机电一体化技术在机械制造业中的应用

侯效华

摘要：科技的进步与发展速度愈来愈快，机电一体化技术有了全面的提升，在机械制造业中的应用受到更多的重视。如何合理对机电一体化技术进行应用并提升制造效率，对技术应用的提升以及机械制造业的发展都有着重要的意义。文章对机电一体化技术概念进行简要阐述，对其在机械制造业应用优势和具体应用情况进行研究，并对其发展进行展望。

Abstract： The progress and development of science and technology is getting faster and faster， the mechatronics technology has been comprehensively improved， and the application in the machinery manufacturing industry has received more attention. How to reasonably apply mechatronics technology and improve manufacturing efficiency is of great significance to the improvement of technology application and the development of machinery manufacturing industry. This paper briefly expounds the concept of mechatronics technology， studies its application advantages and specific applications in the machinery manufacturing industry， and looks forward to its development.

关键词：机电一体化;机械制造;应用

Key words： mechatronics;machinery manufacturing;application

中图分类号：TH39                                       文献标识码：A                                  文章编号：1674-957X（2021）12-0200-03

0  引言

机电一体化技术是多种技术的有机结合，以实现更加高效便捷的机械设备操作模式。随着研究的深入以及应用的完善和提升，机电一体化技术在机械制造业的应用更加广泛，其将机械操控程序有效简化，对于设备性能的提升、效率的提升有着重要的促进作用。

1  机电一体化技术的概念及特征

1.1 概念

机电一体化技术的组成包括了当前较为先进的技术内容，例如信息技术、计算机技术、通信技术、机械设备技术，通过将多种技术融合，发挥其各自优势，使机电一体化技术能够实现更多领域的应用。

1.2 特征

体积小巧。机电一体化所依托的设备是集成电路，通过半导体技术实现结构优化，浓缩了设备的体积，重量也比较轻，占地少的情况下，还能够保障设备的性能和控制效率。

效率高。集成电路把设备结构进行了优化，机电一体化技术又能进行优秀的控制效果，这使得机械效率得到很大提升。

稳定性高。机电一体化技术的应用是建立单板、单片机作为控制机的基础上，加上专用芯片及模板组成结构紧凑的数控装置，其在稳定性方面有着较强的表现。

2  机电一体化技术在机械制造业中的应用优势分析

2.1 帮助机械进行调试

机电一体化系统的构建，是运用程序控制系统将机械设备进行连接，在生产过程中根据机械操作情况，给予机械运行状态反馈，能够结合机械性能进行调试，实现对机械设备的优化配置，尽可能发挥机械设备的性能。

2.2 故障报警

机电一体化系统可以根据机械设备的需要，设置故障报警系统，根据既定程序内容，如果机械设备出现异常，会进行故障报警，同时提示故障代码，更加便捷的实现故障检测与修理。

2.3 提升机械性能

机电一体化技术在机械制造业的应用，集合了机械监控、报警、修复等多种功能，对于机械制造效率的提升有着重要的促进作用。能够及时发现生产中的问题，监控、报警、检测高效完成。对于机械性能的提升，故障处理效率，风险控股等等都有着重要的作用。

2.4 降低操控難度，拓展适用范围

机电一体化产品通过多种技术将机械操作控制集成化，操作更加便捷，工作流程更简单且容易操作。将一些复杂的机械操作内容写进操作程序中，使操控难度大大降低，提升机械控制运行效率的同时，也极大的拓展了机械设备适用范围。

3  机电一体化技术在机械制造业的具体应用

3.1 在监控系统中的应用

运营机电一体化技术在机械制造业中的应用，目前比较常见的是布设自动报警系统、故障诊断系统、监控系统。监控系统能够检测机械设备实时运行状况，监控过程中如果有异常情况，会及时将故障情况显示在系统中，同时以警报的方式作出提醒，使维修人员能够及时作出反应进行诊断维修，减少故障造成的损失。

3.2 全自动包装工作中机电一体化技术的应用

经过了解，全自动包装机设备中对于机电一体化应用较为深化，包装机械设备运用了较多的知识和技术。全自动包装机的实际操作和控制工作是比较繁杂的，操作难度大，环节复杂。将机电一体化技术运用到包装机械中，同时运用机械工程知识、微处理技术等等，将复杂的操作步骤进行集成组合。这极大的缩减了实际操作的复杂性，是对以往控制系统的弥补和优化，通过软件和机械控制的有效结合实现包装机械全自动包装工作状态，有效提升工作效率。

3.3 机床控制工作中机电一体化技术的应用分析

机床控制在实际机械制造方面对于精度、准确度的要求的较为严苛的，同时还需要具备较快的速度，这就要求机床控制做到较高的智能化水平和稳定性。机电一体化技术在机床控制中的应用，融入计算机处理技术，同时将DSP芯片进行的设置，以此有效提升机床控制的精度、准确度、稳定性。在应用机电一体化技术的机床控制效率和效果都得到了显著提升，这不仅提升了工艺水平，还使操作能力提到了提升，为机械制造的经济效益提升奠定了基础。

