淺析機電一體化技術的現狀及發展趨勢

文/王志強

淺析機電一體化技術的現狀及發展趨勢

文/王志強

湖南湘鋼鑫通爐料有限公司

機電一體化是現代科學技術和時代飛速發展的產物。機電一體化技術的發展速度驚人，應用越來越廣泛。基于機電一體化技術的應用分析，機電一體化技術進行了系統的分析結構，并思考其未來的發展方向，以加速機械電子工業在我國的發展。

機電一體化；現狀；發展趨勢

引言

科學技術的不斷發展，使整個社會快速的向科學技術發展，對人類的生活日益關系密切。當然，機械和電氣領域也不能脫離時代，一枝獨秀。在科技革命的影響下，機電一體化技術逐漸應用到社會的相關產業中。據筆者所知，有許多行業均采用機電一體化技術。機電一體化技術的應用現狀和未來的發展還有待于進一步的探索和研究。

1 機電一體化技術發展現狀

機電一體化在20世紀90年代才開始進入新的發展階段，經過近20年的發展，機電一體化技術已取得了一定的成績。所謂機電一體化技術，是指機械、電工、計算機等多種儀器和技術的集成，并將其應用到相關領域。具體來說，機電一體化技術主要包括機械技術、自運動控制技術等技術的綜合應用。機電一體化技術的優勢主要體現在以下幾個方面：一是采用多種技術和設備，功能多，應用范圍廣，大大提高了生產質量和效率。其次，應用各種軟件，特別是編程技術，不僅效率高，而且易于檢查和維護。另外，機電一體化技術和設備自帶的監控功能，對提高運行安全起著至關重要的作用，要優化性能，大幅度提高效率和質量。

2 機電一體化技術的應用

機電一體化技術在我國的各個領域都有著廣泛的應用，典型應用包括工業機器人、鋼鐵等，具體性能如下：

2.1機電一體化在工業機器人中的應用

我國將研究與開發的機器人在1986年列入國家科學和技術，掌握了設計和制造的機器人技術、機器人關鍵部件的生產等，并進入實用化階段，開發了弧焊、點焊以及可以步行、攀巖的各種機器人進行水下作業。目前，國內相關研究機構和企業已經掌握了工業機器人，利用制造技術的優化來解決工業機器人的控制、驅動系統的設計技術，如軟件設計和機器人編程的關鍵技術，并掌握大機器人弧焊、點焊自動生產線（工作站）和外圍設備的開發和制備技術。現在，有超過200家在中國從事機器人研發的單位，專業從事工業機器人的發展已經超過50家，中國市場共有近一萬臺工業機器人。前三名工業機器人企業的行業集中度約為30%。目前，大量智能化、數字化的工業機器人逐漸取代了傳統手工裝配流水線的工作方式，智能工業機器人的廣泛應用，不僅解放了大量的人力，而且大大提高了工業生產的質量和水平。此外，隨著機電一體化技術在工業機器人優化升級中的應用和產生，逐步推動機電一體化技術在工業上的發展。

2.2機電一體化技術在鋼鐵企業中的應用

機電一體化技術在鋼鐵企業中的應用，能使儀表、顯示設備、通信設備、微機等系統聯合起來，以提高鋼鐵企業生產的安全質量，在可靠性和精度等方面做出了重大貢獻。機電一體化技術在鋼鐵企業中的應用主要體現在以下幾個方面：其在高爐控制系統中的應用可以實現系統的智能控制。其次，利用信息采集系統收集在鋼鐵企業中各單位的數據和信息的計算機控制中心，并由計算機控制中心通過網絡通信系統實現對機組的動態控制；再次，采用現場總線技術，它可以提高溝通的效率。第四，計算機集成制造系統可以全面地控制生產過程，為鋼鐵企業的綜合控制打下堅實的基礎。

