此外，其应用的范围也十分广泛，适用于各种不同领域。机电一体化技术的使用不仅可以良好地解决原本技术功能较为单一的问题，而且还可以为各种行业提供多样化的服务。

2.安全性能好

机电一体化系统技术的使用，使工程机械安全性获得不同程度的有效提升。在机械工程中，机电一体化技术不仅能够实施随时的监测，而且自身还具备非常良好的保护功能。这让相应工作人员的安全获得了良好的保证，从而确保了产品本身的质量。

3.科技含量高

机电一体化系统是一种综合多种高科技的技术，本身具备较高效的科技含量，为其他高科技技术在各行各业的广泛应用起到了一定的推动作用。

三、机电一体化系统在机械工程中的应用

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，偏差值必须在規定的范围内，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。

2. 机电一体化在包装机械方面的应用

包装机械是机械工程中的重要部分，其结构特别复杂如控制连杆和凸轮构造等，而控制电路是传统部件的主要连接手段，其缺点有：整体结构繁琐、后期维修较难、操作不方便等。而将机电一体化系统应用在包装机械上，可通过计算机控制设备，形成模块化管理。其优点有：减小设备占地空间、提高零件精度、操作简单、减少人工维修费用等，提高企业的收益。

3. 机电一体化在纺织机械方面的应用

在纺织机械系统中，绕线架通常选择主动传输模式，在绕线架和导轨之间频率固定，交叉角度正在变化。系统程序运行后，信号通过辊输出速度传感器发送信号到TPU数据，经过TPU处理后传送到PCC，根据数据表找出合适的绕组比，通过绕组分析比率决定是否存在重叠，控制信号输出，并实现快速准确的数据传输。

4. 机电一体化在机械精度控制上的应用

产品的精度直接影响企业的利益，成品的性能在主要参数上出现一点偏差，其精度会大受影响，所以严格把控对产品精度的控制与调整是重中之重的，而工程机械生产中实现机电一体化能有效准确的对主要参数数据进行控制。如，在混凝土搅拌过程中，利用传统的计量工具对不同原材料进行称量测重必定会有误差产生，但电子称量系统由电脑控制，就可对不同的原材料进行精准的测重称量，此法可极大的降低误差，进而混凝土的功能性也会得到保障。除此之外自动找平系统的技术应用，在路面修建过程中，可使路面摊铺的更加平整。自动供料系统中通过超声波技术的应用，达到自动供料的目的，进而完全保证了摊铺路面质量。

5. 机电一体化在机械（半）自动化上的应用

（半）自动化作业会大大降低工作人员的劳动强度，也会提高机械工程的作业效率。工程自动化的有效应用还提升经验不足的人员在工程作业中的容错率，确保工程作业的精度。如日本三菱公司的挖掘机引进挖掘轨迹控制系统，为了控制和调整耗铲斗的运动轨迹，引进自动化控制并运用计算机的控制系统，精准掌握并控制动臂杆和铲刀的运动，提高了挖掘工作的效率。

6. 机电一体化在机械监控上的应用

机电一体化系统的引进可实现液压、制动和传动等系统的监控，及时掌握机械设备的工作运行情况，在发生设备异常状况时会自动报警通知，并且精准的发现出故障位置。

7. 机电一体化在化工工程中的应用

化工生产中机电一体化也具有广泛的应用，在日化品厂的监控与配料系统、工业中的安全自检系统、工业中的连续化生产、工业中的自动化生产等，都具有较为重要的作用。广泛应用于烧结中的预配料系统、焦化厂电力系统、机械纺织、自动化添加煤技术、自来水厂调度、日用化工行业、水电厂的自动化系统、电子称重模块、发电厂的锅炉控热工程、油库管理、天然气加气站、恒压供水系统、煤矿生产安全的自检系统、啤酒生产等众多宽泛的领域。

四、机电一体化系统未来的发展

1.机电一体化系统更加的自动化以及智能化

机械工程的未来发展必然是向自动化方向转变，传统的一些操作技术已经在一定程度上实现了自动化控制，但是由于本身的技术不够完善并不能很好的实现理想中的自动化控制状态，所以需要进行有效的机电一体化系统革新，最终目的是实现机械工程的自动化发展，提高工作效率，减少人员投入，确保企业的安全生产以及保证相关的经济效益。在机械工程中机电一体化系统需要实现智能化要求，通过对于计算机的系统控制和程序设定，可以一定程度上实现对于相关机电设备的智能操作。并且智能化是我国未来发展方向，也是相应政府大力提倡的新型操作和创新政策。通过机电一体化的智能化可以帮助相关机械工程实现优良的信息整合处理能力，进而可以比较合理的进行相关机械设备的管理工作，保证机械工程运作的顺畅性。具体的说来，我们可以采取光学技术改善传感器的敏感度，实现对于相应操作环节的智能化控制，通过这些智能化技术的具体应用相互连接进而形成一个比较完整的整体，提高了整个机械工程系统对于信息的处理能力，帮助工程实现系统化发展。

2.机电一体化系统实现机械工程系统化发展的战略目标

机电一体化系统需要不断的优化发展，并且对于机械工程来说，机电一体化系统将会有效的帮助实现工程的系统化管理。并且对于一些突发状况以及环境条件的变化，机电一体化系统可以实现自动的系统分配工作，帮助机械工程更加合理的完成建设工作。随着信息技术的逐渐发展完善，对于机械工程来说，建设机电一体化系统，实现机械工程操作的自动化、智能化，并提出创新思路都是工程的未来发展目标。

结语

在经济全球化的发展趋势下，机械工程企业向在激烈的市政竞争中保持良好的竞争力，需要在现代信息化技术的基础上积极运用机电一体化技术，提高机械使用效率和质量，节约劳动力，保证工程质量的同时节约成本。所以企业应在机电一体化应用的基础上探求机电一体化的发展趋势，为企业的健康发展奠定基础。

参考文献

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