論機電一體化技術的現狀及發展趨勢

付勇

摘要：機電一體化是基于機械、計算機與電子技術等多門學科的相互結合與滲透，而形成并發展的一門新興技術學科。機電一體化技術是通過微電子技術、機械技術、傳感器技術、計算機技術和控制技術等，實現機械柔性化與智能化控制的一項技術。機電一體化技術是一項技術密集型的系統化工程，電子技術的發展，使機電一體化在各個領域有了廣泛的應用。

關鍵字：機電一體化技術；現狀；發展趨勢

1機電一體化技術及其特點

機電一體化技術是一種在生產實踐中具有良好應用價值的綜合性技術形式，通過機械技術、電工電子技術、微電子技術、信息傳感器技術和信號變換技術等多種技術形態的有機結合，全面提高了工業生產技術水平，改善了工業產品的系統性和完整性，為工業技術科學化發展提供可靠支持。機電一體化技術的應用，能夠在一定程度上加快生產速率，改善生產效率，優化改造工業生產集成電路，從而完善工業系統操作步驟，為工業生產精度控制提供可靠的技術支持。機電一體化的體積小且重量輕，尤其是新型技術產品在機電一體化中的融合應用，促進了新型半導體和集成電路技術研發得以實現，液晶顯示在機電一體化中也逐漸得到廣泛應用，使得機電一體化體系控制有效性得到明顯改善，測量系統在體積和重量上也得到優化。不僅如此，機電一體化技術具備高集成控制系統，操作流程運行狀況可依據計算機控制得以實現。機電一體化技術的應用促進了操作系統的簡化，并且為系統整體安全運行提供可靠保障。

2機電一體化技術的發展現狀

2.1機電一體化技術的發展

業內公認的機電一體化技術出現的時間為20世紀60年代。機電一體化技術最初的出現是為了戰爭服務，但是隨著社會的發展，機電一體化更多的應用于其他領域，包括食品加工、航空航天、金屬冶煉等。當前，機電一體化已經經過了70、80年代飛速發展的階段，開始向智能化方向發展，成為了系統的、有獨立的知識體系的學科。在機電一體化的發展歷程里，各國的研究人員很早就將機電一體化技術應用到軍事領域之外的地方，包括食品生產、機械生產、機械設計等領域。在計算機技術出現之后，機電一體化技術又將計算機技術納入研究體系，發明了自動洗衣機、自動烘干機、抽油煙機等產品，極大的提高了人們的生活質量。在我國，機電一體化技術的發展時間較其他國家晚，在加上我國不重視相關專業的人才培養，傳統的機械行業比較落后，我國的機電一體化與發達國家存在一定的差距。

2.2機電一體化的現狀

機電一體化是一種將機械工程和電子技術有機的結合在一起的系統。機電一體化是指在對原有的機械產品進行改進，是機械產品在使用過程中可以使用電子技術進行信息控制、動力控制、操作控制等。與過去的電氣制作的機械所完全不同的是，在本質上，機電一體化是將涉及的技術全部融合在一起，雜糅為一個整體的綜合性較高的技術。由于科學技術的進一步發展，機電一體化的體系逐漸趨于完善，技術有了比較明顯的特征。從技術層面分析，機電一體化綜合涉及了各個方面的技術，包括電子技術、計算機技術、自動控制技術等，在運用這些技術時進行一定程度的磨合，科學的將這些技術組合起來，最大限度的實現機械生產的高效率、低能耗。

3機電一體化技術的應用領域

3.1工業機器人

工業機器人是當代社會的三大支柱性產業之一，機器人的出現是人類最偉大的發明，一個國家機器人的發展水平代表了一個國家工業發展的水平。機器人能夠完成人類不能完成的復雜的工作任務，智能機人作為生產和服務的工具，其大量的應用了智能化技術和機電一體化技術，機器人作為信息化、智能化的設備產品，開辟了新的技術領域。

3.2數控機床

數控機床在生產加工中必不可少，隨著機電一體化技術的發展，數控機床的機構、性能、操作方式、控制精度都有了較大的改變，例如，隨著機電一體化化技術的發展，本來需要多臺數控機床才能完成的加工任務，現在只需一臺數控產品就能完成產品的加工，并且加工時間大大減少，新型的數控機床能夠同時完成多個任務，提高了產品的加工效率。

3.3柔性制造系統

柔性制造系統主要是計算機化的制造系統，該系統主要由計算機、機床、自動搬運系統、自動化的倉儲系統等組成。柔性制造系統可以較好的制定加工生產任務和各部門的統一協調工作，并且由于機電一體化系統逐漸完善，柔性制造系統應用到品種多樣、小批量、需要反復改進的加工中。機電一體化技術正好彌補了這些問題。

4現代機電一體化技術發展趨勢

4.1智能化

智能化是機電一體化技術首屈一指的趨勢和特征。同時，也是機一體化被全世界矚目并報以厚望的原因所在。現代機電一體化技術主要從化智能化的角度出發，通過加強判斷推理、邏輯思維、自主決策等類人化行為來提高技術質量。對開發機電一體化產品來說，智能化并不能代表完全取代人，因此不能過度追求高智能和多智能。

4.2模塊化

機電一體化技術操作應用的過程中，在未來的生產中，生產制造商將會逐漸變多，為了能夠促使機電一體化技術向著多功能和多層次結構方向發展，而不需要格外的機電一體化技術升級和改裝，則可以通過設置模塊化進行使用，以此能夠在模塊化的基礎上，設定功能模塊，促使在同一個主機控制下，進行多功能的生產。如果在模塊生產運營中出現問題，那么工作人員則需要對出現故障的模塊進行維修，整體上降低了維修的幾率。

4.3網絡化

隨著計算機的普及、網絡化視野的打開，互聯網技術和大數據時代的到來給人們日常生活及科研、設計都帶來了巨大的便利。再加上網絡化依托經濟全球化趨勢，新產品在被研制發出時，若能滿足人們的用戶體驗，就會風靡全球。同時，網絡的普及能使產品得到迅速推廣。現場總線和局域網技術為家用電器網絡化的實現起到了推波助瀾的作用，通過借助家庭網絡能滿足人們足不出戶就可網購產品的功能。

4.4微型化

微型化是計算機產品在體積和規模上的一大發展趨勢和革新方向。微機電一體化產品，一般是指幾何尺寸最多為1cm的機電一體化產品。這一類產品有其自身優點，即由于產品體積小、耗能少，能實現靈活攜帶，在應用上非常方便。

4.5綠色化

過去中國制造業發展迅速，為經濟創造效益的同時也產生不利影響，造成了嚴重的環境污染，尤其近年來看到的霧霾正在影響著人們賴以生存的生態環境。因此保護環境資源、回歸自然也便成為了機電一體化產品研發的目標和要求之一。綠色產品就是在這種呼聲下應運而生，未來綠色化也是時代的趨勢。綠色主要是指在設計、制造、使用和銷毀的生命環節中對可持續發展觀的落實和響應，能以人們的健康生活為出發點設計相應的產品，對生態環境無害或危害極少，堅持資源分類并進行回收，從而提高資源利用率。

結束語：

機電一體化是多種學科與技術結合的結晶，是制造技術發展的新方向，隨著數字化、信息化時代的加快，機電一體化在數控機床、人工智能、工業機器人、新型制造等領域將不斷加快智能化、模塊化、微型化和綠色化發展步伐，為我國社會生產提供更大的效益，為社會帶來更大的變革。

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