機電一體化與電子技術發展論析

蔣冬連

[摘要]機電一體化與電子技術的結合發展，對推動我國科技發展有著非常重要的作用。緊密結合機電一體化和電子技術現狀，能夠確保我國的機電裝置使用更為高效與便捷，推動我國產業進入快速發展軌道，逐漸完成長遠的發展目標。文章結合教師多年的研究實踐，對機電一體化與電子技術進行探討，分析其應用實踐與發展方向，為促進我國機電裝置技術的可持續發展提供借鑒。

[關鍵詞]機電一體化;電子技術;發展

[中圖分類號] G71 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-6058（ 2020）21-0095-02

伴隨著經濟與科技的不斷發展，當前我國的電子技術與機電一體化應用在科技領域中掀起一股浪潮，兩種有著高度相關性與契合度的技術結合，能創造出更為高效與便捷的機電設備，進一步推動我國現代化建設工作向前發展。在建設可持續發展、綠色生態社會的號召下，機電一體化與電子技術發展又向著綠色、智能以及模塊化的趨勢發展，為我國可持續發展戰略的實現奠定堅實的基礎。由此可見，對機電一體化及電子技術的運用和發展進行探討具有時代性意義。

一、機電一體化及其發展歷程

1.機電一體化簡述

機電一體化包含的內容有電子技術、機械技術、微電子技術、信息技術、傳感器技術等，而機電一體化則是這些先進技術的融合。無論任何領域應用機電一體化設備，都是現代化生產的表現。多年來，有不少學者對我國的機電一體化發展、應用進行了探討，均發現機電一體化的系統性功能特征，有著不同的組成部分與組成要素，要探討其最大化的發展價值，必須將各個要素結合起來，將信息流動控制微電子系統程序的功能利用起來，這樣才能更合理地促進其發展應用。

2.機電一體化的發展歷程

機電一體化發展的第一階段，最早是出現了機電數控機床，它的出現對我國工業化發展產生極大的促進作用。第二階段主要是微電子技術，這時的機電一體化基本已滲人生產環節中，促進我國工業化生產不斷優化升級，如汽車產業的微電子應用占比達到70%以上。隨后集成電路得到廣泛應用，我國汽車制造業的精確度得到進一步提高，信息化技術應用的范圍更大，這時微電子技術的發展對設備運行期限的縮短有著極大的作用。第三階段所體現的技術主要為PLC控制技術，PLC即可編程邏輯控制器，這時我國的機電一體化已進入可編程控制發展階段，而這一階段的歷程比較長，是單機轉變為多CPU控制的過程，應用的PLC機電一體化控制系統有DCS系統、SCADA系統、ESD系統等。發展至后期，PLC控制系統可進行現場總線布設工作，并可提供通信接口給系統應用，能夠利用網絡技術促進機電一體化的發展。第四階段則進入眾多新型技術噴發的時代，如廣泛應用的新技術包括信息技術、模糊技術和激光技術等。信息技術通過高效處理信息的方式獲取機電加工信息，提高信息技術應用在機電一體化后產生的經濟效益;模糊技術通常用于對機電一體化模糊信息的處理，在這一技術應用下，傳統熟悉邏輯的限制則不復存在;激光技術是對機電一體化集中控制能力的提升，其具備普通光源沒有的定位性功能，通常應用在穿孔、打孔的操作中。

二、應用機電一體化技術的優勢

1.提高生產力，保證工作質量

將機電一體化技術應用在各領域的產品中，有助于提高自動管控與處理的能力，提高檢測程度、面積和管控的靈活度，應用自動體系還能提高機械操控的準確性，確保機械的運作在預設的規劃要求內進行和完成，很大程度上消除人為操作產生的各種不利影響，確保操作的效率達到預設的理想水平，保障產品生產加工的達標率和整體的生產效率。另外，機電一體化還有高度的自動化性能，能夠提高生產的水平與總量。比如在數控設備上應用數控機床，通過加入自動監控和處理裝置的過程，機床生產加工的穩定性和制作的效率將大大得到提高，比普通生產機床的效率高出好幾倍。

2.顯著提高可操作性

應用程序管控和數字顯示的功能，取代傳統的操作手柄和按鈕，以提升機電一體化操作的簡單便捷性。在實際的操作中應用電子體系預設程序，發揮指揮管控的作用，所有的操作在任何時候都可重復進行。而高級的機電一體化還能在外界變化的應用信息中以被控目標為依據，根據實際情況智能化地規劃工作流程，以達到自動操作的效果。如切割機、激光測量儀以及電火花加工機床等，這些電子設備都有其顯著的特點。

