机电一体化与电子技术发展论析

蒋冬连

[摘要]机电一体化与电子技术的结合发展，对推动我国科技发展有着非常重要的作用。紧密结合机电一体化和电子技术现状，能够确保我国的机电装置使用更为高效与便捷，推动我国产业进入快速发展轨道，逐渐完成长远的发展目标。文章结合教师多年的研究实践，对机电一体化与电子技术进行探讨，分析其应用实践与发展方向，为促进我国机电装置技术的可持续发展提供借鉴。

[关键词]机电一体化;电子技术;发展

[中图分类号] G71 [文献标识码] A [文章编号] 1674-6058（ 2020）21-0095-02

伴随着经济与科技的不断发展，当前我国的电子技术与机电一体化应用在科技领域中掀起一股浪潮，两种有着高度相关性与契合度的技术结合，能创造出更为高效与便捷的机电设备，进一步推动我国现代化建设工作向前发展。在建设可持续发展、绿色生态社会的号召下，机电一体化与电子技术发展又向着绿色、智能以及模块化的趋势发展，为我国可持续发展战略的实现奠定坚实的基础。由此可见，对机电一体化及电子技术的运用和发展进行探讨具有时代性意义。

一、机电一体化及其发展历程

1.机电一体化简述

机电一体化包含的内容有电子技术、机械技术、微电子技术、信息技术、传感器技术等，而机电一体化则是这些先进技术的融合。无论任何领域应用机电一体化设备，都是现代化生产的表现。多年来，有不少学者对我国的机电一体化发展、应用进行了探讨，均发现机电一体化的系统性功能特征，有着不同的组成部分与组成要素，要探讨其最大化的发展价值，必须将各个要素结合起来，将信息流动控制微电子系统程序的功能利用起来，这样才能更合理地促进其发展应用。

2.机电一体化的发展历程

机电一体化发展的第一阶段，最早是出现了机电数控机床，它的出现对我国工业化发展产生极大的促进作用。第二阶段主要是微电子技术，这时的机电一体化基本已渗人生产环节中，促进我国工业化生产不断优化升级，如汽车产业的微电子应用占比达到70%以上。随后集成电路得到广泛应用，我国汽车制造业的精确度得到进一步提高，信息化技术应用的范围更大，这时微电子技术的发展对设备运行期限的缩短有着极大的作用。第三阶段所体现的技术主要为PLC控制技术，PLC即可编程逻辑控制器，这时我国的机电一体化已进入可编程控制发展阶段，而这一阶段的历程比较长，是单机转变为多CPU控制的过程，应用的PLC机电一体化控制系统有DCS系统、SCADA系统、ESD系统等。发展至后期，PLC控制系统可进行现场总线布设工作，并可提供通信接口给系统应用，能够利用网络技术促进机电一体化的发展。第四阶段则进入众多新型技术喷发的时代，如广泛应用的新技术包括信息技术、模糊技术和激光技术等。信息技术通过高效处理信息的方式获取机电加工信息，提高信息技术应用在机电一体化后产生的经济效益;模糊技术通常用于对机电一体化模糊信息的处理，在这一技术应用下，传统熟悉逻辑的限制则不复存在;激光技术是对机电一体化集中控制能力的提升，其具备普通光源没有的定位性功能，通常应用在穿孔、打孔的操作中。

二、应用机电一体化技术的优势

1.提高生产力，保证工作质量

将机电一体化技术应用在各领域的产品中，有助于提高自动管控与处理的能力，提高检测程度、面积和管控的灵活度，应用自动体系还能提高机械操控的准确性，确保机械的运作在预设的规划要求内进行和完成，很大程度上消除人为操作产生的各种不利影响，确保操作的效率达到预设的理想水平，保障产品生产加工的达标率和整体的生产效率。另外，机电一体化还有高度的自动化性能，能够提高生产的水平与总量。比如在数控设备上应用数控机床，通过加入自动监控和处理装置的过程，机床生产加工的稳定性和制作的效率将大大得到提高，比普通生产机床的效率高出好几倍。

2.显著提高可操作性

应用程序管控和数字显示的功能，取代传统的操作手柄和按钮，以提升机电一体化操作的简单便捷性。在实际的操作中应用电子体系预设程序，发挥指挥管控的作用，所有的操作在任何时候都可重复进行。而高级的机电一体化还能在外界变化的应用信息中以被控目标为依据，根据实际情况智能化地规划工作流程，以达到自动操作的效果。如切割机、激光测量仪以及电火花加工机床等，这些电子设备都有其显著的特点。

