白雙慶

摘 要：機電一體化技術的應用，讓機械工程領域得到了飛速的發(fā)展，并且也讓機械工程的發(fā)展前景更為廣闊?；诖?，筆者在文中對機電一體化技術進行了分析，然后結(jié)合未來發(fā)展趨勢，對機電一體化技術的實際應用進行了相應闡述。

關鍵詞：機電一體化;機械工程;發(fā)展

隨著高新技術的不斷發(fā)展，多元化技術逐漸相互交叉、滲透，機電一體化技術便在這種情況下應運而生。機電一體化技術的出現(xiàn)，對我國經(jīng)濟、制造行業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生了重要的促進作用。加強對機電一體化技術的研究，對促進機電一體化技術的發(fā)展以及和其它技術的融合，提高我國制造業(yè)的技術水平，有著重要的現(xiàn)實意義。

一、機電一體化技術概述

機電一體化技術是集電子技術、電工技術、電子信息技術、電子工程技術、微電子技術、機械技術于一體的綜合性技術。隨著我國信息、控制、軟件工程等技術的不斷發(fā)展，機電一體化技術也取得了相應的進展。目前，機電一體化技術的發(fā)展方向也有了新的變革，智能、低碳成為了機電一體化技術的新“主題”，這就為機電一體化技術提供了更為廣闊的應用空間，對我國工業(yè)化進程的影響也因此不斷增大。[1]我國對機電一體化技術發(fā)展的重視程度從未減弱，同時在發(fā)展的過程中也不斷有新技術注入，也使得機電一體化技術的應用價值得到了進一步提升。目前，隨著我國工業(yè)機械的不斷革新，機械工程技術也實現(xiàn)了智能化、信息化、多位技術一體化等等目標。而機電一體化技術在不斷完善、發(fā)展的過程中，作用更加顯著，機械工程和機電一體化技術二者之間呈現(xiàn)出相互促進、相輔相成的狀態(tài)。從客觀的角度來看，機電一體化技術的發(fā)展直接代表了機械工業(yè)領域的發(fā)展方向以及趨勢，機電一體化技術自上世紀六十年代發(fā)展開始，之后又有計算機技術、電子技術、網(wǎng)絡技術、自動化技術在該領域的滲透，促使機電一體化技術成為了新時代技術中的代表，且逐漸發(fā)展成了一門綜合性、應用型極強的技術。近幾年，我國對機電一體化技術的發(fā)展又給予了更多的支持，制定了《我國機電一體化發(fā)展途徑與對策》，針對機電一體化技術提出了相應的發(fā)展目標。

二、先進技術應用探討

（一）電子信息技術

當今時代是信息時代，電子信息技術和各行各業(yè)都進行了有機結(jié)合，機電一體化技術也不例外，二者通過有機結(jié)合，對機械工程的發(fā)展也產(chǎn)生了促進作用。電子信息技術將外部機械的運作情況整合為電子信號，通過電子設備的進一步處理，促使外部機械和信息合二為一。[2]電子信息技術的發(fā)展需要技術、設備同時進步，而信息技術的發(fā)展使得機械設備的精確性、可靠性、穩(wěn)定性都有所提升。電子信息技術是機電一體化技術應用的重點內(nèi)容，電子信息技術高效的信息交換、信息運算、信息存取、專家系統(tǒng)、人工智能，使得機電一體化技術的應用更靈活，發(fā)展空間也更為寬廣。

（二）感應技術和軟件管理技術

軟件管理技術和感應技術融入機電一體化技術的時間較晚，但是對機電一體化技術仍舊有著深遠的影響，時至今日，感應技術和軟件管理技術對機械工程的發(fā)展產(chǎn)生了重要的作用。感應技術的作用為“利用其靈敏度高的特點，提供高精度的傳導信息”，但是該技術容易被外界的事物所干擾，所以在應用的過程中需要做好防范措施。軟件管理技術是一項提升硬件、軟件融合度的技術，為硬件定做軟件的費用較高，所以軟件管理技術就顯得尤為重要，通過合理的應用，能夠讓軟件的應用更加穩(wěn)定、便捷，使其更好的為機械工程服務。[3]

（三）自動化技術

機械工程是技術現(xiàn)代化最為顯著的體現(xiàn)，也是機電一體化技術最為原始的狀態(tài)，以機械工程技術為基礎，經(jīng)過多種技術的融合與發(fā)展，逐漸衍生出了機電一體化技術。通過電子信息技術、自動化技術、智能化技術的融合，目前機械工程已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)高質(zhì)量、高效率的自動化生產(chǎn)，其精度、質(zhì)量都有所提升。[4]機電系統(tǒng)和自動控制技術的結(jié)合，使得一些機電系統(tǒng)已經(jīng)能夠進行機械設計、系統(tǒng)仿真、自動調(diào)試工作，這些自動控制技術主要包括：自動診斷與矯正、自動控制適應、自動動作復制、自動精度補償、速度自動控制、自動檢索等等。

