机电一体化系统在机械工程中的应用分析

张初宏

摘要：我国工业化随着社会经济发展加快，工业发展对机械化生产需求增加，机械生产效率得到重视。随着机械制造技术与其他高新技术日益融合，机电一体化成为现代机械系统的本质特征，我国科技飞速发展，机电一体化集信息学、电子学等众多学科为一体，机械一体化系统应用使工程机械自动化，增加了工程机械作业精度，在机械工程中应用广泛。阐述机电一体化系统技术，介绍机电一体化系统在机械工程中的应用，探讨机电一体化系统的发展方向。

关键词：机电一体化;机械工程;应用发展

0  引言

随着我国科技不断发展，人们的生活水平发生巨大改变，科技在众多领域革新促使很多学科交叉渗透，传统机械电气化以人力操控为主，存在一定的安全隐患。机电一体化系统结构及控制方式等改变导致其性能与设计方法发生变化，面对国际市场激烈竞争，单靠吸收国外产品将使企业失去竞争力，只有通过产品创新才能解决企业发展问题。机电一体化利用现代技术实现机械工程领域自动化生产，生产力方面突破为机械企业发展提供技术支持。机械工程领域由以往机械电气化转变为机电一体化，由于微电子技术发展形成，促使工程机械企业技术结构，管理体系等发生重大改变。

1  机电一体化系统技术概述

机电一体化成为具有自身特点的新型学科，随着科技进步，机电一体化技术突破使得机械共用实现自动化控制，机电一体化新型学科集成电子学、信息学等其他学科特点，机电一体化包括技术与产品两方面，机电一体化技术是系统工程观点出发，将电子信息等有关技术集合，实现系统整体最优综合性技术。

机电一体化是机械功能设计应用中，对主要功能等方面将控制安装电子化集成软件结合，通过对程序工程预设，应用微电子技术对系统控制，实现高质量低污染的工作目的。机电一体化技术以机械为载体研究机电，可以在各领域使用，机电一体化系统化程度高，形成完整系统具有很强的层次感。机电一体化实现整体水平最优，机电一体化技术操作简单。即使用户对机电知识掌握不充分，仍可以操作机电一体化系统。

机电一体化关键技术包括信息处理技术、传感技术等。机械本体技术应从改善性能等方面入手，机械系统小型化建立在机械本体轻质化基础上，可以选用非金属复合材料代替船钢铁材料，提高机械快速响应特性。机电一体化与信息处理设备普及有密切关系。为促使机电一体化发展，需提高信息处理设备稳定性。提高传感器性能应注重其可靠性，与防干扰有密切关系，密切光线电缆传感器逐步发展。软件是机械一体化的重要法宝，为降低软件开发成本，应推广软件标准化，包括程序模块化等。

机电一体化系统中的现代技术包括全息技术、光学技术、仿生物系统等。机电一体化追求对系统全方位掌控，全方位的展示为全息，全息系统化在机电一体化发展中作用明显，自动化发展是未来方向。光机电一体化是将光学技术与电子技术结合，光机电一体化技术利用光学技术优势，使机电一体化系统更为完善，光学技术在传感技术等方面给予光电一体化系统提供技术支持。传统机电一体化系统信息处理处于静态方式，结构存在不稳定情况，随着系统发展，需要处理信息增多，仿生物系统化应用减小信息处理承受负荷。

2  机电一体化系统在工程机械领域的应用

随着我国经济不断发展，工程施工规模不断加大，要求工程机械具备良好性能，自动化程度影响工程施工质量，工程机械应具备施工质量高、经济效益好、工作可靠安全等。在工程机械领域引进机电一体化技术，主要应用范围包括监控作用、提高生产效率、作业过程自动化等。

电子监控系统是机电一体化的重要部分，对工程机械发动机，工作装置等运行状态监控，机械工作出现异常能立即触发报警系统找出故障位置，减少相关事故的发生，方便工作人员及时检修，提高工作效率。传统柴油机能源利用率低，电控系统能使柴油完全燃烧，为减少柴油机的能量损失，采用电控技术自动调节柴油机油门，如日本小松公司挖掘机采用节能控制器节省燃气23%，主要得益于采用卡特电子效率控制系统。

