浅析机电一体化的实际应用

左 亮

(贵州桥梁建设集团有限责任公司)

1 机电一体化技术概要

机电一体化发展到今天已经成为一门有着自身体系的新型学科。在现今的大学校园，将机械专业分为了机械自动化专业、数控加工专业和模具专业。从机电一体化的发展上分为三个阶段，20世纪60年代是第一阶段，人们开始将电子技术的最新成果应用到了机械产品的加工和生产当中。20世纪70年代到80年代是第二个阶段，计算机技术、数字通讯技术的应用，已经在机械加工中取得了丰硕的研究成果。20世纪90年代的中后期是第三阶段，微细加工技术和通讯技术开始靠拢机械加工行业，并催生了微、机、电一体化的新的分支。随着现代科技水平的不断飞速发展，机电一体化的技术与研究开始进入深层次的发展，光纤技术、神经网络技术、人工智能技术也开始在机械加工行业中试探，在不久的将来，我们将能够看到机电一体化在现实中为人类做出更大的贡献。目前，汽车电子喷射发动机、数控机床、复印机、打印机、电话程控交换机等机电一体化的应用实例已经与人们的日常生活紧密相连不可分割了。

2 机电一体化技术的高速化

随着科学技术的不断发展，带动了机电行业的高速加工技术。机电一体化发展前期，很多的机械加工设备加工工艺有限，加工速度较慢，加工成本高，人员数量多，产量低等直接影响了企业的发展。随着机电一体化技术领域的创新发展和应用，我们开始看到加工速度提高，企业成本降低，产量明显提高，加工工艺得到了明显的改善，机电一体化的高速化技术为行业领域创造了效益。高速化加工技术能够在数控机床上表现得淋漓尽致，近年来受到高科技加工技术不断普及的影响，机床各项功能的速度也得到了大幅提升，车床的主轴转速由原来的3000～4000r/min提高到现在的8000～10000r/min，铣床和加工中心的主轴转速由过去的4000～8000r/min提高到现在的12000～40000r/min，机床的移动速度由过去的10～20m/min提高到现在的48～120m/min。在机床各项功能速度不断提高的同时，运动部件启动的速度也由原来的0.5g提高到现在的1.5～15g。

下面看一组对比数据。

不难看出，机电一体化技术在实际应用中对行业起到了较为重要的作用。

表1 转速对比

3 机电一体化技术的高精度化

在提高机电一体化技术高速化的同时也提高行业的加工精度。伴随着机电一体化科技的发展，机械制造行业开始对加工精度有了更大的需求。高端加工工艺对精度的依赖性开始萌生，这就对机电一体化的技术提出了更深层的要求，机电一体化技术的发展应用实现了行业的要求。我国生产的普通数控机床的定位精度逐渐由过去的0.01～0.02mm提高到了现在的0.008mm，亚微米级数控机床的定位精度提高到了0.0005mm左右，纳米级数控机床的定位精度提高到了0.005～0.01μm，由我国自主研发的数控机床最小分辨率达到0.000001mm，科技的不断发展进步将带动机电一体化产品的加工精度。

表2 数控机床精度对比

4 机电一体化技术的集成信息化

表3 机电一体化信息化

4.1 网络技术

随着科技网络的不断发展，科学技术在社会实际应用中得到广泛的应用，而科学技术的普及是以电力为基础，结合机械设备，即机电一体化综合性发展。在网络领域中，机电一体化得到很好的应用，比如说在通信设备中，机电设备对信息的控制传输起着不可忽略的作用，在远程控制方面，信息的末端机电设备就是典型的机电一体化产品。因此，在网络技术应用方面，随处可见机电一体化的重要应用，也正是机电一体化的很好应用，极大的促进了我国信息化建设发展，提高了人们生活水平。

4.2 数字技术

在信息化时代里，模拟变量有效的被数字变量显示，这为我国进入高科技信息化时代奠定了很好的基础。在当今社会里，机电产品发展最出色的一种产品，就是数控数字技术产品应用。正是有了数控机床的高效操作，带动了机械产业的发展，提高了重工业发展。因此，数字技术发展将机电一体化充分的利用，极大的提高了我国生产力发展水平，带动了经济的发展。

4.3 智能技术

智能技术是2l世纪机电一体化领域发展的一个重要发展方向。智能发展有利于提高技术生产效率，减少工作强度，利用先进的机电理论，使其具备判断推理、逻辑思维，自主决策等能力，以求实现更高的控制目的。当然，要使得机电一体化产品和人完全相同的能力，是不可能的，也是很难实现的。但是，高性能、高速的微处理器使机电一体化产品具有低级智能或人的部分智能，则是有必要的。

4.4 微型技术

微型技术适应社会的最新发展要求，微型技术有利于显著的降低生产成本，提高产品的运行效率，有利于集成化生产应用。在微型系统中，最为典型的就是MEMS(微机电系统)，这种机电系统结合多学科，利用通信原理，将导航信息传输到指定位置，这其中应用到大量的传感器、机电设备，是一种高度集成的科技技术。为了满足时代的要求，微机电系统符合社会的发展要求。机电一体化利用先进的导航学科知识，结合电子机械学科知识，开发出了许多的MEMS器件和系统，不断的提升了机电一体化设备及产品的加工精度，同时也积极的推动了机械加工行业对精度日新月异的加工要求。

4.5 集成技术

集成技术既包含各种技术的相互联系，相互融合和各种产品不同结构的优化与结合，又容纳了在生产过程中同时处理加工、装配、检测，管理等各种工序。为了实现品种多、小批量生产的自动化与较高效率.应使系统具有更具有广泛的柔性。首先可将系统分解为不同工序，使系统功能分开。并使各部分程序协调且又安全地运转，最后再使用软件、硬件将各个部分系统有机地组合起来，使整套系统性能达到最优、功能达到最强。

4.6 绿色技术

随着科技的发展，人们生活水平得到极大的提高，人们开始不仅希望得到物质的满足，还渴望能够让精神得到最好的寄托。而当前我国环境出现恶化，河流污染严重，这极大的影响着人们的工作心情，不利于社会的发展。鉴于此，机电产品需要在设计研发应用中，充分考虑绿色生态理念，重视科技发展的无污染化。利用高科技、低能源消耗，代替传统的粗放工业生产。良好的绿色机电一体化产品不仅有利于提高机电产品的质量水平，还有利于保护环境，因此，绿色技术满足社会的发展需求，有利于机电一体化产品的长久健康发展，值得很好的研发与实际应用。

5 结束语

随着社会科学技术的提高，机电一体化产品在领域中实现跨行、跨领域健康发展，这可以更好的满足机械制造行业的各种要求，同时不断的推进了行业的发展，提高了机械加工行业的加工范围，节省了能源，降低了企业的生产成本，大大的提高了生产效率。机电一体化技术的提高使得人类的生活质量也得到了提高，而且其将慢慢的进入人类的家庭，用最先进的科技服务于人类。

:

［1］袁中凡.机电一体化技术［M］.电子工业出版社，2010，(5).

［2］魏强.21世纪机电一体化技术发展趋势［J］.广西轻工业，2008，(5).

［3］陈辉，王磊.机电一体化技术的现状及发展趋势［J］.国内外机电一体化技术，2009，(4).