3.提高使用的安全性與可靠性

機電一體化設備具備警報、自動判斷和保護的性能，一旦運作過程中出現電流、電荷或電壓過大甚至短路的情況，都能進行自我保護，降低各種生產事故的發生率，很大程度上保護了現場工作人員的人身安全，設備安全運行的效能也大大提升。在監管系統中運用相應的監管技術，提高安全系數，確保整個體系的風險性降低，在此保障基礎上，很多生產工作就可以換用更大、更長功率的帶式傳輸機，進一步提高生產效率。我們在實踐應用中發現，機電一體化安全監管體系保障了我國諸多領域生產工作的安全，大幅度提高生產水平。

4.簡化便捷了維護與調整工作

工作人員安裝與調試機電一體化產品，通過管控程序調節方式改變運行工作形式，更能滿足現場數據變化的調整要求，也滿足不同用戶的需求，確保工作人員在短時間內可通過多種簡便的方式將控制程序輸入控制體系并發揮作用，不會對使用產品的零部件進行更改。另外，機電一體化設備還有很好的儲存功能，工作人員通過設置程序，結合具體的目標指派代碼信號，機電一體化設備就能進行持續的自主工作。再利用其自動監測功能，實現自我檢測故障的目的，確保機電一體化設備能夠迅速恢復運行工作。

三、機電一體化與電子技術的發展趨勢

1.機電一體化的發展趨勢

這些年我國機電一體化創新發展的領域涉及材料、造型和功能。首先是造型上，要求機電一體化的設計必須在確保產品性能與功能要求的基礎上，不斷對產品外觀的設計加以優化，以滿足消費者需求。其次是使用的材料方面，更多地應用智能材料、高分子材料和陶瓷材料等，這些材料具備耐高溫、耐腐蝕等優勢，具有很大的應用潛力。再者是功能方面，其發展主要結合市場的需求，對產品功能加以改善和增設，拓展更多符合市場發展需求的新功能。

2.電子技術的發展方向

（1）智能化發展

電子技術應用中具有信息含量大、能耗低、知識密集、先進的優勢，還有智能化、高精度和多功能的特點，將其融人計算機操作系統，要進一步提高設備精密度。在進行微電子制造時，工作人員要對加工車間工廠芯片材料雜質、塵埃顆粒情況嚴格限制，確保超純和超精。在電子電路設計工作中，應用計算機智能技術主要發揮仿真的作用，設計電路版圖、器件編程和印刷電路板。在拓展電子產品功能時，需要深度融合精密器械、自控技術、計算機技術，全面提高自動化水平。

（2）微型化發展

電子產品技術日益精良、功能更為齊全、服務更為便捷，其外形逐漸小型化和微型化，大規模集成電路和各種系統功能集成件用于其中，為其提供技術支持，需要應用鎂合金、鈦合金、塑料合金以及各種電子材料。產品外觀不再是傳統厚、重、大的呈現，轉變為小、薄、輕，為了進一步實現應用元件的短小化，越來越多設計應用了無引線片式元件與片狀器件，無論是體積、重量上都比過去大大減少。

（3）綠色化發展

早在2006年，歐盟就明確提出電子電器設備中含有較多的有害物質，于是對這些物質的使用要求予以明確的指示。我國也在當年頒布相關的管制方法，在后續的發展中提出綠色化發展的方向和策略。時至今日，綠色化發展依舊是主題，并不斷推動技術創新，確保電子產品中含有的有害物質進一步減少。

（4）集成化發展

集成化也是我國電子技術發展的趨勢與方向，如很多企業均實現了集成化管理、加工過程實現技術集成。隨著MPT微組裝技術、SMT表面組裝技術的發展，當前電子系統集成化有了更多的技術支撐。比如微組裝技術就是通過對三維微型組件、超高速集成電路、超大規模集成電路的應用，整合多層混合組裝、自動表面安裝等形成的。

（5）微機電發展

由于電子產品很容易被周圍環境和自身結構的缺陷影響，導致其功能受到限制，從生產到使用過程均埋下不少隱患。常見的如雨雪、高溫、振動.搖擺、碰撞等干擾，都會降低產品的工作性能，縮短使用壽命，所以在電子技術未來的研究發展中，保證電子產品在各種環境下尤其是極端環境下的穩定可靠性是重點，應推廣微機電系統在其中的應用。

綜上所述，機電一體化與電子技術的應用和發展不但會影響機電裝置、電子產品的發展，還會對我國社會經濟發展產生影響，這就要求相關工作人員必須重視這兩者的結合，加大對研發的投入和引導，促進我國機電一體化可持續發展。

[參考文獻]

[1]詹立英.電子技術中機電一體化設備的問題探析[J].科技創新與應用，2017（ 13）：104.

[2]王娟.機電一體化技術在智能制造中的實踐研究[J].內燃機與配件，2017（9）：133-134.

（責任編輯 黃曉）