機電一體化技術的研究與運用

汪家勇李靖

（1.安徽東風機電科技股份有限公司安徽 合肥 2312022.安徽新華學院安徽 合肥 231202）

機電一體化技術的研究與運用

汪家勇1李靖2

（1.安徽東風機電科技股份有限公司安徽 合肥 2312022.安徽新華學院安徽 合肥 231202）

隨著經濟與技術不斷發展，機電一體化技術以其自身靈活性、便捷性等優勢，在社會各領域中得到了廣泛推廣和應用，取得了不錯的效果。機電一體化技術形成涉及多門學科知識，作為社會發展到一定階段的產物，已經成為促進社會經濟發展的重要推動力。本文從機電一體化技術概念入手，研究機電一體化技術，并在此基礎上探討機電一體化技術的運用，旨在為我國相關領域發展提供幫助。

機電一體化技術；運用；發展

前言

近年來，機電一體化技術在理論、實踐等方面日趨成熟，在各個行業都得到了非常廣泛的應用，且隨著經濟的發展，機電一體化技術融合了機械加工技術、數字化技術等多項技術，具有較強的綜合性特點，為企業生產制造提供了極大的支持。因此加強機電一體化技術運用的研究具有非常重要的現實意義，不僅能夠讓更多的人了解該項技術，且能夠促進技術得到進一步推廣。

1 機電一體化技術概念

技術飛速發展，促使多個學科相互交叉、滲透，為工程領域技術改革提供了極大支持，其中將機械、電子信息技術作為核心的機電一體化技術應運而生，受到了學術研究的重要方向。對于機電一體化技術的認識，各個國家理解角度不同，得出的結論也有所差別。如德國認為“機械、電工及電子等技術的組合”；美國認為“由計算機信息網絡協調與控制，完成包括機械等多動力學任務的機械系統”。但是無論從哪個角度，都不可否認的是該項技術是由多項技術的組合。因此所謂機電一體化技術，在機構主要功能、動力功能等引進電子技術，并立足于系統、整體思想，將機械裝置與電子設備有機整合形成系統涉及的技術。可見，機電一體化技術是一項綜合性技術。

2 機電一體化技術研究

從機電一體化技術概念中能夠了解到該項技術是由多項技術共同組成。系統運行框架如圖1。每個技術都具備其獨特的功能。

圖1 機電一體化系統運行框架

2.1 機械技術

機電產品具備的基本功能、作用都是由機械本體實現的。因此本體優質材料、在精密加工及深度支持下，能夠在一定程度上降低機械結構重量，縮小設備體積，從而賦予機械設備更快的響應力，以此來提高零部件精度、剛度，從而延長設備使用壽命，并在生產、制造工作中發揮積極作用。

2.2 傳感技術

傳感技術，作為機電一體化技術的關鍵性技術，其能夠將測試出來的位移、速度等各類參數信息轉變為統一格式的電信號，并將這些信號輸入到信息處理系統當中，在此基礎上產生相應的控制信號，以此來決定執行設備的運行形式，達到事半功倍的生產制造目標。

2.3 信息處理技術

信息處理技術涉及信息輸入、識別及運算等技術。機電一體化設備在運行過程中，主要是接受信息處理裝置的影響，能夠對信息進行及時、準確的處理，最后直接影響到產品工作質量及效率。

2.4 自動控制技術

自動控制技術作為一項新型技術，是機電一體化系統的重要組成部分，其在運行過程中，控制設備按照預定規律，對被控制對象、過程進行自動控制，達到預期目標。自動控制技術應用范圍較廣，涉及自動控制理論、控制系統涉及等多項內容。在技術支持下，該項技術能夠從理論過渡到實踐。機電一體化系統中，自動控制技術由位置、速度及模糊等多元控制形式，能夠滿足多元生產需求，促進企業產品生產朝著多元方向發展。

2.5 接口技術

通常來說，機電一體化系統由多個要素及子系統構成。為了提高要素、系統之間信息交互、物質能量轉換能力，應在它們之間構建相應的聯系條件，即接口。接口可以是硬件或者軟件。

2.6 驅動技術

驅動技術主要體現在執行元件、驅動裝置方面。其中執行元件由電動、氣動及液壓等部分構成[1]。機電一體化系統當中，常常采用電動執行元件，驅動裝置是指各類電動機驅動電源電路，如電力電子器件、集成化功能電路等。

