關于機電一體化技術發展的探討

摘 要：機電一體化不是機械裝置與電子裝置的簡單組合，而是在功能上取其所長、有機結合，以實現系統的最佳構成。其目的是增加系統的功能，提高其效率、可靠性和性能價格比，節省原材料和能源，降低生產成本。本文闡述了機電一體化技術的內涵，分析了機電一體化的現狀，對機電一體化的發展進行了展望。

關鍵詞：機電一體化技術 內涵 發展方向 全息系統化 優化包裝機械

引言：現代科學技術的不斷發展，極大地推動了不同學科的交叉與診進，推進了工程領域的技術革命與改造。機電一體化技術是面向應用的跨學科的技術，它是微電子技術、計算機技術、信息技術與機械技術相結合的綜合性高新技術，是機械技術與徽電子技術的有機結合的結果。機電一體化技術的應用，給機械行業帶來了顯著的效益，提高了生產率，提高了產品的性能和質量。

一、機電一體化技術的內涵

1 . 1 機械方面的技術

機電一體化技術如果是樹，那么機械技術就是樹下的土壤。機械技術發展的重點就是和機電一體化技術完美結合，用它那無與倫比的技術重新來詮釋一些概念，在構筑上、原料上、本質上實施一些變化，讓產品質量、體積變小，使精度變準，提高剛度和改變性質的要求。計算機輔助系統在機電一體化的實際運用過程中起著舉足輕重的作用，它和人工智能、專家系統融為一體，將形成先進的機械方面的制造技術。

1 . 2 電腦信息技術

電腦信息技術是機電一體化技術中的一個重要內容，其中資源交換、保存數據、計算、分辨優劣和提供參考意見， 用人工的方法模擬人類智能的技術、模仿人腦神經系統的網絡處理系統均屬于電腦信息處理技術。

1 . 3 系統技術

系統技術就是把相關的各種技術融合起來進行應用，然后再根據整體目標，把整體分成各個互相聯系的有一定功能的部分。接口技術就是系統技術中最重要的一個核心技術，沒有它整體中的各個部分無法有機聯系，可以它就像一座橋梁，起著舉足輕重的作用。

1 . 4 非人力（ 自動） 操縱技術

非人力（自動）操縱技術它的范圍非常之廣泛，這種技術有一套系統的操縱理論。非人力（自動）操縱技術的實施過程是以這套理論作為基礎的。非人力操縱技術可以建立新系統的物理模型、建立能描述系統結構或行為過程的、且具有一定邏輯關系或數量關系的仿真模型，它具體包括：精確定位操縱、速度操縱、自修正操縱等。

1 . 5 傳感檢驗測試技術

如果說一個系統是一個人的話，那么傳感檢驗測試技術就是一個人的眼睛，傳感檢驗測試技術它是系統的重要組成部分。它相當于系統的“窗戶”，它能夠實現自動化的操縱，自動化的調節，它的功能和系統自動化的功能是成正比的。如果傳感器能夠非常迅速、精準的獲得信息，這就說明機電一體化系統已經達到很高的水平。

1 . 6 伺服傳遞動力技術

伺服傳遞動力技術是非常重要的一種技術，例如氣動、電動、液壓這樣的傳遞動力裝置就是這種技術的母體，其實伺服系統就是一個變換裝置。 它會在很大程度上影響系統的動態功用、操縱重量

二、機電一體化的現狀

20 世紀 70 年代，機械學與電子學的結合，使得機電一體化得到飛速發展。“機電一體化”通常可解釋為：利用包括機、電兩個學科在內，對產品和制造系統進行設計的多學科集成方法。

20 世紀 90 年代，光機電一體化技術的興起，正在引導著世界一場新技術領域的深刻變革。國際上光機電一體化系統研究發展迅速。由于具有和機電一體化技術密切相關的汽車工業、電器工業和設備制造業的堅實基礎，歐美、日本等一些發達國家在光機電一體化產品的商品化、市場占有率和現有產品的開發和新理論提出等方面始終處于領先地位。