3.4 机械能耗降低中机电一体化技术的应用

传统机械在机械效率方面相对较低，这主要是由于耗能较多且利用率较低的原因。在液压挖掘机燃料利用方面，其利用最大值仅为25%，在机械设备运转过程中很多燃料都是以能耗的方式造成了消耗，不利于长期的发展。在液压挖掘机设备上应用机电一体化技术，并通过电子监控系统监控设备运转状态，柴油机上安装电子调速器实现机械的自动调整。在此情况下，经过一段时间的观察测试，其能耗情况有明显的降低，这说明通过机电一体化技术能够达到机械设备的节能降耗目的。

3.5 精度控制工作中机电一体化技术的应用

在机械制造中，精度控制一直是机械制造的关键质量控制措施，这对于产品质量有着重要的影响。机电一体化技术的应用中，能够将机械结构进行优化，简化机构组合，减少传动部件。在这种情况下机械的磨损将在机电设备控制下有所减少，同时增加配合的契合度，机械配件之前的配合以及受力变形情况将大大减少。与此同时，机电一体化技术能够通过计算及检测与控制技术实现对机械制造中的干扰进行补偿和校正，实现动态误差的合理控制。在机械制造中精度控制方面，机电一体化技术有较大的发挥空间。

3.6 炼钢工作中机电一体化技术的应用

时代发展工程中，基础建设的发展与完善，使钢材料的使用量增速明显，同时由以往的低要求高产量，逐步演变为高要求高产量。为了能够新时代对钢材料的要求，多数企业在技术方面进行了改革和升级。例如机电一体化技术的应用，其将计算机处理器为中心，并将其他设备如操控系统、加热设备、显示设备及仪表仪器等等，实现技术组合的同时，保持各设备之间的联动，在生产过程中实现协同生产。不仅大大提升了生产效率，提高了产量，同时对于产品质量的控制也有较大的提升，还能够有效提升设备的使用寿命。此外交流传动方式在轧钢生产中得到广泛应用，其可以对交流调速系统的优势进行体现，由此可见机电一体化技术能够为炼钢工作提供强有力的技术支撑，可加快机械制造业的发展脚步。

3.7 柴油机自动控制工作中机电一体化技术的应用

机械制造业通常以柴油机作为动力核心，以满足生产制造所必须的机械功率要求，足够的动力源是保证机械控制工作的重要保证。机电一体化技术的应用，可以通过对设备运行状态信息进行收集，同时根据指标调整柴油机运行参数，通过对油门、调速器、自动升温等的自动协调控制，实现对柴油机的控制调整，以保证满足机械制造生产要求的同时，也实现绿色生产，节能减排，提高效益的目标。

綜上所述，将机电一体化技术引入到机械制造业中可以实现机械使用性能的最大化发挥，同时提高设备检修工作效率和质量。这样不仅有利于机械设备维护成本的控制，同时也从一定程度上延长了机械设备的使用寿命。

4  机械制造业向机电一体化发展的方向

4.1 高效化与智能化

目前在机械制造领域，机电一体化应用已经较为普遍，并且应用多中央处理器的数字化集成系统也较为先进，对于生产效率、生产质量方面有着较好的支持。在之后的发展中，机电一体化技术向高效化智能化发展是一个重要的发展方向，同时将吸收更多的先进技术，例如人工智能、运筹学、模糊数学等等，通过新方法新技术的运用，模拟人类的逻辑思维和判断选择能力，使机电一体化实现更加智能化的控制目标。

4.2 微型化

在近些年的发展过程中，机械制造领域已经向集成化迈进了一大步，在硬件运算、控制系统方面都有不错的表现。国外对于微型化的发展称为微电子机械系统（MEMS），将机电一体化产品微型化的发展，定义在一立方厘米以内，同时向体积更小、功能更全、耗能更少、运算更快、应用更灵活等方面发展。

4.3 模块化

模块化是当前机电一体化发展中的一个艰巨的任务，在发展过程中，由于开发单位较多，并没有统一规格标准的接口，因此在产品标准化、系列化方面依然有较大的发展空间。在具体的机电一体化产品研发方面，对动力单元、控制单元进行单独的模块化设计研发，形成标准单元，并以标准单元为基础迅速开发新的应用型产品，以此实现应用和生产规模的扩大。

4.4 网络化

随着计算机互联网技术的发展，网络技术的兴起给机电一体化发展带来了新的契机，互联网、互联网+、物联网等新兴技术形成的新型业态，给予了传统行业更大的创新空间。机电一体化技术的网络化发展以及网络技术的结合应用，可以在原基础上突出远程控制、监控技术、物联网技术等等。现场总线与局域网技术有机结合，发挥网络化优势，为机电一体化技术的应用提供便利。

5  结束语

机电一体化技术的应用与发展关乎很多领域技术的应用进步和完善，机电一体化技术通过信息技术、电子技术、机械技术等多种技术的集合实现将高科技技术有机结合，使之成为一个综合性的控制系统，通过合理的设计和开发，实现机械设备内部的结构优化，最终达到提升产品质量以及机械制造效率、生产效率的提升。机械制造业中应用机电一体化技术，对于机械设备性能提升有着较大影响。同时还能够为机械设备提供状态监控和故障报警，这为机械制造业中的故障维修效率提升、机械设备状态保持有良好的促进作用。目前机电一体化技术的应用依然还有发展的空间，需加大创新研发，积极提升应用效果。

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