機電一體化技術的現狀及發展趨勢

張英杰

（陽泉煤業（集團）有限責任公司升華實業分公司，山西 陽泉 045000）

機電一體化是指將電子技術融入機械信息處理、結構、控制以及動力功能中，實現電子軟件、技術與機械裝置的有效結合，并構建完整一體化系統。隨著科學技術的迅猛發展，機電一體化技術也在不斷創新和完善。在實際應用過程中，通過對機械技術、自動控制技術、信息技術、電力電子技術、信息變換技術、微電子技術、計算機技術、傳感技術、接口技術、軟件編程技術等的綜合應用，充分發揮出機電一體化技術的作用和價值，在提升工業生產效率、質量的基礎上，推動我國工業領域的長久發展。

1 機電一體化技術發展歷程以及發展現狀

1.1 初級階段

最開始的發現階段，是在二十世紀六十年代之前。在沒有較多機電一體化意識的情況下，通過最初的電子技術，逐步完善著機械產品的各項性能。例如：在第二次世界大戰期間，因為戰爭的范圍逐步擴大，需要機械產品和電子技術之間的高度配合，并且結合的腳步要有所加快。

1.2 高速發展階段

在二十世紀七八十年代。在這一發展階段，實現了計算機技術、控制技術以及通信技術的蓬勃發展。這些科學技術的提升，促進了機電一體化技術的提升，并打下牢固的基礎。

1.3 現代化發展階段

到了二十世紀九十年代，集成電路已經向大規模化以及超大規?；姆较虬l展，和微型計算機共同成長，發展的速度令世界驚嘆。這一基礎成了一體化發展重要的科技力量。此外，還該階段，機電一體化開始邁向更高的層次，慢慢開始了智能化的發展方向，為之后的智能化實現打好了基礎。在現代化發展的過程中，不管哪項科學技術的應用，如光學技術、通訊技術等，都開始慢慢發揮自身的價值，這時開始出現了分支，其中包括光機電、微機電等。

2 機電一體化技術發展趨勢

2.1 人工智能化

智能化技術的研究與發展是21世紀科學領域的主要研究話題，也是發展機電一體化技術的主要方向。因此，機電一體化技術的研究發展中，針對人工智能技術的應用備受關注，例如針對智能化數控機床與機器人的研發。所謂智能化，是指對機械行為的描述，是基于控制理論、技術的應用，結合人工智能、計算機科學、心理學、混沌動力學、運籌學、模糊數學、生理學等思想方來進行人類智能的模擬。通過人工智能技術的應用來使機械裝置具備判斷推理能力、自主決策能力、邏輯思維能力等，進而實現控制目標的更高層次的提升。誠然，現階段針對人工智能產品的研發，雖然無法真正與人類智能進行比肩，但是通過對人工智能技術的應用，能夠促使機電一體化技術的應用效果更加顯著。通過為機電一體化產品進行部分智能或者是低級智能的賦予，以此充分發揮出機電一體化的最大化作用和價值。

2.2 機器模塊化

模塊化發展是現階段機電一體化技術發展面臨的主要難題，因為現階段進行機電一體化產品研發、生產的企業較多，雖然在具體研發、生產過程中，有固定、標準的機械接口、動力接口、電氣接口、環境接口，但是仍存在較大的難題。針對機器模塊化發展，例如智能調速、減速、電機集成為一體的動力單元研究，或者是具備視覺、識別、圖像處理、測距等功能的控制單位，通過對上述單元的模塊化發展，可以實現對生產規模的大幅度增加，并推動我國工業行業的發展。但是受到多種因素的影響，導致現階段其單元、部件以及接口的國際標準尚未有效制定。而要想實現機器模塊化發展，可以通過大企業的組建聯合來逐漸形成一種模塊化發展趨勢，以此實現企業規模化生產。

2.3 環保綠色化

縱觀現階段我國工業行業的發展，雖然帶動我國經濟水平提升，提高民眾的物質生活水平，但是在資源生產方面的存在的問題卻愈發嚴重。也正因此，節能環保理念的提出受到人們的重視和歡迎，并且被廣泛滲透于各個行業領域之中?；诖耍G色產品的設計儼然成為現階段工業發展的主要趨勢。而針對綠色產品而言，并非是產品不會對環境造成破壞就屬于綠色產品，而是需要在設計、制造、使用以及銷毀等環節都符合相應的環境保護要求和標準。與此同時，需保障綠色產品在具體使用期間可以提高資源利用率，避免對生態環境造成破壞。在此背景下，進行機電一體化產品的綠色化設計至關重要，以此在保障機電一體化產品不對生態環境造成破壞的同時，可以達到回收利用的目的。

2.4 體積微型化

微型化最早在20世紀80年代提出，是指機電一體化技術在發展過程中，需要朝著微觀領域、微型機器的方向不斷發展。在此背景下，機電一體化技術的微型化研究不斷深入。當前，針對機電一體化的微型研究已經取得一定的成效，具備體積小、靈活性高、能耗低等特點，在軍事、生物醫療以及信息等領域都得到充分的應用。針對微機電一體化技術而言，需要在具體應用過程中依靠精密儀器進行制造加工，所以技術性方面有著較高的要求。

3 結語

機電一體化技術，是多項科學和技術共同發展的產物，更是社會生產力發展的必然趨勢。該項技術目前正在向智能化、模塊化以及網絡化的方向發展，為工業領域發展作出了重要的貢獻，使得我國在激烈的國際競爭中占據了絕對的優勢。