浅析机电一体化技术在机械工程中的应用与发展趋势

肖耀宇

（金昌市理工中等专业学校，甘肃 金昌 737100）

机电一体化技术是一种将计算机、信息技术、机械工程和机械设计等多学科领域相结合的综合集成技术。机电一体化技术在机械工程中主要应用于现代自动控制系统以及机械系统，在此基础上，可以使机器的设计更加合理，从而使得产品具有高可靠性和安全性。因此，本文对机电一体化技术在机械工程领域中的应用和发展趋势进行详细分析，对促进机电一体化技术进一步完善与提升有着重要意义。

1 机电一体化技术的基本含义及其特征

1.1 机电一体化技术的基本含义

机电一体化技术（Electromachineintegrationte chnology）是指将电子信息技术和机械技术、自动控制与传感监测技术、计算机软硬件与通信技术等有机地结合在一起，使它们成为一个具有统一规划、综合协调运行能力的完整系统。它是一门具有综合功能的高科技新领域，为人类社会发展提供最新的科学技术成果，为国防建设提供强大的力量。从人类文明进程来看，机电一体化在工业和农业中得到广泛应用。随着信息产业的兴起和信息化工程全面推进，机电一体化也在迅速发展。从世界经济发展史来看，机电一体化在社会和经济发展中起着重要作用。目前，全世界有60 多个国家和地区开展了机电一体化研究与应用活动。美国、日本等发达国家已将其列为国家战略项目优先开发研究领域，我国自20 世纪90 年代初开始机电领域科研攻关后，也相继开展了一系列相关项目，机电一体化技术是21 世纪发展的主要方向。

1.2 机电一体化技术的特征

1.2.1 智能化

智能化系统能够通过分析判断对各项参数进行控制，并实现对设备进行监控。为了能够更好地提高机械工程的自动化、智能化水平，就需要使机电一体化系统的控制技术更加多样化，使其能够更好地满足社会需求。在实际应用过程中，可以根据实际情况选择合适的控制方式。比如，可以选择计算机自动控制、专家系统等方式。智能化系统的应用能有效地提升机电一体化技术在机械工程中的应用价值，进而为企业发展提供良好的条件。

1.2.2 清洁化

清洁化是通过对生产过程中产生污染的环节进行清洗和控制，从而使生产过程中产生的污染最小化或最少化，并使排放出的污染物达到环境保护要求。机电一体化技术与清洁化生产技术相结合，可以将传统意义上的“垃圾”进行彻底地、无害化地处理和利用，从而将其转变成可以再利用且符合环保要求的产品。清洁化生产技术有许多不同品种，如化学和物理方法等。这些不同技术的结合不仅可以减少污染，还可提高工作效率和经济效益。例如，在生产过程中进行清洗、控制污染并将其转化为洁净或无污染产品，可提高劳动效率5 ～10倍之多。因此，对机电一体化技术在清洁化生产中进行应用时，必须充分考虑。

2 机电一体化技术在机械工程中实际应用的探究

工业革命的出现极大地促进了全球经济的发展，成了机械工程技术发展的基础。20 世纪60 年代，机电一体化技术逐渐在机械工程中得到了广泛的应用，并对我国的机械行业起到了很大的促进作用。在机械领域，由于采用了信息化技术，提高了机械的生产效率，使机械的技术水平得到了进一步的提升，使整个机械的技术水平得到了进一步的发展。

2.1 改造机床

机电一体化技术在机械工程领域具有广阔的应用前景和价值，尤其是在机床改装方面，更能推动各种工作的顺利进行。

在实际工作中，数控机床是使用频率最高的设备，而且在生产过程中，对产品的精确度要求很高，如果在使用过程中出现了问题，那么，将会对产品的质量造成很大的影响，因此，必须将机电一体化技术运用到机械工程中，它不仅可以改善现有机床的加工精度，而且还可以大大提高其工作效率，实现智能化。同时，合理的运用机电一体化技术，可以对原有的数控机床进行更好的优化和完善，使其结构更加现代化，减少了刀具和工作台的轨迹误差。

