机电一体化技术在机械工程中的应用与发展

机电一体化技术在机械工程中的应用与发展

芦磊130104198401230613

摘 要：机电一体化技术的不断创新与发展提升了企业的生产效率与质量，促进了国内经济与社会发展，在机械工程、电子计算机、自动化控制等多个学科具有良好的应用效果。文章立足于机电一体化的应用优势，论述机电一体化技术在机械工程中的应用，并结合实际应用案例进行说明，最后对其发展趋势进行展望。

关键词：机电一体化;机械工程;发展趋势;

1 机电一体化技术概述

机电一体化技术是指通过一定的方案对机械工程进行预设指导，实现机械控制系统的智能化、精确化与自动化，降低机械工程运行中的功率消耗与对环境的破坏，并有效提升生产效率的一种技术。机电一体化技术对于机械工程的流程和步骤都进行了再优化。在机电一体化技术的辅助下，系统可以通过预设的程序实现流程化操作，对于各单元的操作控制能够实现更高层次的智能优化。该技术具有自我检测、自我调整、自我处理等信息功能，能够融合多层次的体系要素，对机械工程的操作项目进行优化升级，从而提升机械的工作效率[1]。机电一体化技术及系统功能见。

在机电一体化技术的应用过程中，需关注机电工程的设计、制造等全过程，利用系统的观点，综合相关技术，合理解决信息流与控制等问题，以此形成所需的产品或系统，构成机电一体化工程。

2 机电一体化技术在机械工程中的应用优势

机电一体化技术的应用，加快了生产效率、自动化水平以及控制准确率的提高，使机械工程逐渐趋于更加智能化与自动化。

(1）生产效率显著提升。在机械工程方面，应用机电一体化技术可以提高机器的效率，从而提升和优化机械生产的效率。该技术的应用不仅可以改变仪器仪表的使用，还可以通过微型计算机实现机械的半自动或自动控制，显著提高机械设备的可控性和有序运行，降低了机械设备故障的发生率，在一定程度上简化了现代机械复杂的操作过程。机电一体化技术与机械的结合，不仅可以实现机械的智能化和自动化控制，还可以提高生产效率，帮助相关企业创造更大的经济效益[2]。

(2）自动化水平显著提高。以往工程机械的操作大多依靠人工操作，对操作技能要求较高，制约了机械生产的产业化与规模化发展。机电一体化技术的有效应用加快了机械实现自动化控制的步伐，降低了机械操作产生的人工成本，还可以有效减少因人为操作不当而发生的质量、安全风险。

(3）机械控制精准度显著提高。机械的控制精度是衡量一个机械装置好坏的重要指标，通过融合机电一体化技术可以使机械拥有更为精准的控制系统，满足机械操作者的实际需求，经过调整与优化后，还能实现控制精度的不断优化与提升。机电控制系统可以使机械部件更加灵活，使机械操作更加高效、准确，避免因设备精度不足而引起故障误差，提高机械设备的使用安全性与可靠性，保证机械产品生产质量。

3 机电一体化技术在机械工程中的应用

3.1 在数控机床中的应用

数控机床是机械工程中应用较广泛的一种机械设备，其因强大的加工性能而在模具生产制造领域中广泛使用。数控机床对设备精密度要求高，操作具有一定的难度。机电一体化技术的应用，可以满足数控机床传动装置的坐标轴和电机驱动，确保坐标轴可以进行正常运输，传递运动关系与数据，保证机床的协调控制。机电一体化技术在数控机床中的应用可以有效改善机床内部与工作台之间的构造，加快数控机床生产加工速度，提升加工精准度。例如在机床产品的生产过程中，基于CAD等控制手段的新型机床，可以自动识别零件形状，并通过具体的加工程序对零件进行加工[3]。由此可见，机电一体化技术的应用可以推动数控机床的创新与快速发展。

3.2 在包装机械中的应用

现阶段，大多数企业在包装机械中仍然选择控制连杆或齿轮施工工艺。本质上，传统的施工方法都是单一的控制电路和连杆结构，机械封装程序增加，机械维护调试困难。机电一体化技术的出现代替了原有的机械包装技术，减少了零部件的体积，降低了机械消耗。机电一体化技术在包装机械中的应用已逐渐呈现机械化发展的趋势，可以实现产品包装生产和设计的自动化操作。合理设计包装系统，借助微电子技术，可以提高包装工程的效率，增强包装的美观性、实用性，满足低成本、高效率包装机械的要求，有助于实现测控功能的同步化，以及有效检测食品包装的安全性与卫生性。

3.3 在监控与检修系统中的应用

机电一体化技术在故障检修、智能化控制方面具有良好能力，可以将其应用至机械工程的监控与检修等系统中，如机械工程的制动系统、液压系统等，在发生故障或其他异常情况下，监控系统警报器可以帮助相关工作人员在第一时间处理异常，实现对目标的全方位监控，提高工作效率，延长机械使用寿命。

4 机电一体化技术在机械工程中的实际应用案例

以机电一体化系统建模分析技术为例，对其在机械工程中的实际应用进行说明。许多生产企业采用的机械设计与电气系统在设计时存在可靠性差、周期长等问题，机电一体化系统的建模分析可以实现机械设计与电气系统设计的三维仿真分析。其中，机

电一体化协同建模主要包含HLA、数据标准化体系、数据信息交互体系，不同模块集成一个完整的系统，使系统具有极强的扩展性。

最后进行机电一体化建模接口确认，采用总线数据通信模块，将各仿真模块连接至数据总线，实现各模块间的数据通信与传输。

通过上述分析可知，机电一体化系统建模分析技术可以实现机械系统与电气系统联动运行，相关实验也证明该方案可以有效缩短机械设计周期，提升产品质量，实现降本增效，具有一定的应用与推广价值。

5 机电一体化技术的发展趋势

现代化技术的不断创新将会加快机电一体化技术的发展，使其发挥更大的应用价值，机电一体化技术也逐渐向个性化、智能化、模块化、绿色化等方向发展，其主要发展趋势具体分析如下。(1)网络化。网络技术不断普及，远程控制系统、监控技术等与机电一体化相关的技术将会得到大规模应用，机电一体化设备结合远程监控提升机械生产效率将是机电一体化最为明显的发展趋势，为机械工程等领域带来便利。(2)绿色化。绿色环保理念不断加深，机电一体化技术需适应时代发展，贯彻绿色化发展理念，在进行产品生产与加工过程中，尽可能降低对环境的污染、减少资源浪费，推进机电一体化技术朝绿色环保方向发展。(3)智能化。机电一体化技术与现代化科学技术的深度融合，是机电一体化技术实现智能化发展的基础保障，将计算机科学、人工智能等多种智能思想融入其中，可以帮助机电一体化技术实现智能化机械控制、多功能与低消耗效果，优化项目各个环节[4]。

6 结束语

机械工程与机电一体化技术的充分结合，可以有效提升机械工程的节能效果、自动化水平、生产效率、控制精度等。了解机电一体化技术的应用优势、具体应用及其发展趋势，可以更好地提高机械工程质量，为机械工程的创新发展提供契机并创造良好的发展环境。

参考文献

[1]汤俊.混合驱动机电一体化系统建模与控制[D].湘潭:湖南科技大学,2017.

[2]韩彩霞.机电一体化技术的研究及其应用[J].河北农机,2021(10)61-62.

[3]赵柏宁.基于PLC控制的机电一体化设备的安装与调试[J].工程技术研究,2018,3(3):132-133.

[4]董传翠.机电一体化技术在机械设计制造中的应用[J].造纸装备及材料,2021,50(9):96-98.