机电一体化系统在机械工程中的运用探讨

刘雄

摘要：现代机械工程为了提高工作的效率都引进了机电一体化系统，机电一体化系统的合理运用能够降低机械工程运营当中的人力成本，让机械工作代替大部分的人力工作，且在机械介入工作的过程当中其工作安全性得到了保障，人员不用再进行一些高难度的操作。机电一体化系统的深入应用是我国机械工程行业发展的趋势。

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.

關键词：机电一体化系统;机械工程;工程自动化

Key words： mechatronics engineering;mechanical engineering;engineering automation

中图分类号：TH-39                                   文献标识码：A                                  文章编号：1674-957X（2021）21-0180-02

0  引言

本文将对机电一体化系统运行的特点，分析在机械工程当中具体运用的方法，对机电一体化系统未来的发展趋势进行探讨。各个机械工程单位为了顺应时代的发展需要大力引进机电一体化系统，在实际工作当中积极应用起来，提高工程操作过程当中的准确性以及安全性。

1  机电一体化系统在机械工程当中运用的优势

1.1 在工程当中降低人力成本  机械工程属于大型工程项目，在工程的开展期间需要耗费巨大的人力成本，过去机械工程主要依靠人力劳动方式进行生产，这种生产方式不但落后，其生产效率跟不上生产需要，且在生产过程当中会具有一定的危险性，经常会造成不必要的人员伤亡。当机械工程当中逐渐加入机电一体化痛的时候，人们就能够通过电脑远程控制的技术来实现生产，传统的人力劳动变为了人为操作模式，不但简化了工作流程，且提高了生产的效率，能够在工作当中有效降低人员的工作压力，因此机械工程单位能够相应的减少人员成本的投资，给企业带来更高的经济效益。通过机械工程系统化和自动化的运作，能够准确抓住生产当中的重点，让产品可定制性更加高，更容易满足目标客户的需求，对于未来机械工程的发展是有重大意义的。

1.2 在生产当中提高安全性  机电一体化系统本身就有监督和纠错的作用，此系统的优势在于运作发生问题的时候会自动停止或切断电源，机电一体化系统可以实现在无人为看管情况下的运作，充分保证了机械工程的安全性，且对给机械工程当中的施工人员提供了足够的安全保障。机电一体化系统可以事先设置预警控制系统，在机械工程生产过程当中超过预警时会给出警报或者切断的效果。还能帮助机械工程单位了解生产过程当中存在的弊端，在发现问题时会以发送信号的方式告知工作人员，工作人员可以进行快速的问题处理，降低生产失误带来的经济损失。比如在飞机和轮船制造过程当中，其产品的密封性和坚固性是有严格要求的，因此光靠人力是无法做到零误差的，只有依靠自动化设备做出来的产品才能统一其性能。

2  机电一体化系统在机械工程当中应用形式

2.1 降低生产能耗，达到节能效果  在一些普通平民用的机械类设备运行过程当中会产生许多不必要的机械能消耗，这是由于传统的机械没有电子系统的辅助，他无法根据生产的需要来调节设备的频率，或者来改变设备运行的强度，这就导致了机械设备在任何情况之下都是高速运转的，带来机械能消耗的同时加大了电力方面的消耗，给机械工程单位会造成不必要的经济损失，且机械设备长此以往的高负荷运作会提高损坏的风险。上述情况都不利于机械工程单位的资源合理利用，以及提高企业效益。机电一体化系统的推出可以实现各个机械设备在运作过程当中根据生产的实际需要来改变运行频率，根据生产需要来调节设备的功率，这样就达到了环保节能的效果。在合理控制电能机械能消耗的同时，人力资源方面的消耗也随之下降，这有利于机械工程行业在未来降低运营成本，促进机械工程行业的可持续发展。

2.2 精准称量，智能操作  机电一体化系统在运行的过程当中能自动搜集生产时的相关数据，根据搜集到的数据进行分析，其数据的准确性是很高的，准确的生产数据可以为后续机械工程的开展提供有力的参考。相关工作人员能够在有准确数据的情况下科学调整生产方案，让生产模式不断进行完善。在机电一体化系统的监督之下，可以对生产顺序进行严格规范，保证生产的合理性。现在许多汽车的制造厂商会在生产过程当中使用机电一体化系统，他可以对生产的零配件进行准确的称量以及拼装，降低因为人工操作所产生的误差，减轻了人工操作的工作量，且同时保证了生产的产品数据更加精准，且在机电一体化系统正常运行的情况之下生产错误率基本为零。汽车在生产的过程当中需要测试其安全性能，其中包括汽车的电子监控自动报警，故障检测机制等，对于汽车的性能进行检测，在出厂之前做好调校工作，还能够及时发展汽车性能反面的不足，让汽车生产线更加稳定，对于汽车制造业发展有推进作用。