工程机械设备引进电子控制系统，可使称量更加精确，避免人工称量低效特点，提高成品作业精度。如商品砼搅拌站采用微电控制电子称量系统，电子称量吸引应用保证砼配合比，沥青混凝土摊铺机应用自动找平系统，路面平整度达0.127m/3m。工程机械自动化可以减轻操作者劳动强度，降低作业安全系数。如三菱公司挖掘机设轨迹控制系统，在控制板设定铲斗运动轨迹形状，系统根据各角度传感器信号控制动臂运动，实现各种形状沟槽，挖使挖掘工作实现自动化。

工业革命推动了世界经济的发展，机电一体化技术在工程领域应用推动了机械领域的发展。机電一体化技术在工程领域应用广泛，在机床改造、纺织机械等领域得到推广。数控机床工作要求严格，需要道具按照规定运动轨迹移动，运用机电一体化实现对数控机床改造，出现问题时便于维修，滚珠丝杠副传动效率高，适当调整滚珠丝杠缝隙减小，能实现精准定位，在传统传动中应用较多。数控车改造应减少机床改动，确保故障发生能进行手工操作，用最少的经费实现机械效率的提升。

纺织机械系统中卷绕筒子通常采用积极传动方式，交叉角不断改变，导纱器电机，变频器等构成控制系统，可采用生角卷绕方式减少重叠现象，经系统程序运算，信号由传感器输出传递给TPU，经处理后输送到PCC，经数据表格查找恰当卷绕比，确定是否存在重叠部分，实现快速数据传送。机械工程中重要部分是包装机械，传统包装机械对电路控制实现部件连接，造成设备繁杂，为设备维护带来不便，机电一体化技术应用于包装机械可实现系统模块化管理，设备体积减小，操作方便。

3  机电一体化技术的未来发展

随着科技的发展与生产实际需求，机电产品智能化要求进一步提高。需要机电产品具有一定的智能型，在人工智能不断发展的今天，神经网络、心理学等有了进一步发展，为机电一体化指明了发展方向。机电一体化在机械工程领域得到重视，未来机电一体化将向个性化、智能化、微型化等方向发展。

随着接口技术发展，促进了机电一体化技术数字化的发展。互联网的普及促进了机电产品数字化制造，数字化指机电产品软件具有更好的可靠性，通过机电产品数字化能进一步提高远程控制诊断操作，各种网络监控技术迅猛发展，远现场总集成使得机电设备网络化发展成为现实，人们可随时享受网络带来的便利。数字化必然是机电产品的未来发展方向。

机电产品未来发展必然趋向人性化，要求机电一体化产品进一步完善其功能。应在造型等方面更好的与环境相协调，更好的为人们服务。微型化指机电一体化向微观领域方向发展，机电产品运动灵活，在信息等方面具有巨大优势，微机电系统集处理器、传感器于一体，机电设备模块化是间距的任务，机电产品种类很多，对环保接口，机械接口等系列标准产品研发的复杂的工作，系列化标准化将是其未来发展方向。

当前世界处于科技高速发展时代，消费者需求逐渐多样化，机电一体化技术发展要改变生产模式，根据市场需求设计满足个性化需求产品。人们对产品的定位大多从性能出发，产品使用中能为用户带来良好体验，包括产品稳定性能等，产品出现问题能迅速找出发生原因及时解决，产品一体化技术使用会更好的满足用户需求。机电一体化智能化是其他技术难以达到的，随着科技水平提升，机电一体化智能化水平提高，通过对人脑模拟分析，研制自动变质程序实现更高目标。微型化是将机械技术与电子技术结合，任何产品不能超过1立方厘米，缩小产品体积广泛应用于医疗等领域。

4  结语

机电一体化是我国工程机械领域的飞跃发展，提高了机械设备的生产质量，减少工作中的误差，随着机电一体化在工程机械方面的应用，机电一体化成为机械工程领域发展必然趋势，人们逐渐认识到机电一体化的重要性，广泛的应用于各领域，未来发展要借鉴国内外成功经验，推动我国机械工业发展。

参考文献：

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