（四）伺服傳動技術

電動、氣動、液壓等多種動力傳動裝置，為了提高傳動工作的精度以及效率，大多數(shù)都應用了伺服系統(tǒng)，通過伺服系統(tǒng)獨特的電信號轉(zhuǎn)換能力，電信號通過伺服系統(tǒng)就能完整“信號——機械動作”的轉(zhuǎn)換，或者是對其整體的動態(tài)動作能夠進行控制，這對機械裝置運動的質(zhì)量、精度有著決定性影響。

三、機電一體化技術的發(fā)展展望

（一）自動化

自動化是目前我國高新技術的主要發(fā)展方向，機電一體化本就是一門綜合技術，其自動化也是必然的發(fā)展趨勢。自動化技術能夠讓生產(chǎn)流程得到統(tǒng)一，機械設備能夠脫離人工操作根據(jù)程序的指示獨立運行。機電一體化技術向自動化的方向發(fā)展，能夠提升制造產(chǎn)業(yè)的制造精度，同時通過自動化的獨立監(jiān)控系統(tǒng)，生產(chǎn)線中各個設備處于獨立運行的狀態(tài)，一旦出現(xiàn)異常情況就可根據(jù)預設程序進行處理，起到降低意外事故發(fā)生幾率的作用。

（二）系統(tǒng)化

隨著信息技術、機械技術、電工技術的快速發(fā)展，機電一體化技術也必定會全面進步。同時，智能化技術的發(fā)展，對信息的搜集、傳遞效率更高，且更為準確。未來在信息技術不斷進步情況下，各項技術會高度融合，這對機電一體化技術的發(fā)展有著重要的現(xiàn)實意義。

（三）網(wǎng)絡互聯(lián)

無人工、遠程化、自動化，為機電一體化技術的發(fā)展指出了一條新的道路，因為互聯(lián)網(wǎng)本身極具開放性，技術人員通過電子信息設備，隨時隨地的都能對數(shù)據(jù)進行處理、發(fā)送。隨著機電一體化所能達到的制造精度、安全水準的提高，技術人員就可通過網(wǎng)絡對設備進行遠程操作，甚至各方技術人員能夠通過網(wǎng)絡共同進行操作，這就打破了時間、空間的限制，對機電一體化技術來說有著變革型的意義。

四、機電一體化技術在機械工程中的應用

（一）在包裝機械方面的應用

傳統(tǒng)的包裝機械中包含了諸多凸輪構造、電路、控制連桿，這就使得包裝機械內(nèi)部的結(jié)構較為復雜，后期的維護、維修工作開展較為困難。將機電一體化技術應用于包裝機械中，就能精簡包裝機械中的結(jié)構，不僅設備體積有所縮小，零件和零件之間的連接也能夠更加緊密，包裝機械的制造精度也會更高。通過模塊化的設計，一旦包裝機械出現(xiàn)了故障，技術人員只需要通過檢查問題的源頭，并且將模塊進行更換，就能完成檢修工作，這就為后期的修理帶來了便利。[6-5]

（二）在機床機械方面的應用

傳統(tǒng)的機床為半自動機床（見下圖），機電一體化技術和制造機床的結(jié)合，造就出了對機械制造行業(yè)有著革命性意義的產(chǎn)品“數(shù)控機床”。應用信息技術以及電子技術，能夠讓機床根據(jù)程序的要求，做出各種運動軌跡。相較于半自動車床，數(shù)控車床的精度、效率更高。且數(shù)控車床中的各項結(jié)構都為模塊化設計，出現(xiàn)故障維修起來較為簡便。[6]比如，數(shù)控機床中的滾珠絲杠副就有著結(jié)構簡單、傳統(tǒng)效率高、摩擦損失小等等特點。隨著機電一體化技術的發(fā)展，數(shù)控車床從最初的三軸車床，發(fā)展為我國目前應用較為廣泛、加工能力較強的五軸車床。技術的進步為機械制造行業(yè)增添了新的活力，目前制造企業(yè)能夠應用較少的人工成本完成生產(chǎn)，生產(chǎn)效益相較于半自動車床時代有了質(zhì)的變化。

