論機電一體化技術的發展和應用

摘 要：隨著科學技術的不斷更新，機電一體化發展也在不斷完善，不斷被賦予新的內容。機電一體化又被稱機械電子工程，是機械工程與自動化的一種，是指在機構的主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術，將機械裝置與電子化設計及軟件結合起來所構成的系統的總稱，機電一體化通過相關計算機通信網絡，拓展了機電一體化的空間與范圍，使得機電一體化成為更方便、快捷、安全可靠的工控技術模式。本文將就機電一體化技術的應用和未來發展趨勢進行探討。

關鍵字：機電應用；一體化；發展；智能；

文章編號：1674-3520（2015）-07-00-01

一、機電一體化的應用

（一）數控機床。數控機床在經過發展之后在結構、功能、操作和控制精度上都有迅速提高，具體表現在：總線式、模塊化、緊湊型的結構，開放性設計，能最大限度地提高用戶的使用效益。大容量存儲器的應用和軟件的模塊化設計。能實現多過程、多通道控制，系統的多級網絡功能，加強了系統組合及構成復雜加工系統的能力。

（二）計算機集成制造系統。計算機集成制造系統打破了原有部門之間的界線，實現從經營決策、產品開發、生產準備、生產實驗到生產經營管理的有機結合。而不是現有各分散系統的簡單組合，是全局動態最優綜合。它實現了從經營決策、產品開發、生產準備、生產實驗到生產經營管理的有機結合。使各種生產要素的潛力可以得到更大的發揮。數字技術的發展，實現了復雜的矢量控制技術實用化。

（三）柔性制造系統。柔性制造系統主要由計算機、機器人、料盤、數控機床、自動搬運小車和自動化倉庫等組成，是計算機化的制造系統，。它可以隨機地、按量地按照裝配部門的要求來生產任何工件，特別適于多品種、中小批量、設計更改頻繁的離散零件的批量生產。

（四）工業機器人。最新的工業機器人與計算機關系密切。機電一體化是社會生產力發展到一定階段的必然要求。它促使機械工業發生戰略性的變革，使傳統的機械設計方法和設計概念發生著革命性的變化。

二、機電一體化的發展趨勢

機電一體化是近幾年才出現的一門新科學、新技術，但它卻必將是當前世界技發展的必然趨勢，隨著科學技術的不斷發展.高新技術的發展越來越受國家、社會和企業的關注與重視。該技術的使用。不僅能夠提高企業的經濟效益.而且能夠增強企業的核心競爭力.當今社會國際競爭的實質.是以經濟和科技為核心的綜合國力的較量.一定隉度上代表著技術發展水平的機電一體化技術.將會越來越被重視越來越好的發展。

（一）智能化。即要求機電產品有一定的智能，使它具有類似人的邏輯思考、判斷推理、自主決策等能力。隨著模糊控制、灰色理論、神經網絡、小波理論、混沌與分岔等人工智能技術的進步與發展，為機電一體化技術發展開辟了新的方向。

（二）數字化。數字化的實現將便于遠程操作、診斷。微控制器及其發展奠定了機電產品數字化的基礎，計算機網絡為數字化設計與制造提供了基礎，數字化要求機電一體化產品的軟件具有高可靠性、易操作性、可維護性、自診斷能力以及友好人機界面并將便于遠程操作、診斷和修復。

（三）模塊化。機電一體化產品和技術可分為機械、電子和軟件三個主要部分。模塊化技術是這三者的共同技術。由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多，研制和開發各種機電一體化產品單元模塊是一項復雜而有前途的工作。模塊化技術降低產品研發成本，提高不同產品間的零部件通用化程度，提高產品的可裝配性、可維修性和可擴展性等。機械技術、微電子技術的有機結合為主體的機電一體化技術是機械工業發展的必然趨勢，規模化將給機電一體化的相關企業帶來更廣闊的發展。

（四）網絡化。電子技術日新月異的發展引起了巨大的變革，網絡逐漸普及，基于網絡的各種遠程控制和監視技術也得到了發展。而遠程控制的終端設備就是機電一體化的相關產品，機電一體化設備產品無疑應朝網絡化方向發展。科學技術、工業生產、政治、軍事、教育及日常生活都受其影響。機電一體化產品無疑朝著網絡化方向發展。

（五）微型化。微型化是精細加工技術發展的必然，也是提高效率的需要。隨著信息技術的發展，微電子系統的幾何尺寸越來越小，由于微機電一體化系統具有體積小、耗能小、運動靈活等特點，可以很方便的進行一些一般機構難以進行的操作，比如一些微型的手術、航天工業中，機電工程的微型化發展在這些高精尖的領域具有廣泛的應用前景。

（六）人性化。由于機電一體化產品的最終使用對象是人，如何給機電一體化產品賦予人的智能、情感和人性顯得愈來愈重要，機電一體化產品除了完善的性能外，還要求在色彩、造型等方面與環境相協調，最高境界就是人機一體化。光機電一體化是機電產品發展的重要趨勢，要在機電一體化技術中引進光學技術，充分利用光學技術，有效地改進機電一體化系統。

（七）集成化。集成化既包含包含在生產過程中同時處理加工、裝配、檢測、管理等多種工序，還包含了各種技術的相互滲透、各種產品不同結構的優化與復合。可將系統分解為若干層次，使系統功能分散，并使各部分協調而又安全地運轉，然后再通過軟、硬件將各個層次有機地聯系起來，使其性能最優、功能最強發展。

（八）智能化。在科學技術發展的時代，機電一體化技術中的智能化也在快速發展。智能化是機電一體化與傳統機械的最重要的區別，這也是未來幾十年重要的發展方向。以計算機科學、模糊數學、運籌學、動力學、人工智能、心理學等新的學科方法以及設計思想模擬人類的思維能力，機電一體化產品將具有智能，具有一點簡單的判斷能力和決策能力，可以取代一些人類的體力勞動和一部分運算處理，并給工程的決策控制提供重要的支撐依據。隨著機電一體化技術的發展， 機電一體化產品智能特征也越來越明顯， 智能化水平也是日趨上升。

機電一體化技術或者產品的出現是應運而生與時俱進的，它包括了電子技術、計算機技術、微電子技術等多方向技術，是社會生產力發展到一定階段的必然趨勢。將來，隨著科學技術的進步以及社會生產力的提高，機電一體化水平將向更高層次發展。

參考文獻：

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