芻議機電一體化技術(shù)在機械工程上的應(yīng)用及其趨勢展望

白雙慶

摘?要：伴隨著國家改革開放的腳步，我國的機械工程領(lǐng)域也逐漸實現(xiàn)快速發(fā)展，特別是機電一體化技術(shù)的發(fā)展，很大程度上提高了我國機械工程發(fā)展領(lǐng)域范圍，增強了生產(chǎn)質(zhì)量和效率，從而提升我國各企業(yè)的生產(chǎn)核心力，對我國社會經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展起到了一定的促進(jìn)作用。本篇文章深入探討機電一體化具體內(nèi)容，闡述說明機電一體化在機械工程上的發(fā)展趨勢和應(yīng)用，望對機電一體化技術(shù)研究工作人員有所幫助。

關(guān)鍵詞：機電一體化;機械工程;發(fā)展趨勢

受社會科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域不斷發(fā)展的影響，不同的技術(shù)領(lǐng)域開始出現(xiàn)滲透交叉的情況。機電一體化技術(shù)正是通過微電子技術(shù)和信息技術(shù)及機械工業(yè)行業(yè)相關(guān)技術(shù)的融合形成的擁有自身體系的一項新技術(shù)。這種科學(xué)技術(shù)形成之后讓我過機械工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域發(fā)生了巨大的轉(zhuǎn)變，我國制造業(yè)正逐漸步入“機電一體化”時代。

一、機電一體化相關(guān)知識

機電一體化技術(shù)是一種包含了各項技術(shù)從而形成自身特色體系的創(chuàng)新型技術(shù)，其主要涉及機械的功能控制和機械的信息處理方面，通過對控制軟件的整體控制進(jìn)一步實現(xiàn)機械組成結(jié)構(gòu)的電子化集成和主要功能。機電一體化技術(shù)的運行不能缺少微電子技術(shù)、電子電力指數(shù)和機械技術(shù)的相互配合，和各單元功能之間的合理配置，最終演變成機械系統(tǒng)控制的自動化和智能化。機電一體化最突出的優(yōu)點就是可以確保機械設(shè)備在損耗資源小的情況來開展合理運行，機電一體化技術(shù)除了具有調(diào)節(jié)和自動檢測的功能之外，還具有機械技術(shù)具備的機械功能，實現(xiàn)從產(chǎn)品生產(chǎn)到設(shè)備檢修全過程的自動化。機電一體化技術(shù)是當(dāng)點社會最穩(wěn)定先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，有廣闊的發(fā)展前景和應(yīng)用空間。機電一體化的清晰化和簡單化特點都是從使用者的角度來看的，機電一體化技術(shù)能很好的實現(xiàn)對機械工程設(shè)備的智能化管理，還可以完成對生產(chǎn)產(chǎn)品從生產(chǎn)到故障檢測等一系列操作，對于使用者來說不用繁瑣的操作就能使用機電產(chǎn)品設(shè)備。與此同時，機電一體化技術(shù)擁有很強的建筑設(shè)備優(yōu)化理論體系。機電一體化技術(shù)經(jīng)過很多年的發(fā)展逐漸形成了最好的知識理論體系，通過合理科學(xué)的搭配和計算，實現(xiàn)了整體的最佳化。確保機械工程設(shè)備在實現(xiàn)資源消耗最低的情況下能處于一種最優(yōu)的工作狀態(tài)。從而提高企業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。機電一體化技術(shù)有很強的邏輯性。機電一體化技術(shù)通過進(jìn)行集合統(tǒng)一的各種控制軟件來對各項技術(shù)進(jìn)行有效的結(jié)合，在技術(shù)結(jié)合的過程中要遵循一定的性質(zhì)邏輯選擇不同技術(shù)層面，進(jìn)行合理的調(diào)試搭配，進(jìn)而形成一個獨立完整的系統(tǒng)。機電一體化技術(shù)是一項蘊含多個科學(xué)技術(shù)的新型交叉技術(shù)，同業(yè)也具備各個技術(shù)的優(yōu)點。因此機電一體化技術(shù)已經(jīng)打破了機械工程應(yīng)用領(lǐng)域的范疇，其在各個領(lǐng)域都能被廣泛應(yīng)用，有很大的深入研發(fā)價值。機電一體化技術(shù)包含多種技術(shù)的優(yōu)點，從而形成獨特的一種技術(shù)形式，在社會實際應(yīng)用中都發(fā)揮很重要的作用。[1]

