分析機電一體化技術的應用及發展

韓錫敏

摘 要：機電一體化又稱機械電子學，在我國工業的應用雖然起步時間較晚，但是有效的推動了我國工業快速向前發展。機電一體化的發展與計算機技術、微電子技術、網絡信息技術以及機械工程技術的發展密不可分，促進了機電一體化在更多領域的應用，并且使機械一體化朝著智能、系統、綠色的方向發展。筆者從機電一體化的概念出發，分析了機電一體化的應用現狀以及未來發展趨勢。

關鍵詞：機電一體化；應用；發展

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.11.115

機電一體化將計算機技術、網絡信息技術、微電子技術以及機械工程技術等多種技術進行整合運用，優化了機械的主要功能，并且最大化的發揮了其信息功能、動力功能以及控制功能[1]。該技術包含技術層面和產品層面的內容，在發展和不斷完善的過程中極大的提高了工業生產的質量和效率。機電一體化主要經歷了三個階段的發展，到了20世紀90年代以后，機電一體化呈現智能化的發展趨勢，具有良好的發展應用前景。

1 機電一體化的發展現狀

（1）機電一體化在較多的領域得到了應用。機電一體化結合了網絡信息技術、計算機技術、微電子技術以及機械工程技術的優勢，不僅在傳統的機械工程領域得到了較多的應用，還推動了很多新興制造業的發展，例如，機器人制造業。

（2）機電一體化智能化發展。機電一體化呈現了智能化的發展趨勢，由于微處理器具有高速高性能的特點，因此可以代替人工進行智能化操作，實現了系統的精確控制。例如，利用機電一體化技術可以使機器人進行水下作業施工。

（3）機電一體化結合了可編程控制技術。可編程控制技術在機電一體化系統中的應用，提高了技術的自動化、智能化和人性化水平，使操控變得更加精確[2]。例如，機電一體化技術在數控機床中的應用有效的解決了傳統技術中曲線以及曲面加工難以操作的問題，在工業產品的制造中得到了較多的應用。另一方面，機電一體化技術隨著集成電路、微電子技術以及各種信息接口的發展，提高了機床的加工效率和精度。

（4）傳統的機械部件被電氣元器代替。傳統的機械部件很難滿足現代化生產對系統性能的需要，因此，被電器元件所代替，增加了機電一體化的功能，使性能更具有穩定性，可以滿足用戶多方面的需要，有利于產品的開發和創新。

（5）計算機技術在集成制造系統中得到應用。隨著計算機技術的發展，計算機集成制造系統得到了進一步的推動，多所高校已經建立了國家CIMS 技術實驗室和工程研究中心，并且加強了對相關技術的培訓。

2 國內機電一體化的詳細應用情況分析

（1）自動化生產設備與產品生產。機電一體化在生產生活中得到了廣泛的應用，自動化設備和自動化生產線極大的提高了生產效率和產品精確度，是資源得到了最大化的利用。以啤酒生產線為例，自動化生產設備可以實現每小時2000瓶到80000瓶的生產量，實現了產品的大批量生產，還有易拉罐飲料、香煙以及汽車制造業等都實現了自動化生產線的操作。在生產過程中由于對自動化水平要求較高，這些生產線都引進了大型機電技術和機電設備，以及新型的傳感技術。

（2）數控機床的發展與檢測、運輸功能。重工業的發展推動了數控技術的發展，我國的數控機床生產量在世界居于首位，推動了經濟的發展，不僅如此，數控機床推動了生產力的發展，成為一個國家生產水平的代表。目前我國的數控機床技術仍然存在較大的發展空間，需要進一步提高相關技術。數控機床可以在同一機床上同一時間內完成多項任務，可以實現多個任務的加工和控制，在制造業生產中得到了廣泛的應用。

（3）機器人技術的發展。科技的發展推動了計算機電子信息技術的發展，從而使機器人制造得到了進一步開發和利用，彰顯了我國的科技實力和制造業的高水平。計算機電子信息技術在機器人制造中的應用實現了高水平的制造，是我國人工智能的成功實踐。智能機器人可以模擬人進行簡單感知和思維，并且可以根據指令進行一系列操作。在機器人的制造中綜合應用了機電一體化技術，具有更多的技術含量，例如，機構學、自動控制技術、仿生技術、人工智能、計算機技術、微電子技術、通訊技術、光學、傳感技術等多學科的技術成果，使機器人可以進行人工智能化操作，科學收集大量的數據信息[3]。在一些不方便人進行實地作業的高危領域實現了更為廣泛的應用，例如，核工業、深水作業、地表和地下工程、建筑業、軍事。在很多與人們生活緊密相關的醫療、民生、服務和娛樂方面也得到了較多應用，使人們的生產生活變的更加便利。

3 機電一體化未來發展趨勢

（1）更多微型化設備出現。隨著機電一體化的發展，未來將有更多微型化的設備出現，并且可以在航空航天以及生物醫學方面得到應用。機電一體化微型化發展依賴于微機械技術、軟件技術以及微電子技術的發展。據國外專家研究表明，微電子機械設備可以達到1立方厘米以下體積，未來可以達到微米和納米的精度。

（2）標準化、模塊化發展。機電一體化在多個領域的運用會產生多種產品，需要與之匹配的電氣接口、信息接口、傳輸接口，使制造過程變的更加復雜。未來機電一體化會根據相關標準進行模塊化生產，滿足生產對產品研發生產的多樣化、標準化需求。

（3）在人工智能方面得到進一步開發利用。機電一體化的智能化特點比較鮮明，可以完成傳統機械無法實現的技術精度和效率，在模擬人類操作程序的基礎上可以進行更為精準的判斷和分析，并且可以進行自動決策，實現了人腦功能，節省了人力成本和時間成本，因此機電一體化未來可以在人工智能方面得到進一步的開發和利用。

（4）生產過程變的更加環保。生態環境的污染一直是工業發展的副產物，隨著綠色經濟的發展，人們對生活環境提出了更高的要求，需要生產企業進一步完善生產的各個環節。因此，機電一體化也會適應這一變化發展趨勢，在制造環節、包裝運輸、以及使用環節朝著綠色環保發展，使產品得到有效的回收和利用。

4 結束語

總之，機電一體化技術和產品需要電子計算機技術、微電子技術、機械工程技術的共同參與才能使機電一體化技術在更多領域得到應用。隨著科技的進步和生產力的進一步提高，機電一體化也會與時俱進，不斷發展，變得更加微型、標準化、智能化和環保型，實現經濟效益的提高，促進國家經濟穩健發展，提高國家的綜合實力。

參考文獻：

[1]杜洪超，任洋洋.分析機電一體化技術的應用及發展趨勢[J].農家參謀，2017（12）：279.

[2]胡海平.機電一體化技術的應用與發展趨勢分析[J].工程技術研究，2016（07）：64-65.

[3]蘇東，龔國銀.關于機電一體化技術的應用和發展研究[J].知音勵志，2016（10）：104.