2.3機電一體化技術在煤礦企業中的應用

機電一體化技術在煤礦企業生產中的應用，有效地提高煤礦機械設備的質量、運行效率顯著提高，運輸安全監管效率，而且機電一體化的設備有重量輕，體積小等眾多的功能和操作方便的優點，減少在同一時間操作人員的工作強度，在很大程度上提高生產效率和煤炭質量，在提高煤炭企業經濟效益方面發揮了重要的作用。

2.4機電一體化技術在數控機床中的應用

中國的數控技術開始在1958年。第九個五年計劃結束后，國產數控機床國內市場占有率達到50%，國產數控系統配置達到10%。在對中國的數控技術發展的近50年，特別是在第四個五年計劃，我們已經取得了良好的結果。目前，國內自動化裝備已達3000套以上，主軸及送料裝置5000多臺。數控機床以其獨特的優勢得到了廣泛的推廣并應用于工業生產中，數控機床的多樣化，數字化的發展方向，通過機電一體化技術的在數控機床的應用，能促進數控機床的模塊化以及向總線型方向發展，顯著提高數控機床工具的制造效率和運行精度。同時，機電一體化技術的發展，使數控機床逐漸向智能化方向發展，大大提高了生產效率和精度，與傳統機械生產相比具有明顯的優勢。

3 機電一體化技術的未來發展趨勢

以其獨特的優勢，機電一體化技術得到了廣泛的推廣和應用，以及應用科學和技術的發展，推動機電一體化技術的創新發展，機電一體化技術的發展趨勢主要表現在以下幾個方面：

3.1綠色環保趨勢

在低碳、環保的時代背景下，機電一體化技術的應用能夠有效地提高資源的利用率，發揮資源的最大價值，減少資源的浪費，大大減少對生態環境的破壞或不利影響。同時，隨著綠色、環保理念的持續推廣和進一步深入，機電一體化技術不僅可以減少資源污染物和廢棄物的排放，還可回收污染物的使用，最大限度地發揮資源的價值，實現經濟效益和環境效益雙贏效果。

3.2微型化趨勢

在這個階段，不僅宏觀經濟逐漸向微觀經濟發展，以機電一體化技術為代表的機械行業，并逐漸向微型機械的方向發展，特別是納米技術的推廣和應用。微米技術對產品向小型化發展機電一體化提供了方便。同時，微機電一體化產品耗材少、重量輕、能耗低、體積小，已廣泛應用于工業機械行業，在法醫學、醫學和生物技術方面均有很好的發展前景。

3.3智能化趨勢

隨著科學技術的迅猛發展，當今社會逐漸進入智能時代，智能機器人的研發在應用在生活中工作中，不僅可以替代大部分的功能，而且部分功能比人類更強大，智能機器人可以升級，轉型，不斷豐富和完善智能機的功能，其在機電一體化領域中的應用，可以顯著提高機電一體化的操作和工作效率。

3.4網絡化趨勢

互聯網已經覆蓋全球，并隨著計算機網絡應用的普及和深入，在機電一體化領域的應用中取得了良好的效果，尤其是“互聯網十物聯網”的格局，促進機電一體化在網格網絡中起的至關重要的作用和方向發展。

3.5模塊化趨勢

機電一體化產品和技術可分為機械、電子和軟件三部分。模塊化技術是這三種技術中常用的技術。模塊化技術可以降低產品的開發和生產成本，提高產品在不同產品之間的泛化程度，提高產品的裝配性可擴展性。隨著微處理器性能和微機械電子技術的發展，機電一體化模式越累越多的出現在市場上。通過這些模塊，我們可以方便快捷地設計制造各種新型機電一體化產品。

4 結束語

機電一體化技術的應用領域還比較少，效果有限。在未來的發展中，也需要大量的技術支持。為了推動我國更快地實現工業化，機電一體化技術是工業機械化發展的必然趨勢。在如今，機電一體化技術將將給各方帶來巨大的經濟和社會效益。隨著機械技術的結合，微電子技術是機電一體化技術的主體是機械工業發展的必然趨勢，機電一體化技術的廣闊發展前景將越來越光明。

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