機電一體化技術及其應用

尹洪波

（浙江安達系統工程有限公司，浙江 杭州 310030）

1 機電一體化概述

1.1 機電一體化概念

機電一體化是一門典型的現代化交叉學科，它涉及到機械、電氣等諸多技術。它是研究將電子器件的信息處理和控制功能附加或融合在機械裝置中的一種復合化技術。就傳統來說，它是機械制造和電子技術的功能集成，就現代化來說，它是人工智能的重要手段之一，尤其是其控制和執行機構，因此它將扮演重要的角色。機電一體化現在的基本思路是智能化地集成各個行業的有效功能于一體，以滿足人工智能日益增長的需求，在實現方式上，現階段最常用的是數控機床和工業機器人，他們是衡量一個國家工業實力的標志。

1.2 機電一體化發展歷程

機電一體化于20世紀后期就已經被提出，當時隨著電子技術與傳統工業關系的不斷緊密化，人們開始研究簡單的機械電子交叉技術，從而奠定了機電一體化的基礎。后來在日本召開了第一屆國際機電一體化學術會議，機電一體化正式走上舞臺，從而正式拉開了其帷幕。臨近21世紀，憑借計算機信息化和電子技術的發展，機電一體化快速成長，發展為集光、電、機、通信等于一體的現代化技術。迅速滲透入機械制造、智能控制等技術領域。而近些年來，人工智能成為時代科技新寵，機電一體化又迎來新的發展機遇，尤其是以工業機器人為代表的機電一體化智能產品，還有智能化的機電光結合技術等。它們為機電一體化提出了新的要求，例如網絡化、微型化、模塊化等。現如今機電一體化技術已經成為人工智能得以實現的關鍵技術之一，它直接決定著人工智能是否具備可操作性，未來它可能會發揮更為重要的作用。

2 機電一體化的主要技術

常規的機電一體化涵蓋了軟件與硬件2類基礎技術。硬件即由機械自身、傳感設備、參數處理模塊及驅動模塊等所構建。為了與計算機進行有效傳輸，我們就要使相關參數傳輸達到標準化和規格化。接口擇取相同指標、規格，不僅可以方便信息的傳遞和維修，同時還可以方便設計。現階段，相關技術工作者正側重于開發低投資、高速串行的接口，進而規避光導纖維、信號電纜非接觸化與光藕設備的大容量化等問題。而軟件和硬件一定要相互制衡，統一發展。為了降低軟件的研制投資，深化生產維修的有效性，我們要試著將軟件予以指標化處理，將內置程序指標化、軟件程序固化、程序模塊化，以及大范圍應用軟件工程等。現階段，機械設備大多是以鋼鐵材料為基本結構的，為了可以有效減輕質量，我們要對產品的基本結構予以簡配舉措，因此可以利用非金屬合成耗材。只有在減輕機械質量的前提下，才可以使驅動系統趨于微型化，進而提高其速率，這樣可以最大化地降低能耗，提高作業的有效性。以傳感設備為基點，從提高精確度、靈敏度等方面入手，在此基礎上要確保其具有較強的抗干擾性。機電一體化，即在主功能、信息處理功能和控制功能上滲透進電子技術，把機械設備和電子化設計與軟件有機地結合在一起，所組建的系統的統稱。從宏觀上分析，機電一體化包括技術和產品2個基本點，是依附于群體技術有機融合的一種拓展性技術，并非單純的機械技術或微電子技術的結合。機電一體化技術的核心功能即替代體力勞動。

3 機電一體化技術的應用

3.1 數控機床

數控機床技術在我國發展的歷史悠久，數控技術無論是在構造上還是在操作性能存在了一定的影響。一是，數控機床存在多種多樣形式的結構，尤其存在CPU系統中較多。二是，數控機床的整體結構有很多的優勢，可以滿足用戶能夠取得最大的利益。三是，數控機床技術有先進的功能，分為不同種類的方式，以達到實現最終的目的。四是，加強較大的存儲設備可以有效的提高數控機床的整體效果，較好的控制CNC的功能。五是，數控機床為機電一體化帶來了較大的影響，起著不可缺少的部分，機電一體化通過數控機床可以實現不同種類的渠道控制，時間了較多的內容。六是，機電一體化中利用系統的優點進行合理的結合可以達到系統的完善。

3.2 柔性制造系統

該系統對機電一體化存在一定的影響，具有普遍意義。柔性制造系統包含了不同的種類。該系統應用范圍較廣，例如：可以應用到不同種類的零用工件中去，所以較多數情況下客戶都是進行隨機生產的。

3.3 分布式控制系統

該系統主要是根據一臺計算機來控制其他計算機而做出的指令進行指導。該系統可以分為不同層次的等級。機電工業對機電一體化的使用過程中可以應用該系統進行有效的控制。在最近幾年可以看出該技術越來越完善，通過不斷的實踐讓該系統的功能有了很大的提高，不僅僅能夠實現監督的功能，還能在工作中進行指導和管理，最后變成可以一起工作的強大的系統。分布式系統有著不同形式的特征，例如：它的功能有很多種而且操作起來很方便等一系列的特征。其次，該分布式系統有較好的安全性能，它可以取代人為導致的問題，這樣可以較好的提高該系統的功能，促進了機電工業的發展。

4 結語

總而言之，機電一體化技術的發展是為了適應現有的生產力和經濟基礎，其發展是必然的，是在對舊事物的改造和發展中逐漸形成的，是舊事物到新事物的重要飛躍，也是促進社會生產力發展的必然趨勢。