二、機電一體化技術(shù)在機械工程中的運用

（一）機電一體化技術(shù)在包裝機械方面的應(yīng)用

機電一體化技術(shù)是于世紀(jì)60年代開創(chuàng)出來，至今為止經(jīng)過多年的發(fā)展，對機械制造行業(yè)的發(fā)展有很大的促進(jìn)作用，其自身的優(yōu)勢就在機械工程領(lǐng)域能廣泛的被應(yīng)用。包裝機械式機械工程中最普遍的一種機械形式，其在生產(chǎn)過程中隨處可見。但是由于包裝機械設(shè)備自身的組成結(jié)構(gòu)極其復(fù)雜繁瑣，其中凸輪構(gòu)造和控制連桿等組成結(jié)構(gòu)是包包裝機械設(shè)備中最復(fù)雜的組成部分。如果這些部件出現(xiàn)故障問題，維修工作將會有很大的難度。而把機電一體化技術(shù)應(yīng)用在包裝機械領(lǐng)域，就能很好的解決這類問題。通過電一體化技術(shù)的運用能讓包裝機械設(shè)備的系統(tǒng)演變成模塊化，實現(xiàn)包裝機械設(shè)備從生產(chǎn)到防護(hù)的全部智能化操作過程，對包裝機械設(shè)備優(yōu)化程度最大化，很大程度上加強企業(yè)的生產(chǎn)核心力。[2]

（二）機電一體化技術(shù)在機械工程領(lǐng)域的應(yīng)用

伴隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展和國民生活水平的提高，人們對于產(chǎn)品的外觀、性能和質(zhì)量的要求也越來越高。機電一體化技術(shù)最主要的特點就是能實現(xiàn)自動智能化監(jiān)控機械設(shè)備，讓大部分產(chǎn)品都朝著智能化方向發(fā)展。因此在機電一體化技術(shù)運用過程中要全面考慮到怎樣才能合理有效的監(jiān)控機械設(shè)備，實現(xiàn)機械設(shè)備的智能化生產(chǎn)。

（三）機電一體化技術(shù)在改造機床上的運用

數(shù)控機床主要是作用于模具的生產(chǎn)，在一些工廠中比較常見，是機械工程中的一項重要設(shè)備。數(shù)控機床對產(chǎn)品的精準(zhǔn)度要求非常高，模具稍微出現(xiàn)偏差都可能會影響整體產(chǎn)品的質(zhì)量。想要確保產(chǎn)品的精準(zhǔn)度，很多的數(shù)控機床都通過機電一體化技術(shù)實現(xiàn)了對其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的完善改造。完善改造后的數(shù)控機床能大大減少床上刀具和工作臺運作軌跡的偏差數(shù)值，讓數(shù)控機床生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量提高。并且數(shù)控機床設(shè)備在微機技術(shù)的應(yīng)用下實現(xiàn)了對信息數(shù)據(jù)的智能自動化處理。大大提高了生產(chǎn)企業(yè)的利潤效益。

