論機電一體化技術的發展及應用

沈大軍　袁磊

[摘要]伴隨著機電一體化技術的不斷發展與進步，各類裝置與產品也相應的實現了機電的一體化，這樣，整體優化相對容易實現，產品的生產效率與質量也相應提高，新產品的生產準備的周期也大大縮短，科技成果向商品轉化的速度大大增加，傳統產業的變革也因此開始。社會的發展離不開機電一體化技術。但是從目前機電一體化技術的發展現狀可以看出，只有通過不斷的研究才能使其具備各種不同的功能，在各行各業中被廣泛應用。鑒于此，本文主要分析機電一體化技術的發展及應用。

[關鍵詞]機電一體化；發展；應用

一、機電一體化的內容

機電一體化技術是從系統工程觀點出發，應用機械、電子等有關技術，使機械、電子有機結合，實現系統或產品整體最優的綜合性技術。機電一體化技術，主要包括技術原理和使用機電一體化產品得以實現、使用和發展的技術。機電一體化技術是一個技術群的總稱。機電一體化系統由若干具有特定功能的機械和電子要素組成的有機整體，具有滿足人的使用要求的最佳功能，機電一體化系統。主要是指機械系統與微電子系統相互置換和有機結合，從而賦予新的功能和性能的新一代產品，有良好的人機協作關系。一個機電一體化的系統主要是由機械裝置、執行裝置、動力源、傳感器、計算機這5個要素構成。

二、機電一體化技術的應用分析

（一）在現代機械制造業中的應用

在規模經濟的基礎上建立了傳統的機械制造業，同時，競爭優勢的取得是通過產品結構、重復性、生產批量以及企業規模進行的，資源的有效利用是它所強調的，高效率以及高質量通過低成本來獲得，生產盈利是靠著復雜的專業加工來取代人工技能，靠機器取代人力獲得的。信息是先進的機械制造業的主導，采用先進的制造系統、先進的組織管理形式、先進的制造技術以及先進的生產模式的機械制造業。

（二）在飲料行業中的應用

當前應用前景最廣泛、發展最快的技術之一是機電一體化技術。機電一體化技術不僅在制造業應用廣泛，同時也在飲料、食品包裝機械的開發、制造與設計中也有著廣泛的應用。它不僅能夠讓整條包裝生產線的生產能力、自動化的控制水平提升，還能夠令單機自動化的程度提高，競爭力可以遠超傳統機械控制的設備。

（三）在鋼鐵企業中的應用

1.傳動交流技術

伴隨著微電子技術與電力電子技術的不斷發展，交流調速技術也有了重大的突破。因為交流傳動技術有著獨特的優越性，所以說，直流傳動在將來會被交流傳動技術完全取代。隨著數字技術的不斷創新與進步，復雜的矢量控制技術的實際應用也因此實現，直流調速的水平已經被交流調速系統超越。

2.分布式的控制系統（DCS）

分布式控制系統指的是若干臺面向控制的現場測控計算機以及智能控制單元由一臺中央計算機指揮。通過計算機，對生產過程進行操作、管理、分散控制以及幾種監視。相比于集中型的控制系統，分布式控制系統的安全性更高、功能更全面，成為了目前一體化的主流。

三、機電一體化技術發展的趨勢

（一）智能化

在21世紀機電一體化的主要研究就是智能化，智能化主要針對的是機器行為，是基于控制理論，綜合運用人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數學等一些新技術，讓機器能夠具有人的基礎能力，例如判斷推理、羅輯思維和自主決策的能力，通過不斷的研究，最終可以達到更高的控制要求。

（二）光機電一體化

光電一體化技包括兩方面，分別是產品和技術。光電一體化產品是一種高科技產品，是綜合運用光學、機械、微電子、自控控制和通信技術，具備高功能和附加值，產品特點極其優良，產品體積較小，重量輕，能夠適應各種環境，長時間使用，且使用操作方便、簡潔。

（三）柔性化

柔性化指的是產品具有兩方面功能，首先是產品自身適應性，例如在紡織生產過程中，紡織設備對于各種的纖維都能夠適應，不同織物可以依據織機達到不同織造工藝的需求，一旦品種發生改變紡織設備能夠迅速做出反應。

（四）微型化

微型化是高新技術發展的最終目標，微型電機系統是由可控制和可運動的微型機電裝置組成的，外形都是毫米量級以下。微型機電一體化的產品具有很多的其他產品無法達到的功能，產品體積小、耗能少，能夠醫療和軍事領域被廣泛使用。

（五）網絡化

隨著網絡的普及，很多遠程控制和監控技術的還在不斷發展，而機電一體化產品的就是遠程控制終端設備的一種。同時電器網絡化發展隨著總線和局域網技術的發展成為熱門領域，可以通過網絡技術將家庭電器組合成一個集成系統，人們出門在外也可以控制家里電器，所以機電一體化產品網絡化發展是必然趨勢。

總之，至今為止，機電一體化經過不斷的發展，已經成了一門具有自身體系的新學科，伴隨著相關技術的不斷發展與進步，它的內容也隨之變化。主要的特征如下：機電一體化技術綜合了微電子技術、計算機技術、電力電子技術、接口技術、自動控制技術、光學技術以及機械技術等群體性的技術，從以系統的觀點為出發點，使各功能單元合理的配置，是現在了高質量、低能耗、高可靠性、多功能上的價值。