在实际工作中，通过采用计算机技术，可以实现对各类数据和信息的自动处理，从而降低了工作人员的劳动强度。DPS 芯片是计算机技术中广泛应用的一种，它能极大地提高机床抗干扰能力，提高机械工程的经济效益和社会效益。随着社会的飞速发展，我国机械工业逐步走向了半自动化，使工人的工作强度和工作的难度大大降低。因此，合理地运用自动化技术，可以从根本上降低机械工程中出现的各类非正常现象，提高产品的加工精度。比如，在挖掘机制造过程中，通过对挖掘机轨迹控制系统的合理选取，并按要求预先设定好的轨迹，再通过计算机技术实现智能化控制，可以降低人力劳动强度，提高工作的精确度。

2.2 运输机械

随着社会的快速发展，机电一体化技术也逐步被应用到了煤矿的流水线上，各大企业不再像以前那样挖矿、运煤，而是用机械代替人工操作，工人可以在控制室里，通过屏幕看到地下的情况，然后下达各种命令，将各种煤炭安全地运送到地面。矿井机电一体化后，煤炭运输方式发生了变化，根据矿井地形、物料特性，采用液压输送方式，提高运输效率，降低运输过程中出现的不稳定性。

2.3 监控系统

机电一体化技术在实际应用中有很多优点，尤其是它在安全控制、维修等方面表现出较强的优势，因此，在监控系统有着广阔的应用前景。同时，通过监控系统，可以检测出各种可能出现的故障，方便维护人员的工作，降低劳动强度。此外，本系统具有报警功能，能有效地解决故障，防止发生严重的经济损失，延长机器的使用寿命，减少投资，增加经济效益。

2.4 电子油门控制技术的应用

随着市场环境的持续发展和改变，人民的生活水准日益提高，对科技产品的总体需求也在不断提升，从性能到品质都要尽量符合现实需求。与此同时，社会各界对环境保护的认识不断提高，生态环境的可持续发展已成为社会发展的主流。采用机电一体化技术，可以对汽车油门进行科学合理地控制，可以有效地解决传统汽车柴油机燃油消耗大、排放污染大等问题，使控制系统的总体效果和性能得到明显提高，可以有效地减少污染问题，有利于实现可持续发展目标。将这种技术运用于机械工程，可以有效地提高工程的效率和质量，保证工程的安全、稳定。

2.5 在纺织、包装等机械方面的应用

纺织机械是现代纺织工业的基础，包括棉纺、麻纺和化纤三个主要品种。我国在“八五”期间就开始进行技术改造，引进了一些机电一体化设备，包括自动络筒机、梳棉所需的自动喂纱器、自动清梳联生产线等。由于这些设备具有机电一体化特点，所以它们与其他机械相结合可构成完整的纺织机械系统。将机电一体化技术应用于纺织工业，对纺织生产进行监控和控制。例如，采用PLC、变频器等对纺纱工序、后整理工序及其他辅助工序进行有效地监控和控制。包装机械是指各种需要进行包装或分装物料以及供储运或其他操作场所使用的机械，主要有卷筒机、充填设备等。这些机械的结构复杂、运行可靠和工作效率高是机电一体化设备的主要特征。将各种功能部件集成到机器系统中，使各种功能部件在运动过程中相互协调，达到良好效果，例如，采用伺服系统控制带式输送机的运转，使带式输送机实现无人值守。

2.6 在柴油机项目优化中的应用

柴油机是一种十分重要的工程机械，提高其使用性能和稳定性，对于我国的社会和经济发展具有十分重要的作用。目前，环境污染是一个迫切需要解决的问题，而采用机电一体化技术，可以使其达到自动化运行，并能提高其时效性和稳定性，从而逐步提高经济效益和管理效益。同时，该技术还能降低生产过程中的污染，改善整个行业的经营状况，为我国机械行业的健康稳定发展打下了良好的基础。

