浅谈机电一体化技术的发展与应用

尹德禄

【摘 要】 随着时代的发展，机电一体化技术已成为国民经济发展的不可或缺的重要技术之一，机电一体化是现代科学技术发展的必然结果。科学技术日新月异，信息飞速更新，计算机技术的快速发展及网络技术的日趋成熟推动了机电一体化技术的飞速发展。机电一体化通过相关计算机通信网络，突破了传统机电一体化技术在时间、地域上的限制，拓展了机电一体化的空间与范围，使得机电一体化成为更方便、更快捷、更安全可靠的工控技术模式。对新时期机电一体化技术的研究进行更加深入的探讨，将会对推动机电一体化技术的发展与促进技术的融合，具有十分重要的现实意义。本文首先简述了机电一体化核心技术的内涵；然后展望了机电一体化技术的发展趋势；最后总结机电一体化技术更为广阔的应用前景和实际价值。

【关键词】 机电一体化 技术 发展趋势与应用

1 前言

现代科学技术的不断发展，极大地推动了不同学科的交叉与渗透，导致了工程领域的技术革命与改造。机电一体化又称机械电子工程，是机械工程与自动化的一种，随着电子技术、计算机技术，特别是微电子技术和信息技术的日趋成熟，使机电一体化技术在机械工程领域获得了前所未有的发展。由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化，使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化。当今的机电一体化技术是机械和微电子技术密切结合的一种新型技术，使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。

2 机电一体化的技术

（1）机械技术：机械技术是机电一体化的基础，它着重于适应机电一体化技术，利用其它高、新技术来更新概念，实现结构上、材料上、性能上的变更，以达到重量减小、体积缩小、刚度与精度均提高、及性能得到改善的目的。（2）计算机信息处理技术：计算机信息处理技术主要包括信息交换、存取、运算、判断与决策、人工智能技术、专家系统技术、神经网络技术。（3）系统技术：用整体概念来组织应用各种相关技术，从全局角度和系统目标出发，将总体分解成相互关联的若干功能单元，系统技术中一个重要方面是接口技术，保证了系统各部分有机连接。（4）自动控制技术：自动控制技术的范围很广，在控制理论指导下，进行系统设计，设计后的系统仿真，现场调试，控制技术包括如高精度定位控制、速度控制、自适应控制、自诊断校正、补偿、再现、检索等。自动控制技术是实现应用控制论的技术，是通过具有一定控制功能的自动控制系统，来完成某种控制任务，保证某个过程按照预想进行，或者实现某个预设的目标。（5）传感检测技术：它是系统的感受器官，是实现自动控制、自动调节的中心环节。其系统的自动化程序强度随着其功能的性能变化。（6）伺服传动技术：包括电动、气动、液压等各种类型的传动装臵，伺服系统是实现电信号到机械动作的转换装臵与部件、对系统的动态性能、控制质量和功能有决定性的影响。

3 机电一体化技术发展趋势与应用

（1）智能化：智能化是未来机电一体化技术发展的一个重要发展方向。机电一体化对人工智能的运用日益重视，机器人与数控机床的智能化就是最好的例证。要求机电产品有一定的智能，使它具有类似人的逻辑思考、判断推理、自主决策等能力。随着制造自动化程度的不断提高，将会出现智能制造系统控制器来模拟人类专家的智能制造活动，并会对制造中出现的问题进行分析、判断、推理、构思和决策。即要求机电产品有一定的智能，使它具有类似人的逻辑思考、判断推理、自主决策等能力。例如在CNC数控机床上增加人机对话功能，设臵智能I/O接口和智能工艺数据库，会给使用、操作和维护带来极大的方便。（2）模块化：机电一体化产品和技术可分为机械、电子和软件三大部分。模块化技术是这三者的共同技术。模块化技术可以减少产品的开发和生产成本，提高不同产品间的零部件通用化程度，提高产品的可装配性、可维修性和可扩展性等。从电气产品的标准化、系列化所产生的效果来看，机械技术、微电子技术的有机结合为主体的机电一体化技术是机械工业发展的必然趋势，规模化将给机电一体化企业带来美好的光景。（3）网络化：电子技术日新月异的发展引起了巨大的变革，科学技术、工业生产、政治、军事、教育及日常生活都受其影响。机电一体化产品无疑朝着网络化方向发展。（4）微型化：微型化指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势，向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小 、耗能少、运动灵活，在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术，微机电一体化产品的加工采用精细加工技术，即超精密技术，它包括光刻技术和蚀刻技术两类。（5）绿色化：机电一体化产品的绿色化主要是指，不污染生态环境并能回收利用。工业的发展使得物质丰富，生活舒适的同时也导致资源减少，生态环境受到严重污染。绿色产品概念在这种矛盾环境下应运而生，绿色化是时代的要求与趋势。绿色产品在其设计、生产、使用和销毁的过程中，符合特定的环境保护和人类健康的要求，对生态环境无害或危害极少，资源利用率和回收率极高。设计绿色的机电一体化产品，具有远大的发展前途。（6）数字化：控制器及其发展奠定了机电产品数字化的基础，如不断发展的数控机床和机器人；而计算机网络的迅速崛起，为数字化设计与制造铺平了道路，如虚拟设计、计算机集成制造等。数字化要求机电一体化产品的软件具有高可靠性、易操作性、可维护性、自诊断能力以及友好人机界面。数字化的实现将便于远程操作、诊断和修复。（7）光机电一体化：引进光学技术，在机电一体化技术的基础上，促进光电及一体化技术的发展，利用光学技术的先天优势有效的改进机电一体化系统的传感系统、能源系统和信息处理系统，光机电一体化是机电产品和市场发展的必要趋势。

4 结语

机电一体化的出现是一个时代发展到一定程度的产物，随着科技的发展和电子技术的成熟和广泛应用，各种技术相互融合，极大地推动了不同学科的交叉与渗透，机电一体化产品在国民经济建设、企业的技术改造和电子产品的更新换代方面扮演着重要的角色，使机电产品功能和质量得到提高，在各方面均可带来显著的经济效益和社会效益。机电一体化的出现许多科学技术发展的结晶，是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。

参考文献：

[1]王霞.机电一体化的发展与应用[J].科技资讯，2013（27）.

[2]钟六平.浅议机电一体化之控制系统[J].科技资讯，2013（34）.endprint