2.7 系統總體技術

系統總體技術，是一種立足于全局層面，圍繞著系統目標，利用系統觀點及方法，將系統劃分為多個相互聯系的功能單位，并針對對應的各項功能做出相應的反應。在實際應用過程中，通過對各項技術的分析，對技術運行狀態進行綜合評價，從而確保各項社會功能得到最大限度發揮。

3 機電一體化技術的運用

現階段，機電一體化技術已經成為人們生產、生活中常見的一部分，無論是醫療、辦公，還是建筑、機械等領域都能夠看到該項技術的影子。具體來說：

3.1 數控機床方面

經過多年發展歷程，機電一體化技術在數控機床（如圖2）操控精度、功能等方面都取得了顯著的呈現。如針對構造來說，應用總線、CPU體系結構，能夠實現結構的模塊化、構造緊湊等目標。而針對功能而言，可以充分利用開放性設計，采用WOP技術，在一定程度上提高數控機床智能化水平。同時引入大容量存儲器等設備，在原有基礎之上增強了數控機床技術精度，為產品生產奠定了堅實的技術基礎。

圖2 數控機床

3.2 CMS方面

CMS是計算機制造、集成系統的統稱。將機電一體化技術引入到CMS中，能夠實現對全局的動態化、最優化處理，從而在傳統基礎之上突破部門之間的界限，以此來實現對信息流、物流等各項工作的有效控制。不僅如此，還能夠將產品開發、生產準備等多項內容有機整合到一起，以此來深化企業生產經營集成化水平，不斷優化生產要素，從而促進技術在各要素配置中得到廣泛應用。

3.3 FMS方面

所謂FMS，主要是柔性制造系統，一般由料盤、計算機及自動搬運小車等多個設備構成的系統。結合裝配具體要求來看，能夠按照生產要求生產出定量工件，不僅能夠減少資源浪費、且能夠提高生產有效性。該系統具有靈活性、便捷性優勢，非常適合小批量，多品種零散構件生產[2]。工業化趨勢下，在生產過程中引入機電一體化技術成為企業現代化建設的具體要求，且能夠從根本上提高生產效率及質量。

3.4 工業機器人方面

工業機器人作為工業現代化產物，機電一體化技術在其中的應用具體表現如下：①工業機器人能夠按照指令重復某個動作，僅能夠完成簡單的指令，在對象變更、作業環境應變能力較差；②傳感器在其中的應用，能夠處理并獲得對象一般信息，并將機器人運行動態狀況反饋到系統當中，進行針對性處理，促進工業機器人朝著實用化方向發展；③在智能技術的支持下，工業機器人朝著智能化方向轉變，具有一定的邏輯思維，且能夠在工作中根據外部環境的變化做出準確的判斷與決策，具備較強的獨立行動力、環境適應力。

隨著科學技術快速發展，為機電一體化技術提供了極大的支持，同時給技術帶來了更多發展契機，促使其朝著新方向發展。如微型化，微型化作為該項技術發展的重要方向，能夠為信息、醫療及軍事等多個方面提供巨大的支持[3]。具體表現在能耗低、體積小，且能夠幫助人們完成難度較大的工作；智能化作為該項技術發展的主要方向，主要表現在數控機床、機器人智能化。在實踐中，將控制理論作為指導，吸收各類新方法，賦予機器人智能化特點，提高機器人推理判斷力，從而提高控制目標。

4 結論

根據上文所述，機電一體化技術作為現代科學技術發展的重要趨勢，在滿足人們需求、提高社會生產力等方面占據至關重的位置。作為一門綜合性技術，要想最大限度上促使技術發揮積極作用，相關人員應進一步對技術進行研究，挖掘技術特點，并將其應用于醫療、制造等多個領域中，不斷提高社會各領域生產有效性，為人們創建良好的生活空間，從而促使技術轉換為生產力，促進我國國民經濟持續、健康發展。

[1]姜新嘉.淺析機電一體化技術的應用及發展趨勢[J].電子制作，2013（08）：231.

[2]劉軼婭.淺析機電一體化技術的現狀和發展趨勢[J].科技創業月刊，2013（07）：14～15.

[3]張寒松.淺析機電一體化技術的發展及其在鋼鐵行業中的應用[J].機械制造，2012（12）：68～71.

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1004-7344（2016）16-0244-02

2016-5-20