而我國在許多方面落后于國外，工藝技術水平低是一個重要原因。自從我國實行改革開放以來，科技領域急起直追，我國的光機電一體化技術已取得明顯的成效：數控產品有了很大的提高，尤其是經濟型靈敏數控裝置發展很快，是我國特有的經濟實用產品，不但適應國內市場的需要。部分產品還隨主機配套出口。國內的機械產品采用可編程控制器（PC）和微電子技術控制設備也越來越多，覆蓋面也日益擴大，從紡織機械、軸承加工設備、機床、注塑機到橡膠輪胎成型機、重型機械、輕工機械都是如此，我國自行研制和生產的光機電設備，在質量上也有重大突破，為今后的推廣應用打下了良好的基礎。

三、機電一體化的發展趨勢

機電一體化技術已經滲透到各個學科工程技術領域，并逐漸成為一種產業，而這些產業作為新的經濟增長點越來越受到高度重視，它的發展和進步依賴并促進相關技術的發展和進步。因此，機電一體化的主要發展方向如下。

（一）光機電一體化。一般的機電一體化系統是由傳感系統、能源系統、信息處理系統、機械結構等部件組成的，因此，引進光學技術，實現光學技術的先天優點是能有效地改進機電一體化系統的傳感系統、能源（動力）系統和信息處理系統，光機電一體化是機電產品發展的重要趨勢。

（二）全息系統化—智能化。今后的機電一體化產品“全息”特征越來越明顯，智能化水平越來越高。模擬人類智能，使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，以求得到更高的控制目標。

（三）技術產品—網絡化。網絡技術的興起和飛速發展給科學技術、工業生產、政治、軍事、教育等都帶來了巨大的變革。各種網絡將全球經濟、生產連成一片，企業間的競爭也將全球化。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。

（四）徽型機電化—徽型化。泛指幾何尺寸不超過l。擴的機電一體化產品，并向微米、納米級發展。目前，利用半導體器件制造過程中的蝕刻技術，在實驗室中已制造出亞徽米級的機械元件。當將這一成果用于實際產品時，就沒有必要區分機械部分和控制器了。屆時機械和電子完全可以“融合”，機體、執行機構、傳感器、CPU等可集成在一起，體積很小，并組成一種自律元件。這種徽型機械學是機電一體化的重要發展方向。

（五）自律分取系統化—柔性化。未來的機電一體化產品，控制和執行系統有足夠的“冗余度”，有較強的“柔性”，能較好地應付突發事件，被設計成“自律分配系統”。在自律分配系統中，各個子系統是相互獨立工作的，子系統為總系統服務，同時其有本身的“自律性”，可根據不同的環境條件作出不同反應。

（六）設計產品—綠色化。工業的發展給人們生活帶來了巨大變化。一方面，物質豐富，生活舒適；另一方面，資源減少，生態環境受到嚴重污染。于是，人們呼吁保護環境資源，回歸自然。綠色產品概念在這種呼聲下應運而生，綠色化是時代的趨勢。綠色產品在其設計、制造、使用和銷毀的生命過程中，符合特定的環境保護和人類健康的要求，對生態環境無害或危害極少，資源利用率極高。設計綠色的機電一體化產品，具有遠大的發展前途。

四、結語

綜上所述，機電一體化的出現不是孤立的，它是許多科學技術發展的結晶，是社會生產力發展到一定階段的必然要求。并且隨著科學技術的發展，各種技術相互融合的趨勢將越來越明顯，機電一體化技術的發展前景也將越來越光明。

參考文獻：

[1] 鄭明輝. 論機電一體化技術的現狀和發展趨勢[J]. 科技創新導報. 2011（23）

[2] 趙寶斌. 淺談機電一體化技術的現狀和發展趨勢[J]. 科技風. 2011（12）

[3] 馮哲. 關于機械電子工程與人工智能關系的探討[J]. 現代交際. 2013（11）