机电一体化技术在机械工程上的应用及发展趋势探析

　　【摘

 要】在 21 世纪的机械工程领域内，重点研究和飞速发展的核心课题之一就是机电

一体化技术。机电一体化技术促进了机械工程的高速发展，使机械工程的应用更加全面，在
根本上改变了机械工程的科学面貌，提高了机电方面产品的定位及性能和使用，让机械工
程的发展变得简单、快速，适用性、可靠性更强。

 

　　【关键词】机电一体化；机械工程；发展

 

　　

1 机电一体化的基本知识 

　　

1.1 机电一体化概念 

　　机电一体化的概念，就是指在机械的功能设计和应用里，在机械结构的主功能、信息处
理、功能控制等方面，将控制装置安装电子化集成和控制软件等进行有机结合形成统一的系
统，系统通过引进电子技术，使装置在程序预定的操作功能下，综合运用机械技术、微电子
技术以及电力电子技术，再配合系统布局的各个功能单元里配置，完成机械系统智能性控
制，实现机械设备多功能、高质量、低能耗、环保和运行可靠性高的效果。机电一体化技术就
是将以上的技术有机结合在一起来实现设备的机械性能综合技术应用，机电一体化技术不
是简单将机械技术和微电子技术组合一下就完成的，是一个友好的复杂的系统结合技术过
程。我们如果能正确的应用机电一体化技术，就能在取代原有传统机械的功能外，还会增加
自动检测和处理信息、自动调节与控制、自动诊断和保护等很多新功能。传统机械与现代机械
的本质区别就表现在这些功能上。

 

　　

1.2 机电一体化的特征 

　　机电一体化主要有四个特征：第一个特征是广而强的应用性。机电一体化技术是以机械
为基础来研究机电的过程并实现机电产品性能的一系列开发的技术，这种技术是不受任何
行业、机械种类的限制，渗透到各个专业系统和产品的应用、开发技术中，它的应用性因此
广而且强；第二个特征就是突出的系统化。机电一体化是将各种技术协同合作和集成应用，
产品和过程综合在一起形成一个完整且功能完全的系统。它主要强调的是层次化和系统化；
第三个特征就是整体的最优化。整体最优化主要是指机电一体化的附加值高、效率高、性能高，
材料、能源省，消耗以及污染低，充分利用机电一体化的技术，综合运用，达到整体最优化；
第四个特征就是操作简单、清晰化。机电产品使用简单化对于那些不精通机电原理、技术知识
的普通用户来说，操作简便的特性能让普通的用户熟练使用机电产品强大的功能。

 

　　

2 机电一体化技术在机械工程中的应用 

　　机电一体化技术是在

1960 年以后才开始在工程领域慢慢得到应用，高速发展的新技术

不断促进了机械制造业的创新和变革。在机械工程领域由于计算机和微处理技术、信息处理
技术方面的应用，改变了机械工程原来的面貌，并让其彻底焕然一新，不仅提高了机电产
品的综合性能，而且提升科技含量，促进机械工程走上了高速发展的全新道路。

 

　　

2.1 机电一体化技术在改造机床上的应用 

　　数控机床对工作台和机床上的刀具的运动要求很严格，必须保证它们精确的运动路线
偏差率要控制在允许的范围内，保证被加工件的精确性。由于开环伺服系统结构简单、故障
易诊断、排除、维修简单和易调整等特性，并且价格低廉，因此被广泛的使用。滚珠丝杠副具
有传动效率高、摩擦损失小、运动很平稳等优点，将滚珠丝杠适当的正向拧紧一下，就可以
消除螺母和丝杠的间隙；如果反向拧紧，就可以将空间的死区消除，达到精确定位。鉴于以
上的优点在选用机构传动方式时总是选用滚珠丝杠副传动。随着科技发展，今天的数控机床
都采用微机对数据和信息进行处理，按功能需要和技术要求选用。如果机床存在误差需要调
整，要尽可能保留原来的操作系统，在改动最少的前提下对机床进行调整，降低改造成本。
做到用最少的代价、最少的改动取得最好的收益。