三、機電一體化技術(shù)在機械工程的發(fā)展趨勢展望

（一）網(wǎng)絡(luò)化

我們身處于一個迅速擴大且充滿信息網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境中，網(wǎng)絡(luò)的一體化讓信息的獲取和傳播途徑更加快捷，現(xiàn)場總線技術(shù)和局域網(wǎng)技術(shù)讓一些家用電器智能網(wǎng)絡(luò)化成為了可能。機電一體化技術(shù)作為機械工程領(lǐng)域中核心的技術(shù)，其具有廣闊的運用空間和發(fā)展前景，機電一體化當(dāng)前所呈現(xiàn)的主要有網(wǎng)絡(luò)化、高性能化、智能化、個性化四中發(fā)展趨勢。隨著網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)在機械設(shè)備管控和管理方面都發(fā)揮出很大的作用，把機電一體化技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)相融合，可以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程監(jiān)控，從而減輕人力物力的投入。這也是機電一體化技術(shù)在社會未來發(fā)展過程中必然的轉(zhuǎn)變趨勢。

（二）高性能化

機電一體化技術(shù)的高性能特點就是指運用機電一體化技術(shù)的相關(guān)設(shè)備在穩(wěn)定性、精準(zhǔn)性和速度等方面都能快速發(fā)展。且模塊化也是未來機械生產(chǎn)的主要方向，為提高機械設(shè)備的檢修效率，就可利用模塊化生產(chǎn)技術(shù)，一旦設(shè)備出現(xiàn)故障，只需要更換模塊就可完成維修。這種高性能、易維修的機械生產(chǎn)設(shè)備對于增強各企業(yè)的生產(chǎn)核心力都有很十分重要的作用，注定會成為未來機電一體化發(fā)展的趨勢。

（三）智能化

在現(xiàn)實生活中，我們可以感受到很多的機電產(chǎn)品都在朝著智能化方向發(fā)展，很多機電產(chǎn)品在生產(chǎn)的過程中已經(jīng)開始模仿人類的知覺能力，一些機械工程產(chǎn)品都能對簡單的問題來做出相對應(yīng)的解決方案。機電一體化技術(shù)中最為突出顯著的優(yōu)點就是能實現(xiàn)對機械工程設(shè)備的智能化監(jiān)控，在日后的機械工程發(fā)展過程中機械一體化自動智能化效果也會越來越明顯，會加入一些新的科學(xué)智能化技術(shù)來促進(jìn)機械工程的迅速發(fā)展，小波理論技術(shù)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展也為機電一體化技術(shù)發(fā)展開創(chuàng)一片新的天地。[3]

（四）個性化

當(dāng)前消費者除了對生產(chǎn)的產(chǎn)品要達(dá)到滿足自身的個性化需求，除此之外還對產(chǎn)品的質(zhì)量的要求標(biāo)準(zhǔn)也很高。因此，就需要對機電一體化技術(shù)深入的討論研究和研發(fā)，結(jié)合當(dāng)前的高新技術(shù)，最終生產(chǎn)出讓消費者滿意的產(chǎn)品。

（五）綠色化

隨著我國工業(yè)化建設(shè)腳步的不斷加快，工業(yè)技術(shù)發(fā)展和我國生態(tài)環(huán)境建設(shè)出現(xiàn)了一定的矛盾，為了調(diào)節(jié)二者之間的關(guān)系，機電一體化技術(shù)就需要朝著綠色、低碳的方向進(jìn)行發(fā)展。在這一點上，機電一體化技術(shù)已經(jīng)實現(xiàn)了柴油燃燒效率的提高，且污染排放相較于此前的技術(shù)，已經(jīng)減少了24%，柴油能源利用率達(dá)到了82%以上，這對實現(xiàn)綠色、低碳化工業(yè)發(fā)展有著重要的現(xiàn)實意義。此外，機電一體化技術(shù)和智能化技術(shù)的融合，為綠色低碳生產(chǎn)指出了新的發(fā)展道路，其技術(shù)主要為：模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、專家系統(tǒng)、遺傳算法，這對機電一體化技術(shù)的發(fā)展有著重要意義。