C6140半自動車床圖

（三）在電子監(jiān)控方面的應用

在機械工程中，機電一體化技術的覆蓋范圍較廣，不僅涵蓋操作系統(tǒng)，同時機械加工、處理設備都在機電一體化技術覆蓋的范圍內(nèi)。根據(jù)機電一體化技術的系統(tǒng)性，一旦設備出現(xiàn)問題，就可以通過電子監(jiān)控系統(tǒng)直觀反映出來，工作人員根據(jù)電子監(jiān)控所反饋的數(shù)據(jù)，就能快速的找到問題發(fā)生的原因，這就極大程度提高了檢修的效率。

（四）在節(jié)能系統(tǒng)方面的應用

柴油是我國機械設備采用的主要能源，但是柴油的燃燒會給周圍環(huán)境造成影響，應用機電一體化技術就可以改善這一情況。主要作用為提高柴油燃燒效率、降低廢氣排放量、提高設備工作效率，這對我國制造行業(yè)來說無疑是一個一舉兩得的措施。目前我國大部分應用了機電一體化技術的柴油設備，柴油的供給效率在調(diào)控下能夠達到97%，相較于傳統(tǒng)設備，其原材料節(jié)約率提高了23%。且節(jié)能系統(tǒng)方面的發(fā)展，在近幾年得到了政府的大力支持，隨著綠色、低碳生產(chǎn)理念的不斷深化，使得機電一體化技術在該領域的發(fā)展也會更加廣闊。

（五）在產(chǎn)品開發(fā)方面的應用

隨著人們對機械產(chǎn)品、信息技術產(chǎn)品要求的不斷提升，產(chǎn)品的開發(fā)必定會朝著智能化、自動化的方向發(fā)展。目前，大部分產(chǎn)品開發(fā)都會綜合考慮機電一體化技術，以此為用戶創(chuàng)造出功能更加豐富、品類更加齊全的產(chǎn)品。機電一體化技術最為主要的作用，就是促使產(chǎn)品從普通應用朝著智能化的方向轉(zhuǎn)變，提升了產(chǎn)品開發(fā)的內(nèi)涵價值以及社會生產(chǎn)力。

五、機電一體化技術在國內(nèi)外的發(fā)展

機電一體化技術在各國的制造業(yè)有著主導地位，這也是制造業(yè)的必然發(fā)展趨勢，同時機電一體化技術在各個國家的政治、軍事、經(jīng)濟競爭等領域有著舉足輕重的作用，所以各個國家對機電一體化技術的發(fā)展非常重視。在日本，智能傳感器、柔性制造系統(tǒng)、人機交互、智能工業(yè)機器人是其機電一體化技術的主要發(fā)展方向;在西歐，針對機電一體化技術，提出了五個關鍵應用領域，且將二十四個重點發(fā)展項目，作為機電一體化技術發(fā)展的戰(zhàn)略目標，同時通過對機電技術和計算機技術、柔性技術、光電技術的深度融合，實現(xiàn)了新時代下的機電產(chǎn)業(yè)升級;我國對機電一體化技術的發(fā)展也給予了足夠的重視，將工業(yè)自動化、數(shù)控車床制造、光電項目等15個機電一體化項目作為我國工業(yè)發(fā)展的首要目標，且將6個共性關鍵機電一體化技術作為了重點研究課題，隨著這些技術的不斷發(fā)展，我國又提出了綠色、低碳的發(fā)展理念，以此調(diào)節(jié)生態(tài)環(huán)境和我國工業(yè)快速發(fā)展的矛盾，實現(xiàn)我國社會經(jīng)濟的和諧發(fā)展，提高了機電一體化技術的可靠性以及可持續(xù)利用價值。

六、結(jié)語

綜上所述，機械工程和機電一體化技術有著緊密的聯(lián)系，機電一體化技術作為推動機械工程發(fā)展的重要元素，為傳統(tǒng)機械行業(yè)帶來了革命性的發(fā)展方略，同時促使機械行業(yè)中的各項技術達到了統(tǒng)一。機電一體化技術必定會為社會創(chuàng)造更多的經(jīng)濟效益以及生產(chǎn)內(nèi)涵價值，而其在機械工程領域中的重要程度也會逐漸提升。

參考文獻：

[1]黃駿.機電一體化技術在機械工程上的應用及其趨勢展望[J].科技展望，2016（19）.

[2]盧峻爽，張力.機電一體化技術在機械工程中的應用與走向[J].現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟和信息化，2017（6）：69-70.

[3]于忠陽.機電一體化系統(tǒng)在機械工程中的應用分析[J].南方農(nóng)機，2018.

[4]趙俊強.機電一體化技術的應用和發(fā)展構建[J].環(huán)球市場信息導報，2017（10）：112.

[5]張龍龍.基于機電一體化背景下的機械工程應用[J].科學技術創(chuàng)新，2017（6）：128.

[6]龔超.機械工程中機電一體化技術的應用[J].科學技術創(chuàng)新，2017（8）：67.