機(jī)電一體化技術(shù)在機(jī)械工程中的應(yīng)用分析

趙亞敏

摘要：機(jī)械工程與裝備工業(yè)以及加工生產(chǎn)等領(lǐng)域有著密切的關(guān)系，為了提高工作的效率和質(zhì)量，人們通過機(jī)械設(shè)備的應(yīng)用實現(xiàn)對勞動力的替代，它可以通過零部件之間的互相作用，在電力工程的幫助下實現(xiàn)對于機(jī)械設(shè)備的驅(qū)動，使其可以進(jìn)行動作的重復(fù)達(dá)到生產(chǎn)、施工的目的。對于今天來說，機(jī)械工程的發(fā)展逐漸與自動化等技術(shù)結(jié)合到一起，延伸出機(jī)械一體化技術(shù)，它具有一定的綜合性，可以實現(xiàn)對于信息的有效處理，現(xiàn)代化的自動生產(chǎn)設(shè)備大多都是采用機(jī)電一體化的技術(shù)模式。本篇文章通過對機(jī)電一體化在機(jī)械工程中的應(yīng)用優(yōu)勢進(jìn)行闡述，分析機(jī)電一體化在機(jī)械工程中的應(yīng)用技術(shù)，從而探討機(jī)電一體化技術(shù)在機(jī)械工程中的具體應(yīng)用，并且就機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用前景進(jìn)行展望。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化;機(jī)械工程;智能化;

引言

機(jī)械工程的主要作用就是提高現(xiàn)有的生產(chǎn)率，減少勞動力的投入，并且降低由于人為操作引發(fā)的故障問題。機(jī)械工程在不同行業(yè)的應(yīng)用推動了工業(yè)化社會的發(fā)展，對于現(xiàn)階段來說，隨著科學(xué)技術(shù)的提升，在傳統(tǒng)機(jī)械工程的基礎(chǔ)上，將其與微電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)等結(jié)合到一起，從而改變它的作業(yè)模式，不再需要人工操作就可以達(dá)到生產(chǎn)的目的，它是通過接口的方式，將程序指令與機(jī)械設(shè)備連接到一起，實現(xiàn)對于設(shè)備的有效控制，讓其可以按照預(yù)先的規(guī)定進(jìn)行操作，也是機(jī)電一體化的雛形。機(jī)電一體化技術(shù)在生產(chǎn)加工以及工程建設(shè)等方面的應(yīng)用，可以推動信息化作業(yè)的發(fā)展，從市場需求的角度來看，可以提高原有的技術(shù)水平，減少過程的隱患問題，有關(guān)人員可以就此進(jìn)行具體的研究。

1、機(jī)電一體化技術(shù)在機(jī)械工程中的應(yīng)用優(yōu)勢

1.1提高工作中的安全性

通過對傳統(tǒng)機(jī)械工程的了解和分析可以明確，由于機(jī)械工程中的零部件在運動中可以產(chǎn)生不同的運動，其中的齒輪、工具刀等與人體直接接觸后可能會產(chǎn)生碰撞、卷入等問題，從而造成不同的人身傷害。在機(jī)械設(shè)備的制造以及應(yīng)用過程中，如果工作人員沒有嚴(yán)格按照技術(shù)規(guī)范進(jìn)行操作，就會存在不同的安全隱患，而且機(jī)械傷害也使得工程處于不穩(wěn)定的狀態(tài)下。在此基礎(chǔ)上，機(jī)電一體化技術(shù)在機(jī)械工程中的應(yīng)用可以有效的提高機(jī)械工程工作中的安全性，它可以通過接口技術(shù)、計算機(jī)程序的應(yīng)用實現(xiàn)對于機(jī)械工程運動過程的控制，減少人工勞動力的應(yīng)用，從而確保工作環(huán)境的穩(wěn)定性和安全性。另一方面來說，機(jī)電一體技術(shù)還可以實現(xiàn)對現(xiàn)場的有效監(jiān)控，一旦發(fā)生危險問題，可以第一時間進(jìn)行預(yù)警操作，實現(xiàn)安全聯(lián)動控制，在不同的角度上提高它的可靠性。

