機電一體化技術應用的意義及發展趨勢

譚勇

摘要：機電一體化是一門新興技術學科，融合了計算機、電子、機械、光學、信息等學科，隨著經濟的發展，它在工業生產的應用越來越廣泛。本文首先對機電一體化的概念進行簡單的介紹，再在此基礎上探討機電一體化技術的應用現狀及未來發展趨勢。

關鍵詞：機電一體化；應用；發展趨勢

前言

隨著科學技術的發展，各個學科技術相互交叉融合，促進了新領域技術的革命與發展。在機械工程中，利用微電子技術以及計算機技術形成機電一體化，大大改善了機械工業領域的技術結構、產品構成以及生產管理方式。因此，在工業產品設計過程中，機械工程機電一體化是由機械、電子、信息技術協同構成。

1.機電一體化的概述

機電一體化技術是機械技術與電子技術結合的產物，機電一體化包括：計算機技術、信息技術、微電子技術以及光學技術、液壓技術等多學科技術，通過多技術的綜合運用能夠實現對多功能系統進行合理布局與配置，實現了生產的低能耗、多功能、高質量的要求，促進了生產系統的最優化發展。當然機電一體化技術并不是所有技術的重合疊加，而是對所有技術系統化運用，實現各個技術的綜合整合，機電一體化設備主要包括：執行部分、動力控制以及機械本身三個部分，而機電一體化系統則主要包括：磁、光、氣、液、電、機等。概括來講：機電一體化技術就是在對計算機信息處理、控制以及可驅動原件特性等技術進行充分應用的一門現代化的高科技技術。

2.機電一體化技術應用的意義

從機電一體化產品的優勢我們可以看出：運用一體化技術有以下幾個方面的優勢：

（1）產品操控更加智能化。機電一體化技術的運用在機械制作領域有非常重要的意義。因為機電一體化技術以微處理為核心，通過將數據信息操控系統結合在一起就可以大大增強整個系統控制的準確下。在機械生產的過程中，整個工業具有高速化、連續性的特點，如果不采用機電一體化技術就難以對產品線進行智能化的控制，無法配套各個設備的系統控制。

（2）機電一體化技術可以采用分布式控制，實現生產最優化。通過分布式控制能夠對現場的計算機一級操作系統實現集中監視、分散操作。因此，隨著分布式控制系統的發展以及應用，能夠實現對整個生產過程的控制，從而紅絲線調度生產以及產品統計管理的最優化，提高整個綜合系統的生產效率。

（3）多產品兼容，有效實現資源共享。通過開放式的控制系統，可以實現對于信息的互換以及兼容不同種類的產品，實現產品兼容資源共享。通過互聯計算機設備，可以實現與控制設備額互連，從而實現控制一體化。

（4）計算機集成化程度高。通過計算機集成制造系統將生產經營管理以及過程控制整合為整體，實現從原料進廠到生產加工的一體化控制。在實現計算機全過程自動化的基礎上，實現信息資源的有效共享，實現對生產過程的統一管理，適應現代企業的發展。

（5）實現生產交流傳動技術，提高產品的歡迎度。在科學技術的不斷發展過程中，各項電子、微電子技術快速發展，通過交流傳動技術能夠更好更快地實現產品的平滑調動。

3.機電一體化的發展趨勢

3.1智能化的發展趨勢

人工智能化為當前工業生產及人們生活的重要發展趨勢，機電一體化技術也不例外。相關工作人員在開展機電一體化的研究過程中，對人工智能尤為關注，其中一項重要的智能化應用即為機器人與數控機床的應用。其中，智能化主要描述的是生產或生活機器的工作行為，具體來說便是在采用人工智能等新型的方法開模擬人類的只能，通過賦予機器判斷、決策等高級思維能力，從而促進控制目標的實現。盡管機電一體化產品無法與人的智能相媲美，但通過應用高速、高性能的微處理器，賦予機電一體化產品人的部分智能是完全可行且極為有必要的。

3.2網絡化的發展趨勢

自上世紀九十年來以來，計算機等新型技術的顯著成就即為網絡技術在軍事、教育、工業生產等各個領域得到了廣泛應用，并使其發生了巨大的變革。通過各種網絡技術的運用，全球的生產與經濟已沖破了時間與空間的禁錮，各大企業競爭也日益激烈，并朝著全球化的方向發展，考慮到這一因素，研制出行之有效的機電一體化軟件及產品具有非常重要的現實意義。此外，各種遠程監控技術在網絡、計算機技術發展的影響下，正逐步發展壯大。我們相信，家用電器在局域網技術發展下，最終將會實現網絡化，從而實現人們在家里也可享受高科技帶來的便利的目標[3]。基于此，網絡化為機電一體化產品發展的大勢所趨。

3.3微型化的發展趨勢

微型化這一概念在上世紀八十年代末期得到興起，其指的機電一體化技術將以微型機器為主要應用技術的發展趨勢。微型機電一體化產品指的是尺寸在1厘米以內的機電一體化產品，且這一類產品還將朝著微米、納米等更微型的方向發展。由于體積小且輕便靈活，并且消耗的能量少，因而微型機電一體化產品在社會各個領域得到了廣泛應用，并發揮出了重要作用。在機電一體化微型化發展過程中，微機械技術起著功不可沒的作用，因此，為促進機電一體化技術朝著微型化方向順利發展，進一步改進并完善微機械技術具有重要意義。

3.4系統化的發展趨勢

在工業建設及生產過程中，機電一體化的系統化表現之一即為機械系統結構在采用現代化開放式的總線結構的基礎上，實現了系統可任意剪裁及組態的目標，進而使得機械系統的多項子系統可順利開展協作及共同管理等工作。另一項表現特征便是極大程度上加強了通信功能，除了RS232之外，還具備了一定的人格化。就當前形勢分析，機電一體化技術及產品未來將會把產品與人之間的和諧關系作為工作及研究的重點，人格化也將更為顯著。在機電一體化中，其人格化主要包含以下兩個層面的含義：其一，由于人為機電一體化產品的使用對象，因而賦予產品人的智能與情感尤為重要，尤其是家用機器人，其最高層次的境界便是實現人機一體化；其二，通過對生物機理進行模仿，從而研發出多種實用、可靠的機電一體化產品。

3.5綠色化的發展趨勢

人們的生活在工業不斷發展的形勢下，發生了不可想象的改變。盡管人們的物質要求得到了充分滿足，但工業的發展對生態環境產生了嚴重的破壞，自然資源銳減。于是，人們紛紛對自然資源保護投入了高度的關注，綠色產品這一概念也便應運而生。無論在設計、制造，還是具體使用及銷毀等各個環節中，綠色產品對自然環境產生的危害極少，甚至不會產生危害，且具有非常高的資源利用率。因此，設計出使用過程中不對自然生態環境造成污染，報廢后還可進一步回收利用的綠色化機電一體化產品，具有非常重要的現實意義。

總結語

綜上所述，作為眾多學科與技術發展的綜合，機電一體化為社會生產力發展至一定階段的必要需求與趨勢。隨著各種新型技術的普及與發展，其相互融合的趨勢也將愈發明顯。在此種形勢下，機電一體化技術將在社會生活及生產等各個領域得到廣泛應用，并具有更加光明與廣闊的發展前景。

參考文獻：

[1]戴群亮.機電一體化的發展動向及展望[J].長春大學學報，2010（4）：4l-43.

[2]宋云奪.光機電一體化產業的未來[J].光機電信息，2010（12）：1-2.