3.提高使用的安全性与可靠性

机电一体化设备具备警报、自动判断和保护的性能，一旦运作过程中出现电流、电荷或电压过大甚至短路的情况，都能进行自我保护，降低各种生产事故的发生率，很大程度上保护了现场工作人员的人身安全，设备安全运行的效能也大大提升。在监管系统中运用相应的监管技术，提高安全系数，确保整个体系的风险性降低，在此保障基础上，很多生产工作就可以换用更大、更长功率的带式传输机，进一步提高生产效率。我们在实践应用中发现，机电一体化安全监管体系保障了我国诸多领域生产工作的安全，大幅度提高生产水平。

4.简化便捷了维护与调整工作

工作人员安装与调试机电一体化产品，通过管控程序调节方式改变运行工作形式，更能满足现场数据变化的调整要求，也满足不同用户的需求，确保工作人员在短时间内可通过多种简便的方式将控制程序输入控制体系并发挥作用，不会对使用产品的零部件进行更改。另外，机电一体化设备还有很好的储存功能，工作人员通过设置程序，结合具体的目标指派代码信号，机电一体化设备就能进行持续的自主工作。再利用其自动监测功能，实现自我检测故障的目的，确保机电一体化设备能够迅速恢复运行工作。

三、机电一体化与电子技术的发展趋势

1.机电一体化的发展趋势

这些年我国机电一体化创新发展的领域涉及材料、造型和功能。首先是造型上，要求机电一体化的设计必须在确保产品性能与功能要求的基础上，不断对产品外观的设计加以优化，以满足消费者需求。其次是使用的材料方面，更多地应用智能材料、高分子材料和陶瓷材料等，这些材料具备耐高温、耐腐蚀等优势，具有很大的應用潜力。再者是功能方面，其发展主要结合市场的需求，对产品功能加以改善和增设，拓展更多符合市场发展需求的新功能。

2.电子技术的发展方向

（1）智能化发展

电子技术应用中具有信息含量大、能耗低、知识密集、先进的优势，还有智能化、高精度和多功能的特点，将其融人计算机操作系统，要进一步提高设备精密度。在进行微电子制造时，工作人员要对加工车间工厂芯片材料杂质、尘埃颗粒情况严格限制，确保超纯和超精。在电子电路设计工作中，应用计算机智能技术主要发挥仿真的作用，设计电路版图、器件编程和印刷电路板。在拓展电子产品功能时，需要深度融合精密器械、自控技术、计算机技术，全面提高自动化水平。

（2）微型化发展

电子产品技术日益精良、功能更为齐全、服务更为便捷，其外形逐渐小型化和微型化，大规模集成电路和各种系统功能集成件用于其中，为其提供技术支持，需要应用镁合金、钛合金、塑料合金以及各种电子材料。产品外观不再是传统厚、重、大的呈现，转变为小、薄、轻，为了进一步实现应用元件的短小化，越来越多设计应用了无引线片式元件与片状器件，无论是体积、重量上都比过去大大减少。

（3）绿色化发展

早在2006年，欧盟就明确提出电子电器设备中含有较多的有害物质，于是对这些物质的使用要求予以明确的指示。我国也在当年颁布相关的管制方法，在后续的发展中提出绿色化发展的方向和策略。时至今日，绿色化发展依旧是主题，并不断推动技术创新，确保电子产品中含有的有害物质进一步减少。

（4）集成化发展

集成化也是我国电子技术发展的趋势与方向，如很多企业均实现了集成化管理、加工过程实现技术集成。随着MPT微组装技术、SMT表面组装技术的发展，当前电子系统集成化有了更多的技术支撑。比如微组装技术就是通过对三维微型组件、超高速集成电路、超大规模集成电路的应用，整合多层混合组装、自动表面安装等形成的。

（5）微机电发展

由于电子产品很容易被周围环境和自身结构的缺陷影响，导致其功能受到限制，从生产到使用过程均埋下不少隐患。常见的如雨雪、高温、振动.摇摆、碰撞等干扰，都会降低产品的工作性能，缩短使用寿命，所以在电子技术未来的研究发展中，保证电子产品在各种环境下尤其是极端环境下的稳定可靠性是重点，应推广微机电系统在其中的应用。

综上所述，机电一体化与电子技术的应用和发展不但会影响机电装置、电子产品的发展，还会对我国社会经济发展产生影响，这就要求相关工作人员必须重视这两者的结合，加大对研发的投入和引导，促进我国机电一体化可持续发展。

[参考文献]

[1]詹立英.电子技术中机电一体化设备的问题探析[J].科技创新与应用，2017（ 13）：104.

[2]王娟.机电一体化技术在智能制造中的实践研究[J].内燃机与配件，2017（9）：133-134.

（責任编辑 黄晓）