1.2提高工作的效率和質(zhì)量

機(jī)電一體化技術(shù)屬于技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)，它將不同的技術(shù)整合到一起，可以充分發(fā)揮不同的優(yōu)勢，在實際的作業(yè)中，機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用可以簡化機(jī)械工程的流程，減少故障問題的產(chǎn)生環(huán)節(jié)，而且減少由于人為操作所引發(fā)的不規(guī)范問題，避免在作業(yè)中由于摩擦等問題所導(dǎo)致的變形現(xiàn)象。其次，機(jī)電一體化技術(shù)是通過計算機(jī)實現(xiàn)對于相關(guān)數(shù)據(jù)的計算，它可以將誤差控制在合理范圍內(nèi)，并且完成人工無法進(jìn)行的復(fù)雜任務(wù)，提高它的作業(yè)精度。另外，機(jī)電一體化技術(shù)可以在供電正常的情況下進(jìn)行持續(xù)作業(yè)，同時實現(xiàn)了機(jī)械工程流程的標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展，提高它的工作效率。

1.3改變機(jī)械的工程的操作模式和功能

在機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用過程中，它是通過計算機(jī)系統(tǒng)以及數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用對相關(guān)的設(shè)備進(jìn)行有效的操控，通過界面可以對機(jī)械工程進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)管，實現(xiàn)人機(jī)的有效交互，從而降低工作時的作業(yè)難度，使得操作模式更加方便和清晰。同時，機(jī)電一體化技術(shù)是在軟件系統(tǒng)的作用下改變原有的工作程序，它可以根據(jù)機(jī)械工程的實際需要對它的程序和模式進(jìn)行更換，使得作業(yè)過程更加靈活，滿足生產(chǎn)的具體需要。

2、機(jī)電一體化在機(jī)械工程中的應(yīng)用技術(shù)

2.1機(jī)械技術(shù)的應(yīng)用

機(jī)械技術(shù)是機(jī)電一體化的基礎(chǔ)技術(shù)，它需要根據(jù)機(jī)械工程的需要，對相關(guān)的機(jī)械設(shè)備在結(jié)構(gòu)、材料以及性能等方面進(jìn)行設(shè)計，使其滿足高效生產(chǎn)的目的。一般來說，機(jī)電一體化技術(shù)中往往會忽略機(jī)械技術(shù)在其中的重要性，將重點放在軟件系統(tǒng)的設(shè)計上，但是對于機(jī)械工程來說，機(jī)械技術(shù)的相關(guān)操作可以提高現(xiàn)有的生產(chǎn)精度，延長機(jī)械設(shè)備的使用壽命，保證它在剛度以及體積等方面的要求，為最終的機(jī)械生產(chǎn)提供相應(yīng)的服務(wù)。對于現(xiàn)階段來說，可以在計算機(jī)的相關(guān)系統(tǒng)中進(jìn)行機(jī)械技術(shù)，在BIM或者CAD等作圖軟件的應(yīng)用下對它的零部件以及內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行繪制，可以及時發(fā)現(xiàn)存在的隱患問題，從而將機(jī)械理論與工藝實踐有效的結(jié)合到一起，降低機(jī)械故障等問題的發(fā)生概率。

2.2微電子技術(shù)的應(yīng)用

微電子技術(shù)是機(jī)電一體化技術(shù)在機(jī)械工程中的應(yīng)用要點，它是通過集成電路的方式實現(xiàn)對于機(jī)械設(shè)備的有效控制，它包括系統(tǒng)電路設(shè)計、工藝技術(shù)以及自動測試等不同的環(huán)節(jié)，有關(guān)人員在微電子技術(shù)的應(yīng)用中需要明確它的核心要點，對信息進(jìn)行有效的處理，并且將不同的電子功能以及系統(tǒng)部件集中到芯片中，保證計算機(jī)系統(tǒng)與機(jī)械工程的有效連接。另外，微電子技術(shù)具有高度的集成性，有關(guān)人員在機(jī)械工程的設(shè)計中可以對它的工藝尺寸進(jìn)行設(shè)定，提高它的精細(xì)度，同時積極研發(fā)新型材料，保證微電子技術(shù)在應(yīng)用中的穩(wěn)定性，同時針對過程中的缺陷進(jìn)行分析，采取有效的措施應(yīng)對，充分發(fā)揮它在機(jī)械工程中的功能。

2.3傳感技術(shù)

