淺談機電一體化技術

【摘要】隨著計算機技術的迅猛發展和廣泛應用，機電一體化技術獲得前所未有的發展。現在的機電一體化，是機械和微電子技術緊密集合的一門技術，它的發展使冷冰冰的機器有了人性化、智能化。

【關鍵詞】計算機技術 機電一體化 發展趨勢

機電一體化最早出現在1971年日本雜志《機械設計》的副刊上，隨著機電一體化技術的快速發展，機電一體化的概念被我們廣泛接受和普遍應用。隨著計算機技術的迅猛發展和廣泛應用，機電一體化技術獲得前所未有的發展。現在的機電一體化，是機械和微電子技術緊密集合的一門技術，它的發展使冷冰冰的機器有了人性化、智能化。

一、機電一體化技術的具體內容

1 機械技術

該技術是機電一體化的基礎，著眼點在于如何與機電一體化技術相適應，利用其他高、新技術來更新概念，實現結構上、材料上、性能上的變更，滿足減小重量、縮小體積、提高精度、提高精度、提高剛度及改善性能的要求。在機電一體化系統制造工程中，經典的機械理論與工藝借助于計算機輔助技術，同時采用人工智能與專家系統等，形成新一代的機械制造技術。

2 計算機與信息技術

其中信息交換、存取、運算、判斷與決策、人工智能技術、專家系統技術、神經網絡技術均屬于計算機信息處理技術。

3 系統技術

以整體的概念組織應用各種相關技術，從全局角度和系統目的出發，將總體分解成相互關聯的若干功能單元，接口技術是系統技術中一個重要方面，它是實現系統各部分有機連接的保證。

4 自動控制技術

范圍很廣，在控制理論指導下，進行系統設計，設計后的系統仿真，現場調試，控制技術包括高精度定位控制、速度控制、自適應控制、自診斷校正、補償、再現、檢索等。

5 傳感檢測技術

系統的感受器官，是實現自動控制、自動調節的關鍵環節。其功能越強，系統的自動化程序就越高。現代工程要求傳感器能快速、精確地獲取信息并能經受嚴酷環境的考驗，它是機電一體化系統達到高水平的保證。

6 伺服傳動技術

包括電動、氣動、液壓等各種類型的傳動裝置，是實現電信號到機械動作的轉換裝置與部件、對系統的動態性能、控制質量和功能有決定性影響。

二、機電一體化系統組成

1 機械本體

包括機架、機械連接、機械傳動等，是機電一體化的基礎，起著支撐系統中其他功能單元、傳遞運動和動力的作用。與純粹的機械產品相比，機電一體化系統的技術性能得到提高、功能得到增強，這就要求機械本體在機械結構、材料、加工工藝性及幾何尺寸等方面能夠與之相適應，具有高效、多功能、可靠和節能、小型、輕量、美觀的特點。

2 檢測傳感部分

包括各種傳感器及其信號檢測電路，其作用就是檢測機電一體化系統工作過程中本身和外界環境有關參量的變化，并將信息傳遞給電子控制單元，電子控制單元根據檢查到的信息向執行器發出相應的控制。

3 電子控制單元

是機電一體化系統的核心，負責將來各自傳感器的檢測信號和外部輸入命令進行集中、存儲、計算、分析，根據信息處理結果，按照一定的程度和節奏發出相應的指令，控制整個系統有目的的進行。

4 執行器

作用是根據電子控制單元的指令驅動機械部件的運動。是運動部件，通常采用電力驅動、氣壓驅動和液壓驅動等幾種方式。

5 動力源

動力源是機電一體化產品能量供應部分，作用是按照系統控制要求向機械系統提供能量和動力使系統正常運行。提供能量的方式包括電能、氣能和液壓能，以電能為主。

三、機電一體化的發展趨勢

1 智能化

智能化是21世紀機電一體化技術的一個重要發展方向。人工智能日益得到機電一體化研究建設的重視，機器人與數控機床的智能化就是重要應用。在控制理論的基礎上，吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數學、心理學、混沌動力學等新思想、新方法，模擬人類智能，使產品具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，以求得到更高的控制目標。

2 模塊化

由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多，研制和開發具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、環境接口的機電一體化產品單元式一項十分負責但又是非常重要的事還需要制定各項標準，以便各部件、單元的匹配和接口。規模化將給機電一體化企業帶來美好的前程。

3 網絡化

20世紀90年代，計算機技術等的突出成就是網絡技術。機電一體化新產品一旦研制出來，只要其功能獨到，質量可靠，很快就會暢銷全球。由于網絡的普及，基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾，而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品。因此，機電一體化產品無疑朝著網絡化方向發展。

4 微型化

興起于20世紀80年代末，指的是機電一體化向微型化和微觀領域發展的趨勢。國外稱為微電子機械系統，泛指幾何尺寸不超過1立方厘米的機電一體化產品，并向微米、納米級發展。微機電一體化產品體積小、耗能少、運動靈活，在生物醫療，軍事，信息等方面具有不可比擬的優勢。微機電一體化發展的瓶頸在于微機械技術，微機電一體化產品的加工采用精細加工技術，即超精密技術，它包括光刻技術和蝕刻技術兩類。

5 系統化

表現特征之一就是系統體系結構進一步采用開放式和模式化的總線結構。系統可以靈活組態，進行任意剪裁和組合，同時尋求實現多子系統協調控制和綜合管理。表現之二是通信功能的大大加強。