（六）微型化

半導(dǎo)體元件在生產(chǎn)的過程中，就需要應(yīng)用到至關(guān)重要的蝕刻技術(shù)，針對這一點，我國部分科學(xué)研究院已經(jīng)研究除了亞微米級的機械元件，這就意味著我國能夠制造更為精細(xì)的半導(dǎo)體元件，機電一體化設(shè)備的體積就能有效的得到減小。微型化技術(shù)的發(fā)展，給設(shè)備升級、智能化發(fā)展提供了良好的條件，且這方面的研究也在不斷的進(jìn)行中，隨著該項技術(shù)在現(xiàn)實生活中的應(yīng)用，必定會受到更多人的關(guān)注。

四、機電一體化技術(shù)在國內(nèi)外的發(fā)展情況

（一）國內(nèi)發(fā)展情況

我國對機電一體化技術(shù)有著高度的重視，在我國近幾年有限發(fā)展產(chǎn)業(yè)中，與機電一體化技術(shù)相關(guān)的15項技術(shù)，被列為我國有限發(fā)展產(chǎn)業(yè)技術(shù)，同時機電一體化的6項共性關(guān)鍵技術(shù)作為我國高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重點研究對象。同時隨著機電一體化技術(shù)的不斷發(fā)展，我國生態(tài)文明建設(shè)的不斷深化，綠色、低碳等技術(shù)理念也和幾點一體化技術(shù)進(jìn)行了有機結(jié)合，從這個角度看，機電一體化技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)和我國的社會戰(zhàn)略發(fā)展目標(biāo)融為了一體。

（二）國外發(fā)展情況

機電一體化技術(shù)在世界各國的制造行業(yè)、機械工程中都有著重要的地位，機電一體化技術(shù)的發(fā)展直接代表了國家工業(yè)技術(shù)的發(fā)展程度，且機電一體化技術(shù)在世界各國的經(jīng)濟(jì)、軍事競爭中都有著至關(guān)重要的作用，所以不僅我國對機電一體化技術(shù)十分重視，其它發(fā)達(dá)國家對機電一體化技術(shù)的發(fā)展也給予了足夠的支持。

西歐國家針對機電一體化技術(shù)的發(fā)展，策劃了24個重點發(fā)展項目，且提出了輔助設(shè)計、裝備制造、機械制造、智能化、柔性化等五個應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展目標(biāo)，同時將機電一體化技術(shù)作為了國家關(guān)鍵基礎(chǔ)的發(fā)展戰(zhàn)略對象。

日本將計算機芯片、智能技術(shù)、柔性制造、人機交互作為了機電一體化技術(shù)的主要發(fā)展目標(biāo)，縱觀日本近幾年的工業(yè)發(fā)展，不難發(fā)現(xiàn)日本在智能機器人以及制造自動化等技術(shù)領(lǐng)域得到了明顯的發(fā)展。

五、結(jié)語

綜上所述，機械工程是一項大規(guī)模重型項目，由于一些機械工程的特點非常復(fù)雜，而且一些項目工程非常巨大，就需要利用一些機械來對其進(jìn)行操作監(jiān)控，從而減少人力物力的資源投入。隨著計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和一些相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，機電一體化技術(shù)也在不斷地快速發(fā)展，而且機電一體化技術(shù)也變得逐漸成熟。把機械一體化技術(shù)運用到機械工程當(dāng)中，要全面了解機電一體化提供的便利性和機電一體化技術(shù)的實際意義，比如機電一體化安全、高性能等特點。另外，要全面了解機電一體化技術(shù)在機床、監(jiān)控系統(tǒng)等機械上的運用，并且要了解機電一體化的未來發(fā)展趨勢，這對于我國機械工程領(lǐng)域發(fā)展有著重要的意義，應(yīng)該不斷提高我國機械工程的質(zhì)量，才能讓我國機械工程領(lǐng)域在世界取得較好的名譽。

參考文獻(xiàn)：

[1]王曉琴.機電一體化技術(shù)在工程機械上的應(yīng)用與發(fā)展[J].機械管理開發(fā)，2017（3）：162-163.

[2]龔超.工程機械中機電一體化技術(shù)的應(yīng)用[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2017（8）：67.

[3]肖遠(yuǎn)見.機電一體化系統(tǒng)在機械工程中的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2017（5）：139.