傳感技術(shù)是指對于機(jī)械工程的運行狀態(tài)以及周圍環(huán)境進(jìn)行信號感應(yīng)，將其轉(zhuǎn)化為數(shù)字信息的方式傳遞到計算機(jī)中，從而給予不同的反饋。傳感技術(shù)在機(jī)械工程中的應(yīng)用可以對其進(jìn)行有效的監(jiān)督管理，及時發(fā)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備或者機(jī)械運行中存在的問題，并且對它的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)等進(jìn)行判定。傳感技術(shù)需要通過傳感器的安裝實現(xiàn)它的功能，是機(jī)械工程信息獲取的重要手段，通過半導(dǎo)體、磁性材料等內(nèi)容的應(yīng)用，利用熱效應(yīng)、光敏效應(yīng)等實現(xiàn)信號的轉(zhuǎn)換。對于現(xiàn)階段來說，機(jī)械工程中的傳感技術(shù)通常會與微電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)等結(jié)合到一起，從而實現(xiàn)對于機(jī)械工程的集成化管理，并且達(dá)到通信聯(lián)網(wǎng)、自診斷以及多功能測量的目的，有關(guān)人員需要注意傳感器的類型選擇以及安裝位置，符合機(jī)械工程的環(huán)境要求。

2.4伺服技術(shù)

伺服技術(shù)是一種自動控制系統(tǒng)，它具有一定的綜合性，在機(jī)械工程的應(yīng)用中可以對某個區(qū)域范圍或者某個生產(chǎn)過程進(jìn)行有效的反饋控制，通過定量的變化進(jìn)行變換和調(diào)控，避免機(jī)械位移等現(xiàn)象對機(jī)械工程質(zhì)量的影響，是機(jī)電一體化的重要組成部分。伺服技術(shù)可以通過信號的方式實現(xiàn)對于大功率負(fù)載以及機(jī)械設(shè)備的控制，并且實現(xiàn)同步傳動的目的，對于信號進(jìn)行跟蹤管理，有關(guān)人員需要確保伺服技術(shù)在機(jī)械工程應(yīng)用中的穩(wěn)定性，在輸出量、輸入量的控制上應(yīng)該滿足精度上的要求，達(dá)到對于信號變換的快速響應(yīng)，它是由反饋裝置、控制器等設(shè)施構(gòu)成，有關(guān)人員需要注意在機(jī)械工程中的安裝要點。

3、機(jī)電一體化技術(shù)在機(jī)械工程中的具體應(yīng)用

3.1數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用

數(shù)控機(jī)床是機(jī)電一體化在機(jī)械工程中的主要應(yīng)用，它是由數(shù)字技術(shù)控制的生產(chǎn)設(shè)備，可以實現(xiàn)對于復(fù)雜零部件的生產(chǎn)加工，屬于典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品。數(shù)控機(jī)床是由數(shù)控單元構(gòu)成，與普通機(jī)床相比，它可以實現(xiàn)自動控制，由計算機(jī)程序指令對它的運動方式進(jìn)行管控，當(dāng)需要進(jìn)行其他零部件的加工時，只需要對程序指令進(jìn)行更換就可以達(dá)到相應(yīng)的目的。數(shù)控機(jī)床可以實現(xiàn)生產(chǎn)、管理的一體化控制模式，通過數(shù)字信息以及標(biāo)準(zhǔn)代碼進(jìn)行相關(guān)操作，使得它的加工質(zhì)量較為穩(wěn)定，并且由數(shù)控裝置對它的位移等進(jìn)行定位，避免誤差問題的發(fā)生。另一方面來說，數(shù)控機(jī)床包括程序載體，控制裝置以及機(jī)床主體等不同的設(shè)施，有關(guān)人員需要按照一定的安裝順序進(jìn)行操作，通過微處理器的應(yīng)用對它的輸出、輸入信號進(jìn)行采集，從而實現(xiàn)信息處理的目的。

3.2機(jī)械手的應(yīng)用

機(jī)械手是通過固定程序抓取的方式，模仿人類手臂完成某些動作，代替人工在機(jī)械工程中實現(xiàn)不同的生產(chǎn)功能，機(jī)械手可以有效的規(guī)避機(jī)械傷害等問題，被廣泛應(yīng)用于危險的作業(yè)環(huán)境中。機(jī)械手也是由機(jī)電一體化技術(shù)實現(xiàn)對于設(shè)備的有效控制，它是由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動機(jī)構(gòu)以及孔子系統(tǒng)構(gòu)成，在機(jī)械工程中具有較強(qiáng)的靈活性，在實際的作業(yè)中通過液壓、氣壓以及電氣驅(qū)動的方式進(jìn)行操控，使其可以對程序進(jìn)行有效的相應(yīng)，同時減少機(jī)械工程中零部件的摩擦，滿足在速度、動作以及性能等方面的要求。

