機電一體化技術的發展與思考

摘 要：微型計算機的發展，日益應用到機械技術的生產與制造中，并能夠對機械的生產過程進行控制，形成機電一體化技術。機電一體化的出現滿足了我國經濟發展需要，順應了時代發展，隨著機電一體化的日益成熟，使得機械行業的效益有了顯著的提升，使作業人員的工作強度減輕，使能源達到節約使用，同時在原材料上降低了消耗量，進一步提高產品質量、性能和生產率。增強了我國機械生產制造業的實力，提高了我國機械制造業在國際中的競爭力。

關鍵詞：機電一體化；技術；發展

1 機電一體化的內容

1.1 機電一體化是多個技術的總稱

機電一體化是一個系統的總稱，這個系統主要涵蓋電子控制系統、機械使用系統和計算機編程系統。將微電子技術與機械技術通過相應的系統數據有機的結合到一起，通過這一整體，可以使系統的功能或者產品達到最佳的使用狀態。機電一體化不僅指的微電子和機械技術，它是多個技術的總稱。

1.2 機電一體化技術是智能系統

機電一體化系統是一個通過傳感器、執行裝置、動力裝置、機械設備等的有機的結合，而形成的一個綜合的智能型的系統。在接受分析處理數據后，通過計算機的輸入數據，將命令傳送給中央控制系統，控制系統最終對所要生產的產品進行制造與加工，上述過程通過執行裝置利用機械裝置來實現的。機電一體化系統主要是機械技術微電子技術相結合，由機械技術負責執行，微電子技術負責控制。優點就是能保證產品的質量和性能的最優。

1.3 機電一體化技術是機械工程與微電子工程有機結合

機電一體化工程是將機械工程與微電子工程進行有機的結合，發揮兩者的優勢實現最大效益。機電一體化工程不僅包括對產品的性能質量的設計還包含零部件的生產制造。在技術人員數據指令的輸入下，將設計與制造相結合，經過機電一體化工程進行處理和分析后，就可以生產出符合要求的產品。

2 機電一體化產品的特點

2.1 機電一體化的結構簡單化

機電一體化技術改變了以往笨重、粗放、巨大的產品形式，使機電一體化產品具有薄、輕、巧、細的特點并繼續優化發展，使機電一體化的制造、設計方法逐步走向模塊化與標準化。

2.2 趨于智能化發展

機電一體化技術具有信息處理、運算、記憶、控制等功能，使機電一體化產品實現多功能和高性能，并逐漸達到智能化。使機電一體化產品符合智能化時代的發展，滿足人們日益增長的需求。

2.3 具有較強的安全性

機電一體化技術使機電一體化的產品具有智能、自動診斷及監視的功能，進而應用到安全監控系統，使監控技術進一步提高，增強可靠性與安全性。

2.4 自帶節能性質

由于機電一體化技術中具有電子信息技術，可以對機械的運行情況進行控制，掌并握準確的運行數據，當運行超出負荷使，機電一體化產品可實現自行控制，并作出調整，起到節能的作用。使機電一體化產品涵蓋了節能的環保理念。

3 新形勢下機電一體化技術發展的趨勢

3.1 機電一體化技術的智能化

從機電一體化的發展歷程來看，智能化將在未來的發展過程中扮演更重要的職責。機電一體化的發展需要智能化技術的支持，智能化是未來機電一體化發展的主要方向。人工智能技術的產生和發展在優化機電一體化技術上起到了很重要的促進作用，提供了很多值得參考的研究資料。機器人技術和數控技術的出現和發展就是智能化帶來的成果。在機電一體化的智能化發展是建立在控制理論的基礎上實現的，另外還融合了運籌學、模糊數學和大數據運算等多方面的綜合技術。未來機電一體化技術一定能夠實現微處理和高速度的運算，目前的部分CNC數控機床就實現了人機對話功能，在智能工藝數據處理方面提供了大量的基礎數據，對于工廠生產的實際操作起到了促進左右，提供了生產效率。

3.2 機電一體化技術的模塊化

隨著市場對產品加工精度和穩定程度的需求提高，產品制造過程中的分工將會越來越精細，所有的分工都應該執行統一的操作標準，在這個需求下，就形成了模塊機構。模塊化是機電一體化技術發展的另一重要趨勢，模塊化就是將電子系統和操作系統分割，通過分割可以實現系統排除故障過程中能夠快速找到設備中存在故障的地方，另外一方面，模塊化便于對設備的加工和維修，最重要的是可以實現對該系統的快速升級改造，不需要額外支出購買設備的費用，僅僅依靠升級操作系統和改良操作防范，就能實現對機電一體化加工設備的升級。例如，在電機控制模塊匯總加入動態捕捉、圖像采集、數據監測、實時測距等功能，在電機驅動模塊加入變頻、節能和減速等功能。在這種方式下，在產品的設計環節就能夠實現模塊的優化和建立，縮短了產品上市的周期，提高了資金的利用效率。

3.3 機電一體化技術的綠色環保化

隨著工業化進程的深入，人類的生活方式發生了很大的變化，對資源的需求量也與日俱增，工業發展給人們的生活帶來了方便和快捷，于此同時，對環境也造成了很大的影響。一方面，大量的工業產品滿足了人們的衣食住行，提高了人們的生活水平；另一方面，大量的工業產品消耗了很多資源，給環境造成了很大的破壞，威脅到了人們的生活健康問題。環境問題越來越受到政府和全社會的關注。綠色環保成為了當今社會生活的主旋律和熱點。機電一體化技術同智能化應用的結合給綠色生產帶來了廣闊的前景，智能化應用主要包括四個方面的內容，分別是：模糊控制、神經網絡、專家系統和遺傳算法。依靠智能化技術，可以提高對資源的利用率，減少廢物的排放。在環境問題日益嚴重的背景下，機電一體化技術的綠色環保將成為必然的趨勢。

3.4 機電一體化技術的微型化

趨勢機電一體化的升級過程必然會向微型化的方向發展。例如，半導體原件制造過程中，蝕刻技術是非常關鍵的一個技術手段，我國的一些科研院所已經制造出了亞微米級的微型化機械原件，這使得蝕刻過程變得簡單精準。微型化的發展使得機械零件能夠進行融合，形成一個集成的新原件，這樣就能減小機電一體化設備的有效體積，給設備升級、智能化提高條件。目前，我國在機電一體化的微型化發展方面取得了一定的成功，關于這方面的研究也在積極進行當中。在未來的發展過程中，機電一體化技術的微型化的應用一定會日漸增多，獲得令人矚目的成就。

4 結束語

隨著科技的不斷發展，機電一體化技術也將更加成熟，大眾視野中的一體化產品也會逐漸增多，其使用會越來越廣泛。在今后的發展中，機電一體化技術將向著智能化、微型化、系統化、模塊化、綠色化的方向發展，它的作用會越來越大，為進一步提高生產效率、推動社會的發展作出更大的貢獻。

參考文獻：

[1] 鄭峰.關于機電一體化技術的應用與思考[J].科技展望，2015（29）.

[2] 王琰.機電一體化技術的發展與思考[J].技術與市場，2016（3）.

作者簡介：

秦楊斌（1983——）籍貫：湖南衡陽 現在職稱：中級 研究方向：機電信息工程。