机电一体化的现状及发展趋势分析

陈勇

（六盘水市水利水电综合服务中心，贵州六盘水553000）

0 引言

现代化的工业发展进程中，机电一体化发展需求也在不断扩大。正因如此，电子通信技术等信息技术的发展，为机电一体化的发展提供了契机，整体带动机械化发展。可以说，我国机电一体化发展在经历几个重要阶段之后，再加上对机电一体化的理论研究，对深入了解并推动机电一体化的完善发展来说，是至关重要的部分。

1 机电一体化内涵

现阶段，我国科学技术的成熟发展，从某种程度上促进机电一体化的深入发展与整合，促使其各方面获得良好的发展成果。虽然机电一体化已经从行业独立出来，成为一门独立科学被研究与发展，且很多高等院校为了培养更多该领域的人才，理工科院校均开设机电一体化专业，为我国工业发展提供了人才保障。从机电一体化技术来讨论，其主要涉及机电一体化产品与技术。在进行该领域的技术研究时，应对二者之间关系进行思考，避免过度使用创新技术，造成技术创新研发和生产之间的脱节问题[1]。在技术研究领域，应该促使先进技术融合，加快转化技术成果，推动其高速、高质量发展。

对此，梳理机电一体化技术内容，可以从以下几个方面入手：①机电一体化技术的技术专业技术，即为机械技术和机电一体化技术间的融合，有利于机电一体化技术的观念更替与科学创新发展，促进该技术在材料、性能与组成架构上的技术变更，为促进社会生产设备贡献力量，集中表现在重量、体积与精准度及其他性能优化上。机电一体化技术系统，科学应用机械设备制作工艺及理论知识，通过计算机辅助技术，积极应用专业计算机系统及人工智能，来促使机械制造技术奠定基础；②信息计算机技术，对运算、交换、存取与判断，人工智能与计算机信息技术都在计算机信息技术的处理内容内。自动控制的应用范围较广，进行理论指导，优化系统设计，做好系统仿真及自动化控制技术现场调试工作。如机电一体化控制技术的速度控制、方位控制、系统自动诊断与校正、自动补偿、自动再现的内容；③传感检测技术。传感检测技术是整个系统感受组成，促使传感器检测技术的自动调节和精确自动化控制，促使其发挥具体应用价值。机电一体化传感器能够快速获取信息资源，对加快机电一体化的系统发展奠定了基础。

2 机电一体化技术应用范围

2.1 工业机器人

人工成本增加，必然导致市场对工业机器人的需求变化，促使工业生产机器人的开发升级与普及应用提供了发展空间。尤其是核算工作，缺少人性化思维情感，借助于演算逻辑，来感应与适应周围环境，这是人们在工作无法比较的。

2.2 柔性制造系统

柔性制造系统包括数控机床、自动化仓库、机器设备等，需要满足自动化设备需求与生产，机电一体化设备能够实现这些需求，且在市场需求中，对于种类多、工艺复杂等要求，其也有较好的回应。机电一体化对于零件更换频率高、设备耗损率大等，也表现出较好的应用效果[2]。

2.3 数控机床

数控机床提升了生产效率，其高质量生产率及安全性已经被人们所认同。创新与升级发展机电一体化，为我国数控机床的高水平发展提供了技术，提升了数控机床的操作精细化，逼近全面化目标。集中作用于功能与构造两个方面，构造的模块化，以及总线式改观，促使功能更加健全，同时利于自动化的发展。

2.4 计算机继承和制造系统

机电一体化的良好运作，在计算机集成和制造系统的应用中，切实提升了机电一体化的可控性与精确度，其所实现的技术效果是传统技术无法比拟的。并且，机电一体化打破部门间隔阂，促使各部门之间紧密联系，合作形成规划方案与生产工作，以及实验的良好运行。可以说，各部门之间有效合作，资源配置的效率较高，具有很好的生产现实意义。

