试析机电一体化系统在机械工程中的应用

张冠龙

摘 要：机械工程在生活中经常会被应用，这是科技发展的表现，现代化的机械工程是将机械学、电子学等学科结合在一起，将机械工程进行了创新，如果没有将机械工程进行创新，机械工程是无法与时代的发展相适应的。机电一体化已经被逐渐的应用，机电一体化可以提高机械设备的使用性能，对工程是十分有利的。本文就是对机电一体化系统在机械工程中的应用进行研究，让机电一体化为机械行业的发展做出贡献。

关键词：机电一体化；机械工程；应用分析

经济在发展，社会在进步，这些方面的提高都与科技的发展脱离不了关系，尤其是机电一体化的发展，让机械工程得到了迅速的发展，机械工程之会所以与机电一体化结合，是因为机械设备的应用是离不开机电一体化的，机电一体化是时代发展的趋势，如果没有将机电一体化运用到机械工程中，机械工程就不能更好的为人类服务。

一、机电一体化的简单阐述

机电一体化已经被很多的国家所运用，机电一体化自身的特点决定了机械工程的发展，机电一体化就是机械的自动化，机电一体化已经作为了一种非常重要的学科在大学中开设，而且这一学科已经成为了新型的交叉学科，将机械学、电子学、信息学等学科结合在一起，优化了机械设备的性能，是一种新型技术。有很多人对这一技术还不是很了解，机电一体化技术主要包括两个方面，一方面是机电一体化技术，另一方面是机电一体化产品，机电一体化技术与机电一体化产品构成了机电一体化的主要内容，机电一体化技术是核心，为机电一体化产品服务，主要是从机械工程的整体出发，将机械工程技术发展为全方面的综合性的技术，为让机电行业得到了迅速的发展。要想让机电一体化技术更好的为机械工程服务，就要将以下技术发展好：

1）机械本体技术

机械技术是整个机械系统的核心性技术，机械技术自身的特点有减轻重量、提高精度和改善性能的作用机械本体的技术性能与机械的重量有着紧密的关系，如果想要将机械本体的重量减到最小，就要将机械中的金属材料替换，将非金属复合材料应用在机械工程中，这样就可以提高整个机械本体的使用性能，提高机械的使用效率，降低能源的消耗，完善机械本体技术，更好的为机电一体化服务。

2）信息处理技术

信息处理技术是机电一体化产生的基础技术，信息化的发展让很多的领域都迅速的崛起，人们对机电事业的发展也越来越重视，大型工程是离不开机械设备的，于是就产生了机电一体化。机电一体化为机械设备的使用提供了便利，这一系列的发展都离不开信息处理技术，信息处理技术的使用提高了机电的稳定性，让机电变得更加安全可靠。

3）软件技术

软件技术是机电一体化的重要组成部分，如果没有软件技术，机电一体化是不会得到使用的。机电一体化中的硬件要与软件相协调，机械工程中软件的标准化可以提高机械工程使用效率。软件的标准化主要包括两点：程序模块化和标准化，机电一体化是通过软件进行控制的，如果软件程序不符合标准，那么机械设备就无法达到标准，对机械工程有着严重的影响。

二、机电一体化的发展趋势

机电一体化应该是向着以下方向发展的：

1）自律分配化系统方向

自律分配化系统是需要机电一体化达到一定的程度才能使用的，对其要求很高。自律分配化系统在运行的时候是独立运行的模式，互不影响，但其本身也具备足够的自律性，当外界环境发生变化时，他们也随之发生相应的变化以适应外界的变化。这一系统的特点是子系统可产生本身的信息并附加所给信息，在总体的指令条件下，每个子系统的“行动”都可以有所改变。这一特征，既避免了因为某一子系统的故障而使得整个系统瘫痪，在很大程度上增加了系统的柔性。

2）全息系统化方向

所谓的全息，即指全方位呈现，在将来的机电一体化发展中，其“全息”的特点将会越来越明显，机电一体化将从不同的角度使得“指令”得以准确执行，智能化发展是一大趋势，而这一发展趋势则主要得益于信息技术和模糊技术的高度发展。

3）光机电一体化方向

机械电子工程，是光机电一体化的别称，它是机械工程与自动化的一种，相对于传统的机电一体化技术，光机电一体化引进了光学技术，充分利用光学技术的特点，进一步改变优化机电一体化系统中的传感系统、信息处理系统、能源系统等各子系统。

三、机电一体化在机械工程中的应用

随着我国经济的不断发展，现代工程施工的规模及难度也在不断的加大，这在某种程度上要求工程机械具备良好的性能，其自动化的程度也将直接影响到工程施工的质量及经济效益。因此要在工程机械领域引进机电一体化技术，其应用范围主要包括以下几个方面：

（一）监督控制作用

电子监控系统，作为机电一体化系统中的重要组成部分，其对工程机械的发动机、传动系统、工作装置、制动系统和液压系统等运行状体进行监控，在机械工作当中一旦出现异常，电子控制系统能立即的触发报警系统并且准确的找出故障的所在位置，进而减少相关事故的发生，与此同时，也方便工作人员及时的检修和排除故障，极大地提高了工作效率，降低了不必要的经济损失。

（二）节能降耗，提高生产效率

相对于传统的柴油机能源利用率低，电控系统能够充分有效的发挥柴油机的输出功率，使柴油能够尽量完全燃烧、净化排气。为减少柴油机的能量损失，采用电子控制技术，根据负荷条件自动调节柴油机的油门，以此来增大能源的利用率。例如：日本小松公司挖掘机采用新型的节能控制器（OLLS系统），燃气可节省23%，同时机械的使用功率的利用率可达到98%之高，而这主要得益于其采用的卡特电子效率控制系统。

（三）提高作业精度

在工程机械设备上引进电子控制系统，不仅可以使称量自动化，而且还可以使称量变得更为精确，从而有效的避免了人工称量效率低、误差大的特点，进而使得成品的作业精度得到明显的提高。例如：在商品混凝土广泛普及的今天，许多的商品混凝土拌合站都在混凝土拌合设备上采用了微电控制的电子称量系统，并使计量过程实现了自动化，电子称量系统的引用，保证了混凝土的绝对配合比，极大的提高了混凝土的质量。此外，在沥青混凝土摊铺机上应用自动找平系统，使沥青摊铺质量得到了明显的提高，路面的平整度可达到0.127m/3m。

（四）作业过程的自动化或半自动化

工程机械实现自动化或半自动化，不仅可以减轻操作者的劳动强度，提高生产效率，还能有效的降低作业的安全系数。例如，日本三菱公司的挖掘机设有挖掘轨迹控制系统，操作人员在控制板上设定好铲斗的运动轨迹形状之后，微机控制系统能够根据各种角度传感器的信号，自动控制动臂、斗杆和铲刀的运动，实现各种形状和断面沟槽，斜面的准确开挖，从而使挖掘工作实现了自动化，同时也降低了人工开挖的危险性。

四、结论

机电一体化在工程机械方面的应用越来越广泛，其使用价值也越来越高，机电一体化正逐步成为机械领域的发展方向，同时也为传统的机械行业带来了新的发展空间。

参考文献

[1]布紫叶.机电一体化的发展趋势和应用[J].科技风.2015（14）

[2]熊淑平.机电一体化创新实验及发展[J].西部皮革.2013（14）