引言

机电一体化技术的出现，促进了我国从制造业大国向制造业强国的转变，也为制造业产业结构的升级转型提供了新的机遇。制造企业必须高度重视机电一体化技术，深入了解机电一体化的基础技术和应用价值，对机电一体化技术有全面、直观、清晰的认识，在数控机床、运动控制、机械节能、质量检测等场景中实现技术的应用，依构建新的机械设计制造体系。

机电一体化技术应用优势1

1.1产品小型化

产品小型化作为当前机械设计制造工艺的优化方向，由于占地面积小，未来可以大规模使用，是充分反映不同生产阶段制造技术水平的突出表现。机电一体化技术整合应用后，从机械设备应用的角度来看，加入控制系统和人工干预等功能，获得了足够的空间条件、体积小、重量轻的机械产品特点，为充分发挥应用优势奠定了基础。随着电子技术的更新和进步，电路芯片制造取得了重大突破，超高规模制造方案为全面实施机械产品小型化方案提供了完整的条件。这样，相应的机械设备结构就有机会进一步优化，无论是自身的重量还是体积，都达到了有效控制的目的，预留了大量的机械协同工作空间，是促进大规模制造的重要基础。

1.2生产力增强

操作人员自身水平决定了传统机械设备的应用效率和实际工作能力，对人工操作依赖性大，过程中耗费的操作时间过多。如果将机电一体化技术融入机械设备，将显示其超高的自动化程度，并根据预设程序执行相应的操作任务。原来的人工操作环节被计算机控制所取代，可以根据材料特性和环境变化做出快速反应。不仅加快了整体生产效率，而且保证了性能指标与生产环境和制造标准的匹配，消除了人工操作带来的产品差异隐患，是提高整体生产力的关键因素。

2机电一体化在机械设计制造中的应用

2.1数控机床

早期数控机床设备普遍存在功能单一、自动化程度低、操作繁琐等问题。要求工作人员手动完成排屑、更换刀具、调整主轴转速参数等操作。数控机床使用效率低，生产能力有进一步提升的空间。对此，需要在数控机床场景中应用机电一体化系统，从技术层面满足数控机床自动化生产的前提，并在数控机床上安装相应的执行机构。系统直接向各执行机构下达控制指令，取代人工操作，将普通数控机床的加工精度提高到5μm超精密数控机床的加工精度提高到0.01μm水准。

例如，在实施机电一体化系统的前提下，制造企业对旧型号数控机床进行升级改造，安装自动排屑装置、变频电机、自动旋转刀架、伺服电机、编程控制器等硬件设备，工作人员在编程控制器中设置加工信息，并将信息提交到逻辑电路进行整合处理，转换为控制信号。然后，将信号发送到自动旋转刀架、自动排屑装置等执行机构，自动控制数控机床执行排屑、旋转刀架、更换刀具等操作，确保数控机床能够在无人工直接干预的情况下连续完成多个工件加工任务，对提高机床数控化率、核心部件加工效率乃至机械制造精度具有重要的现实意义。

2.2运动控制

在运动控制场景中，安装在机电一体化系统结构中PLC可编程逻辑控制器和传感器上传实时监控信号，扫描读取并存入信号I/O在图像区，获取逻辑操作结果，准确描述机械设备执行机构的实时位置，然后由机械设备执行机构实时位置，PLC控制器发布相应的控制指令，控制信号由锁定电路驱动，完成点对点运动、填充运动、多轴联动或螺线运动的控制过程，控制执行机构以稳定的状态运行到指定位置。例如，它是由PLC控制器同时向多个机械轴发布运动控制指令，控制一定数量的机械臂按预定轨迹移动到特定位置，保持各机械臂的协同状态，避免机械臂碰撞、卡住，调整运动速度等参数，确保各机械臂同时到达预定位置。

2.3机械节能

在传统的机械制造模式中，采用人工控制模式，工作人员根据自己的工作经验主观判断现场环境、机械设备运行需求、调整压力、电流、电机转速等运行参数，或切换机械设备运行模式。根据实际制造情况，受人为因素影响，部分运行参数未调整到最佳值，机械设备长期满载，超载运行状态，设备实际运行能耗远远超过标准能耗，造成不必要的电力浪费，间接增加机械制造成本。

在这方面，需要应用于机电一体化技术，系统具有传感检测、逻辑分析控制功能，持续感知外部环境和设备运行状态，自动发布控制指令调整运行模式和参数，实现能量分配、功率调节等目的，在不影响机械制造活动正常发展的前提下，机械设备运行能耗控制在合理范围内。同时，在机械设计过程中，也可以依靠机电一体化系统来提高机械产品的节能效果。

3机电一体化技术在机械工程中的发展趋势

3.1智能化

近年来，人工智能与机电一体化技术的融合得到了充分的重视，数控机床的智能化和机器人逐渐产生。具体来说，就是综合运用计算机科学、人工智能、模糊数学等先进思想和方法，模拟人类智能，进一步优化机械设备的判断推理、决策控制等功能。目前，人工智能与机电一体化技术的融合仍处于初步发展阶段。相关工作者要深化研究工作，逐步扩大两者的融合深度，提高机械工程的智能化水平。

3.2模块化

目前，机电一体化产品种类繁多，不同产品接口差异较大，对生产规模的扩大和机械工程的发展产生了不利影响。面对这种情况，我们需要坚持模块化发展的理念，逐步统一各种机电一体化产品的机械接口、电气接口和动力接口。通过标准单元的研发，可以加快新机械产品的开发速度，显著扩大机械生产规模。在具体实践中，要与机械工程领域的大企业合作，制定各项标准，促进机电一体化技术的模块化。

3.3网络化

网络技术是计算机技术的重要分支。随着网络技术的广泛应用，它对科学技术、工业生产和人们的生产和生活产生了深远的影响。网络技术有效地连接了全球经济和生产。当开发出质量可靠、功能独特的新型机电一体化产品时，它将在短时间内普及到世界各地。同时，网络技术也催生了远程控制和监控技术，而机电一体化产品是远程控制的终端设备。在网络技术的支持下，利用现场总线、局域网等连接生产设备，建设计算机一体化设备系统，有助于提高设备的运行效率。在未来的发展过程中，机电一体化技术的网络发展趋势将显著增强。

结束语

机电设备一体化在我国机械工程行业具有重要的技术价值。技术的科学应用对我国社会经济生产的未来发展具有重要的社会影响。在机械工程专业应用过程中，充分有效地提高了企业的生产效率，大大提高了特种机械工程生产材料的工作精度，充分保障了生产工人的人身安全。随着现代信息的不断进步和蓬勃发展，机电设备一体化将在机械工程中得到越来越广泛的应用。继续发挥自身优势，促进机电工程的可持续发展，为社会发展带来更大的经济效益。