3.3自動生產(chǎn)線的應(yīng)用

自動生產(chǎn)線是機(jī)電一體化技術(shù)下的主要生產(chǎn)組織形式，現(xiàn)階段的機(jī)械工程大多是采用自動生產(chǎn)線進(jìn)行機(jī)械制造等工作，可以自動的將機(jī)械加工對象由一個機(jī)床轉(zhuǎn)送到另一個機(jī)床，是推動無人化管理的重要標(biāo)志。在自動生產(chǎn)線中，它是按照統(tǒng)一的設(shè)定和速度進(jìn)行操作，將剛性設(shè)備與柔性設(shè)施通過機(jī)電一體化技術(shù)連接到一起，在傳送系統(tǒng)、控制系統(tǒng)的共同作用下進(jìn)行生產(chǎn)加工。自動生產(chǎn)線在機(jī)械工程中的應(yīng)用可以改善原有的勞動條件和環(huán)境，縮小過程中的生產(chǎn)面積，確保機(jī)械工程的均衡性和長期性，實現(xiàn)整體效益的提升。

4、機(jī)電一體化技術(shù)在機(jī)械工程中的應(yīng)用前景

4.1智能化

智能化是機(jī)電一體化未來發(fā)展的必然趨勢，它是將智能技術(shù)與機(jī)電一體化技術(shù)結(jié)合到一起，對原有的自動化控制進(jìn)行優(yōu)化，使得機(jī)械工程的生產(chǎn)流程更加完善和高效。在智能化的發(fā)展進(jìn)程中，它可以增加現(xiàn)有的功能，有關(guān)人員需要對專家系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等進(jìn)行研究，明確它的關(guān)鍵要點，從而實現(xiàn)機(jī)械工程的自診斷工作，可以對故障問題、故障原因進(jìn)行有效的處理，在智能技術(shù)的作用下確保工程的穩(wěn)定性。同時，在智能化的發(fā)展進(jìn)程中，有關(guān)人員還可以對計算機(jī)技術(shù)等進(jìn)行優(yōu)化，從實踐中總結(jié)不同的經(jīng)驗教訓(xùn)，推動機(jī)械工程的進(jìn)一步發(fā)展。

4.2網(wǎng)絡(luò)化

在機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用中，數(shù)據(jù)和信息是其中的關(guān)鍵內(nèi)容，需要通過信息傳遞的方式實現(xiàn)對于機(jī)械工程的有效控制，采取反饋措施。在未來的發(fā)展進(jìn)程中，有關(guān)人員可以將網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)應(yīng)用到其中，通過網(wǎng)絡(luò)體系的構(gòu)建，為信息傳遞和共享提供相應(yīng)的空間，確保機(jī)械產(chǎn)品加工生產(chǎn)的方便性，可以不通過信號和信息的轉(zhuǎn)化就可以達(dá)到預(yù)期的目的，簡化原有的流程，并且提高機(jī)械工程的網(wǎng)絡(luò)化功能，形成計算機(jī)系統(tǒng)的集成管理方式，便于智能監(jiān)控系統(tǒng)的成立，工作人員可以通過遠(yuǎn)程監(jiān)控的方式進(jìn)行監(jiān)督。

4.3綠色化

機(jī)電一體化技術(shù)在機(jī)械工程中的應(yīng)用可以提高它的安全性和可靠性，滿足現(xiàn)代社會對于機(jī)械產(chǎn)品的需要，但是與此同時，有關(guān)部門也需要加強(qiáng)能源消耗方面的管理工作，將綠色理念應(yīng)用到其中，盡量降低能源的不必要浪費，實現(xiàn)對于新材料的應(yīng)用，加大新技術(shù)的研發(fā)工作，針對機(jī)械工程生產(chǎn)中的漏洞進(jìn)行處理，從而達(dá)到預(yù)期的目的。

5、結(jié)語

綜上所述，機(jī)電一體化技術(shù)具有一定的綜合性，它涉及到的理論知識較多，是將機(jī)械技術(shù)、傳感技術(shù)以及伺服技術(shù)等有效的結(jié)合到一起，從而提高機(jī)械工程的生產(chǎn)精度、效率，為其提供安全的作業(yè)環(huán)境。有關(guān)人員需要就數(shù)控機(jī)床、機(jī)械手以及自動生產(chǎn)線等機(jī)電一體化產(chǎn)品進(jìn)行具體的了解，在未來的發(fā)展中，也應(yīng)該加強(qiáng)在智能化、綠色化以及網(wǎng)絡(luò)化等方面的研究工作，確保機(jī)電一體化技術(shù)的可行性，充分發(fā)揮它的作用，實現(xiàn)機(jī)械工程的集成管理。

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