3 机电一体化技术在机械工程中的发展趋势

目前，在相关的实践中，机电一体化已可以应用于各种机电产品的开发，并逐渐扩大现有的技术。这主要是因为机电一体化有助于降低整体能源消耗，同时，也有助于提高工艺精度和显著优化产品质量。机电一体化技术在今后的发展中也将呈现以下几个基本趋势。

3.1 拥有更加全面统一的管理平台

机电一体化技术在不断探索和提升自己技术的同时，首先，要针对目前存在的问题做出相应的调整和修正，特别是机电一体化技术，必须在一个更完整、更统一的平台上进行管理与维护，以确保整体技术体系的稳定与安全。通过搭建统一、综合的管理平台，使各有关工作人员在机械工程生产中，可以随时进行技术问题的沟通，并及时地调整技术应用和操作的正确性，同时，也可以将自己的技术经验分享给相关的员工，让他们能够根据自己的需求，进行智能化、一体化的应用，从而推动整个机械制造业的发展，让整个工程的生产更加智能化。

3.2 实现数据传输的网络化

随着机电一体化产品应用领域日趋广泛和复杂化，对其可靠性要求也越来越高，这就对提高系统中各子系统之间数据的可靠传输提出了新的要求。为了适应这种要求，一种全新的、具有网络功能的工业以太网交换机应运而生。这种网络交换机基于局域网架构，以高可靠性和高安全性为前提条件设计，具有传输速度快、稳定性好以及可扩展性强等特。在机电一体化系统中，利用这种网络传输技术，可以方便地将企业内、企业间生产现场所产生的各种数据实时传输至以太网交换机进行处理和存储。

3.3 朝着绿色化的方向发展

随着我国工业化的迅速发展，环境污染日益严重，生态问题日益凸显。

目前，世界上很多国家都在逐步实现纳米技术和机电一体化设备的有机结合，利用各种先进的技术，缩小了机械设备的体积，降低了能源消耗，避免了资源的浪费和污染。同时，由于其轻便、低碳环保等优点，在实际应用中可以实现循环再利用，这与我们国家的可持续发展思想是一致的。

3.4 逐步实现针对性地智能化、可持续化发展

随着社会的发展，我国的科学技术也在不断地发展，同时也需要将各种现代技术与机械技术相结合，使其朝着智能化的方向发展。产品的智能化是实现机电一体化智能化发展的前提和保障，这与传统的机械技术有很大的不同，所以必须坚持以控制理论为基础，将生理学、人工智能、心理学相结合，再通过人工智能来实现自动化诊断和产品加工。但不可否认的是，目前的智能化机电一体化技术还处在摸索阶段，还没有得到很好地实施，因此，在今后的机械工程发展中，必须加强对智能机电一体化技术的研发。

3.5 机电一体化技术在机械工程中的集成化

随着科技的发展，机电一体化技术也逐渐应用到机械工程当中。通过集成化，机电一体化技术能够很好地提高机械设备操作人员的效率和安全生产，为企业带来了极大的经济效益。在现代工程领域中进行设计时，要结合实际情况进行选择，要根据相关工作人员的意见或者是结合实际情况选择合适的设计方案，进行机电一体化设计，使企业能够更好地提高机械设备使用效率。工作人员要将自己所需要使用的机械设备和工具等都安装好，在安装过程中，对各种零部件做好保护措施，避免在安装过程中出现损坏情况。由上可以看出，机电一体化技术在机械工程中得到了广泛的应用和发展，也使得机电一体化技术实现了跨越式发展。

4 结语

机电一体化技术作为机械工程的重要组成部分，其在我国机械工程中的应用与发展是非常重要的，并且也对相关人员提出了更高的要求。机电一体化技术是一项新兴技术，它的出现和发展对机械工程有了新的认识，同时，也给我国机械工业带来了机遇和挑战。机电一体化技术正处于起步阶段，虽然对机电一体化技术研究得还不够充分，但是从国内外一些著名企业对其进行的实践证明可以看出，机电一体化技术在我国机械工程中具有十分广阔且巨大的应用前景。目前，我国对于这一项新技术还存在很多不足，但是，在未来的几年里，它必然会得到快速发展，并向自动化、智能化方向发展。