2.3 在实时监控当中的应用  机电一体化系统在机械工程当中应用之后，就意味着有了连带的监控系统，在依托电子系统对于机械系统进行控制之后，电子系统可以直接获取传动系统，液压系统等机械系统方面的详细数据。因此以电子系统为主导，在机械设备发生故障之后，电子控制系统可以根据不同的故障原因给出相应的解决方案，且电子控制系统与报警器相连，一旦发生故障就会切断故障区域的运作，并且做好故障数据的反馈工作。甚至目前发展先进的电子系统能够实现自己解决系统当中的错误，通过事先写入的程序实现自我查错，避免了因为系统错误导致生产停止。但目前该领域还需要继续进行研究，提高电子控制系统的智能性，提高技术的熟练程度。

3  机电一体化系统在机械工程当中运用的发展趋势

3.1 柔性化发展  在机电一体化系统发展的过程当中，其系统需要进行柔性化发展，系统柔性化主要指的是信息系统和物质储存系统的升级，柔性化制造时基于传统制造方式的基础之上进行发展的，加工对象可以因为柔性化制造系统模式来改变，在生产当中可以根据现有的设备和生产物料自行进行搭配和选择。柔性化的制造系统为了适应生产所需在机械工程领域应用不断扩大，其优势主要可以满足同时制造多批次的不同产品，可以根据市场的需求积极改变自身的产品线，确保设备资源和人力资源能够得到充分利用。

3.2 智能化发展  我国工业发展的趋势就是逐渐走向智能化，智能化发展带来的不仅是生产效率的提高，更可以提高产品质量的同时解放大量的劳动力，随着信息技术的发展智能化应用于各个领域已经是必然趋势。国内工业逐渐走向数字化和智能化的同时，越来越多的信息化设备开始投入工业生产应用，其中机电工程就与数字化进行充分融合，促进机械工程事业的发展。机电一体化系统的出现实现了机械工程项目的自动化和全程管控，在不久的将来，随着计算机以及人工智能领域的不断发展与创新，将为机械工程发展提供更多的可能，甚至是机器人代替人员进行施工。因此机械工程建设在智能化方面发展的潜力还是无穷的，机械工程的质量提升和效率提升还有很大的提升工作，我们需要做的就是充分利用机电一体化系统，强化信息系统的管理效果，实现工程生产当中的节能降耗。目前的汽车制造业已经向智能化方面发展，车载芯片的智能化程度越来越高，车内功能的集成度越来越强，飞机和船舶同样如此，要想把智能化做好，在产品当中集成更多的功能，就给制造阶段提供了较大的挑战，所以拥有一条智能化的生产线是必须的。

3.3 微型化发展  我国的机械工程发展已经到了一个新的高度，其中的生产技术方面的研究已经非常透彻，目前的机械工程已经能够满足国家发展的需要。但机械工程的设备体积仍然过于庞大，在生产过程当中需要占用大量的空间，以及噪音问题一直难以解决，且大型的机械设备过于笨重难以搬运，修理起来也非常麻烦。所以国家对于机电一体化的要求已经向着微型化发展，目前机电一体化系统技术的标准当中，普通的电子机械的尺寸需要低于一立方米，在未来的发展过程中为了实现资源的最大化利用，微型化发展还会加深。微机电一体化技术将成为主流，将机电技术融为一体以获得更小的体积，在运行过程当中实现更小的能源消耗，以及运用起来更加的灵活。超精密加工技术领域的研究，直接关系到微机电一体化产品的生产质量，因此需要加强微型化方面的研究，给机械工程的发展奠定良好的基础。

3.4 模块化  目前的机械方面的产品种类太多，在机械传感器接口以及电气传感器接口进行设计的过程当中，需要考虑到各个因素对于机械的影响，需要完成接口的统一设计标准，这样在应用当中将提高机械之间的匹配程度。如果没有较好的统一性，则会影响机电一体化系统应用过程当中的可行性。上述问题要求机电一体化系统进行系统强化，实现标准化管理，根据机械工程实际的生产需求来制定模块化的产品，以拓展机械设备生产企业的规模。

3.5 网络化  上文已经说到机电一体化系统的应用可以实现远程控制，将机电一体化控制系统与公司局域网相连接，可以实现随时随地的远程监控和远程操作，通过移动网络设备来实现自动化控制。在逐渐走向网络化的管理模式之下，各相关部门的工作人员能够更好的实现资源共享，通过网络平台来进行数据传输，技术人员可以更好的进行沟通。因此需要合理利用资源进行信息沟通技术方面的拓展。让机械工程在将来实现无人监管作业，即使现场没有监管人员也能起到监管的效果。

4  结论

我国的机械工程领域在近几年得到了飞速的发展，这是因为当今社会的信息技术和互联网技术的高度发达给各行各业带来的便利，信息技术开始融入到各个行业的工作生产当中来，电脑和网络已经成为了生产工作当中必不能缺少的东西。機电一体化系统就是信息技术发展之下的产物，机电一体化系统应用之后提高了传统机械工程行业的生产效率，电脑控制下的机械设备做出的产品精密度更加高，进一步保证了产品的质量，并且大大减小了机械工程生产当中的事故发生率。让原本笨拙的机械设备逐渐走向智能化和科学化，目前机械工程相关的各个企业需要意识到信息技术的重要性，加紧推广机电一体化系统在生产当中的应用，并且学习国内外的生产经验，将先进的理念和更加专业的技术应用到工作当中来，从技术层面推动我国的机械工程事业发展。

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