3 机电一体化的发展现状

机电一体化是传统简单机电技术而发展起来的，并开始向信息化、智能化方向发展。在机电一体化发展中，同时产生的社会效应也不可忽视，如对人们生产生活所带来的便捷之处。深入发展机电一体化，将先进光纤与人工智能等计算机技术应用在机电一体化技术中，促使机电一体化与前沿科学技术进行创新融合，为机电一体化的作用提供了更强的技术支撑。现阶段，我国计算机应用系统与技术创新速度、质量正不断提升，这一技术力量为机电一体化的深层次发展提动了动力，促使其深入人们的生产生活的各个方面。如人们日常急用电器，空调、洗衣机、冰箱、电视等，以及工业生产中。机电一体化技术研究开始转向电子智能技术，为机电一体化技术的智能化发展提供智力支持。在相关研究人员的努力下，现已经取得成绩。对此，我国机电一体化智能机器人技术的应用，仍然处于技术探索阶段，智能机器人也是应用在特殊环境或工作中[3]。科学技术的发展，自然也会给机电一体化发展提供支持，且促使其围绕需求驱动而获得更大的发展，提升人们生产生活能力。

4 机电一体化发展特点

机电一体化并不是学科产物，而是信息处理、微电子、计算机等基础上所实现的。对此，机电一体化以某些科学技术为载体，可以从以下几个方面来切入。

4.1 数字化

微控制器的工作是为机电产品做好数字化的基础，如数控机床、计算机网络、不同类型机器人等方面，且具有更广的普遍应用，应用效果越来越明显。尤其是机电一体化，为工业生产制造与设计提供了数字化保障，同时反过来提升机电一体化的可靠性、可维护性与简易性。数字化技术在远程操作、远程诊断与修复上也表现出明显优势。

4.2 智能化

机电产品能替代部分人工作业，如逻辑思考、调研判断与决策，人机对话功能则对智能数据库操作提供了帮助，提升了其操作性能。模糊控制、神经网络、灰色理论、小波理论等的机电一体化也有相应的扩展。现代化机电一体化系统，智能控制应用领域最为广泛，被开发性能，工业化水平及效率也是远超传统控制水平的。

4.3 模块化

机电一体化一般会受到产品与生产商的影响，作用于开发与研发过程，机电一体化产品的模块化施工问题非常明显，具体表现在视觉、识别与测距。而机电一体的动力驱动模块在减速、调速变频也表现突出。对此，机电一体化研究生产，能够促使这些方面的模块与标准更加优越，有效保障了开发效率与质量[4]。

4.4 绿色化

因我国社会经济基础与发展环境，部分来自工业化的生产，且为我国社会带来极大经济效益，环境污染问题却不可忽视，因为工业化生产已经产生了生态环境危机问题。对此，在致力于经济发展的同时，还应该发展环境保护。国民对生态保护意识的增强，绿色食品生产加工行业现已取得良好发展，如食品加工各个环节，均表现出环境保护价值理念。可以说，绿色化机电一体化发展存在很大可能性。

5 机电一体化的发展趋势

5.1 全息系统化

全息系统化同时也是智能化，对机器行为的描述，基于控制理论，吸收应用模糊数学、混沌力学、运筹学、心理学、人工智能等新学科方法，模拟人类思维和行为，进而实现更高水平控制。机电一体化技术智能特征也将会越来越明显，机电一体化发展速度加快，研究层次也深入。数控机床和机器人的智能化，但是促使机电一体化产品与人类具有相同智能是不可能的，同时也没必要。但高速度与高性能微型处理器促使机电一体化的智能化，利于生产生活质量的提升。

5.2 微型机电化

微型机电化的研究开发，结合足浴半导体蚀刻技术，且已经完成亚微米级机械元件，若其应用在实际产品中，则实现了电子与机械“融合”，机体、传感器、CPU等集成后，自律元件的体积将会缩小很多。微型机械学则是机电一体化的重要发展方向，外观尺寸非常小，同时具有运动灵活、体积小、耗能少等，一般应用在信息产业、军事及生物医疗领域。

5.3 光机电一体化

光机电一体化也是机电产品的重要发展趋势，其因能源系统、机械系统、信息处理系统、传感系统部件构成，在引进光学技术后，发挥这一技术优势，促使机电一体化系统的传感系统、信息处理系统、能源系统优势明显。

5.4 产品网络的全球化

计算机网络信息技术，为全球生产与社会经济提供了发展契机，同时企业间竞争也从资源竞争转向网络全球化。网络普及，由此产生的控制技术、远程监控技术也朝向网络全球化的发展。

6 结语

总而言之，机电一体化技术是多门学科与技术的整合产物，是新兴科学技术，也是多科学技术融合的结果。并且其作为一种智慧结晶，人们对机电一体化的深入研究，提升了机电一体化水平，其功能与作用，为人们带来更为舒适的环境与生活方式，促进了工业化生产的发展，也为社会进步贡献了力量。