机械工程中机电一体化的应用发展研究

王庭林，刘太贵

（贵州振华新材料有限公司，贵阳550014）

1 引言

近几年，我国不断对机电一体化技术进行创新，提高了机电产品的质量和生产效率，同时，提高了产品的功能性和精度，将其应用在现代化工程建设中，可以为生产提供便利。

2 机电一体化概念

机电一体化是一门典型的现代化交叉学科，它涉及机械、电气等技术。它是研究将电子器件的信息处理和控制功能附加或融合在机械装置中的一种复合型技术。机电一体化的基本思路是智能化地集成各个行业的有效功能于一体，以满足人工智能日益增长的需求，目前，在其具体的应用形式中，应用最广的是数控机床和工业机器人。现代工业机器人需要集成感知、控制、操作等方面的技术，需要高水平的机电一体化技术的支持，尤其在计算机信息化不断发展的背景下，具体实现方式不断更新，越来越智能化，同时也更加复杂化。

3 机械工程中机电一体化技术应用需要解决的难点

3.1 投入成本高

在我国，工程机械机电一体化的发展，没有成熟的科技成果和丰富的实践经验来借鉴和指导，需要投入大量的资源，并且成功率较低。由于行业竞争非常激烈，以及市场信息的快速变化，给该领域的技术人员带来了巨大的挑战和压力，也给研究工作增加了很大的难度[1]。目前，只有少数企业实现了机电一体化在工程机械中的广泛应用，占据了市场优势。

3.2 缺乏技术创新

相较于欧美国家，我国机电一体化技术的发展水平还相对落后，主要是由于我国机械工程机电一体化技术的创新能力不足，对该技术的应用只是盲目模仿。由于缺乏独立意识，很难与国外企业进行竞争，导致越来越多的外国品牌进入中国，消费市场的主导力量也在不断动摇[2]。

4 机电一体化在机械工程中的应用

4.1 自动化以及半自动化作业全过程中的应用

机械工程机电一体化的实现可以提高自动化和半自动化的操作水平，有效降低操作人员的劳动强度，提高生产效率。例如，三菱公司设计生产的挖掘机具有控制挖掘机履带系统的功能，操作人员可以通过在控制面板上设定铲斗的运动形状[3]，使微机操作系统将根据传感器不同角度的信号自动控制动臂、铲斗和铲斗杆的运动，从而实现各特定断面的槽、开口和斜坡的精确挖掘，有效实现挖掘作业的自动化水平。

4.2 产品开发

随着科学技术水平的提高，人们的生活质量也有所提高，并且使人们更加追求美好生活。传统的机械工程的产品已经无法满足社会的实际需求，因此，机械工程产品逐渐走向智能化和信息化的发展方向。而机电一体化技术在机械工程中的应用，丰富了机械工程产品的种类和功能，同时还可以结合市场需求，生产出具有特定性能的产品，提高企业的经济效益和社会效益。因此，机电一体化技术在机械工程产品开发中的应用，无形中丰富了产品的使用价值。

4.3 运行状态及故障监控

现代的机械工程设备的构成非常复杂，它是由不同的结构单元共同发挥作用综合而成。在实际工作中，这些组成部分必须互相作用，协调联动，才能保证机械设备的正常工作。其中任何一个环节或部位发生问题，都会影响整个设备的有效运转，因此，必须对其运行状况进行即时监控，并且在发生故障时能够及时确定故障原因。对于这样复杂而又精密的工程机械，仅靠人工监测很难实现即时监控和故障诊断，而工程机械引入机电一体化技术后，可对自身运行状态进行24h 的即时监控和故障诊断，机电一体化的监控系统一旦发现问题或其他影响设备运行的危险因素会自动发出警报，工作人员可根据监控系统提供的信息进行故障查询和处理，从而节省了维修时间提高了工作效率，同时改善了驾驶员的工作条件，缩短了停机维修时间。

4.4 电子油门控制技术

由于市场经济的不断发展，人们对科技产品提出了更多的要求，无论是性能还是应用质量都要满足实际应用需求，与此同时，人们的环保意识也逐渐增强，全面落实绿色可持续性经济运行机制成为社会发展的必然趋势。因此，利用机电一体化技术能对车辆油门进行合理控制，改善传统柴油装置油耗量和排放污染物量大的问题，能在提升控制装置实效性水平的基础上，减少对环境的影响，实现可持续发展的目标。

4.5 在控制精度中应用

机电一体化技术在现代机械工程中的应用，还突出体现在精度控制方面，例如，在现代机械工程的生产过程中，会将机电一体化相关的软件安置在内部电子控制系统中，通过智能设备设置参数实现设备的自动化，从而解决旧式人工操作所产生的误差，更好地保证精准性和精密度，在提升机械产品质量的同时，有效地避免了安全事故的发生，彰显出了现代工程机械中机电一体化技术的运用价值。

4.6 数控机床的应用

在机电一体化技术的应用中，数控机床是机械生产的主要平台与载体，经过多年的开发与改进，在功能实现和操作性能的精准方面都有了明显的提升，主要表现：（1）数控机床已经基本实现了信息化与模块化，并且正在向着集成化的方向发展；（2）硬件设备的标准化生产程度更高，总体系统的扩展性能和兼容性能有了新的突破；（3）大容量的存储器与软件使数据技术有了新的突破，可以支持多过程的同时运行，极大提升了生产效率。

5 结语

综上所述，随着深化改革的不断推进，我国机械工程发展很快，尤其是在机电一体化技术得到不断创新发展的情况下，推动了机械生产的发展。通过发展和应用机电一体化技术，不仅提高了生产力，还大大促进了我国的经济发展，增加了国民收入。因此，要继续推动现代机械工程的发展，需要大力发展科技，促进其智能化的发展，对机电一体化技术进行不断完善、改进、发展和创新。