機電一體化技術現狀及發展趨勢

丁梓森

江蘇華宇印涂設備集團有限公司

機電一體化技術現狀及發展趨勢

丁梓森

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機電一體化技術是現代科學技術發展的必然成果，也是促進國民經濟發展的不可或缺的高新技術之一。通過應用機電一體化技術研發生產的機電一體化產品已經廣泛應用于各行各業。本文對機電一體化進行了簡要的介紹，并闡述了機電一體化技術的現狀及發展趨勢。

機電一體化；現狀；發展趨勢

隨著生產與技術的發展，通過電子技術、機械技術、信息技術等多技術學科相互結合、相互滲透而發展和形成的機電一體化技術，作為一項新興的邊緣技術學科，得到了廣泛的重視與飛速的發展。根據日本的機械振興協會對機電一體化的定義，指出所謂機電一體化是指在機械的動力功能、主功能、控制功能、信息功能上采用微電子技術，并把電子裝置與機械裝置用相關的軟件有機結合，從而構成的系統的總稱[1]。它是個綜合性的概念，其包含了機電一體化產品和機電一體化技術兩個方面的內容。機電一體化技術指的是包含了技術原理、技術基礎在內的，使得機電一體化產品能夠實現、發展和應用的技術。而機電一體化產品是指通過應用機電一體化技術創造出來的與機械產品有著明顯區別的新一代的機電產品。機電一體化技術對當代的工業發展具有巨大推動力，并被普遍應用于各個行業領域中。

一、機電一體化技術的現狀

在國際上，機電一體化技術的發展可以追溯到二十世紀的六十年代，然而各國政府開始有計劃推動機電一體化技術與產品的研發與發展，則始于1989年召開于日本東京的第一屆國際先進機電一體化學術會議[2]，并形成了以美國與日本為領先的機電一體化技術的發展與應用。在二十世紀九十年代后期，通信技術、光學技術人工智能技術等先進的技術融入到了機電一體化技術中，為機電一體化技術的發展開辟了廣闊的天地，并使其得到了迅猛的發展。如今，以數控機床、智能機器人等為代表的機電一體化產品已經廣泛應用于幾乎所有制造業的領域，并逐步滲入到管理、娛樂、辦公、家庭等領域。同時，機電一體化實現了從單機到整個制造業集成化的過度。計算機集成制造系統的研發使得制造業實現了從生產準備、產品開發、生產實驗到經營決策等整個生產經營管理過程的有機結合。隨著技術的發展，激光技術與微細加工技術也進入到了機電一體化的領域，通過多種技術學科的交叉與結合，在很大程度上進一步開拓了機電一體化技術的應用范疇。

我國對于機電一體化技術的研究與應用始于二十世紀八十年代，通過國家的大力支持與對國際上相關經驗的有效借鑒，我國對機電一體化技術的研究雖然不如歐美、日本等發達國家，但也取得了一定的成績。通過機電一體化技術的應用，我國的數控技術得到了長足的發展，實現了對數控機床尤其是精密型的數控機床的自主研發與應用。同時，我國在工業機器人與計算機集成制造系統的研發上也取得了很大的成績，工業機器人與計算機集成制造系統在制造業領域中得到了初步的應用，并受到了各行各業的廣泛關注。

二、機電一體化技術的發展趨勢

（一）智能化

智能化是機電一體化技術發展的重要方向之一。隨著人工智能系統的產生和發展，機電設備也逐漸朝著智能化的方向發展，機械設備的智能化水平越來越高。所謂智能化，就是以控制理論作為基礎，通過對人工智能、計算機科學、運籌學等學科知識的運用，使得機械設備能夠具備一定的人類智能，并具有一定的邏輯判斷能力，從而實現更高級的控制目標。

（二）綠色化

在綠色環保觀念越來越深入人心的社會大背景下，實現機電一體化產品的綠色化也將成為必然趨勢。通過降低機械系統的能耗與對原材料的消耗，減輕機械系統對生態環境的污染，并提高其可回收性，使得機電一體化產品向高能低耗、低污染可回收、綠色智能的方向發展，是機電一體化技術研究與發展的重要目標之一。

（三）柔性化與模塊化

機電一體化技術朝著柔性化的方向發展，既要求機電一體化產品在實際使用的過程中具有良好的產品自適應性，又指機電一體化產品能夠按照用戶的需求實現針對性的功能定制[3]。而機電一體化產品的模塊化設計是實現柔性化的重要條件，其能夠大大提升機電設備的自動化水平，實現機電一體化產品的可擴展性與可裝配性，使其具備良好的協調性與自組織性。因此，模塊化的設計與制造是目前機電一體化技術的重要發展方向。

（四）微型化

隨著微型電機系統的研發與應用，機電一體化技術朝著微型機器與微觀領域的方向發展也成為必然。微型機電一體化的產品高度融合了微電子技術與微機械技術，耗能少、體積小，并且運動靈活，極其適合運用在軍事、生物醫療等領域的精細操作，有著廣泛的應用前景。

三、結語

機電一體化技術是多門學科技術綜合發展的成果，對其研究和應用又在很大程度上促進了相關技術學科的進步與發展。隨著機電一體化技術的進一步發展，以微電子技術與機械技術有機結合為基礎的機電一體化產品將成為主流并得到廣泛普遍的應用，從而必將使得傳統的生產方式發生翻天覆地的變革。

[1]周雙.機電一體化技術現狀和發展趨勢分析[J].化工管理.2017(03)

[2]曲文君.機電一體化技術的發展趨勢及應用研究[J].機械制造與自動化.2009(04)

[3]楊明,路琴.機電一體化的研究現狀與發展趨勢[J].農機化研究.2006(08)