机电一体化技术的发展及应用

张桂琴

辽宁省葫芦岛市锦西工业学校

机电一体化技术的发展及应用

张桂琴

辽宁省葫芦岛市锦西工业学校

本文结合实践从机电一体化技术的基础、发展的背景开始阐述，分析了国内、外的机电一体化技术的发展现状，并且列举了有关机电一体化的例子，尤其是以Li/MnO2扣式电池为主的自动生产线的应用，最后指出了其最新发展的方向。

机电一体化；现状；Li/MnO2扣式电池；发展趋势

一、机电一体化的概要

目前，机电一体化得到了很快的发展，其自身成为一个具有新型学科的体系。综合应用了“在机械、微电子、自动控制、计算机、信息、传感测控、电力电子、接口、信息变换、软件编程”等技术，依据系统的功能、组织等目标，来进行适宜的配置与布局每一个功能单元，使得全部系统达到优化的、系统化的工程技术。因此而产生了功能的系统，这就被看做为一个机电一体化的系统，即机电一体化的产品。所以，对于“机电一体化”，包括“技术”和“产品”等方面。机电一体化技术，是在以上所说的群体技术通过有机结合而形成的一种综合的技术。比较机电一体化，与经过机械加电气而成的机械电气化，从概念上分析有本质的区分。对于机械工程技术，是从单纯的技术变化为机械电气化，但是其属于传统机械的范畴，其功能还是以“代替、放大体力为主”。但是，在机电一体化之后，对于微电子装置，除了具有一些机械部件的初始功能外，还具能很多新的功能，如能够进行自我检测、处理信息、显示记录、调节与控制、诊断与保护等。换句话说，机电一体化产品实现了人的手与肢体的功能，还实现了人的感官、头脑的功能，其变得智能化了。

二、机电一体化的发展现状

在20世纪60年代以前，是机电一体化的发展的第一个阶段，即初级阶段。在这一阶段，人们时常应用电子技术功能去改善机械产品的一些性能。尤其是在第二次的世界大战时期，通过战争促进了机械产品结合与电子技术，即机电与军用技术的结合，在战后被民所用，在当时，其电子技术的发展没有达到一定的水平，而已开发的产品也没有办法被广泛推行。到了20世纪70-80年代，这是第二个阶段，即蓬勃发展的阶段。在这一阶段，是计算机、控制、通信等技术快速发展的阶段，在此基础上促进了机电一体化的发展，而集成的电路、微型计算机的发展，给予了机电一体化的的物质基础，促进其快速发展。

在20世纪90年代后，使得机电一体化转向智能化，这意味着机电一体化进入到了更深的发展阶段。第一方面，光学、通信等技术被引入机电一体化，而微细加工技术也被引入机电一体化，第二方面，深入研究了机电一体化系统，从其建模的设计、分析、集成的方法，以及其学科的体系、发展的方向开始研究。同时，在一些领域中已经取得的很大进步，如人工智能技术、神经网络技术、光纤技术等，这也促进了机电一体化技术的发展。在我国，早在20世纪80年代初，已经研究和应用了这方面的技术。在数十年之后，其获得了很多进步、发展，但是与国民经济相比，还存在一定的差距。而相比较那些发达的工业国家，具有很多问题。

三、机电一体化的应用

目前，各领域都在发展与渗透，且应用广泛。在机械制造业中，应用了数控机床、工业机器人、轻纺工业、办公机械，以及通信一体化，对于机电一体化技术的仓库管理，有一个典型的产品为自动化的主体仓库。另外，应用和发展机电一体化还在以下方面，即仪器仪表、医疗器械、工业流程管理与控制等，对于机电一体化，在制造业方面的应用，以Li/MnO2扣式电池为主的生产线，对于Li/ MnO2扣式电池生产线，其工艺路线，分为：“上负极片、加隔膜纸、注电解液、上正极片、渗透、上正极壳以及封口”等，通过Li/MnO2扣式电池的自动组装而形成的生产线来对系统进行控制，在系统中，所利用的是PLC而进行的控制，在触摸系统中，所利用了的是很多的传感器，来检测生产线在工作时候的情况，而该系统的功能为：控制系统、故障诊断、机械装置、故障报警、气动故障、自动监测、次品检测、自动剔除、冲床人身安全、自动监测等。对于软件设计部分的应用，按照OMRON编程软件和CX-Programmer而进行的编程。在此基础上，研发了一系列产品，即Li/MnO2的扣式电池负极、自动环圈机、负极自动焊网机等，这样促进了Li/MnO2扣式电池生产线的发展。

四、机电一体化的发展趋势

所谓机电一体化，是指把机械、电子、光学、控制、计算机、信息等多个学科进行交互而综合在一起的，而它的发展和进步，有利于有关技术的发展与进步。在21世纪之后，随着机电一体化技术的发展，出现了智能化、数字化、网络化、微型化，我结合实践从以几个方面谈谈。

1.智能化

在21世纪，对于智能化，促进了机电一体化技术的进一步发展。而人工智能化，使得机电一体化的建设者越来越重视对其的研究，即出现了机器人与数控机床的智能化，对于“智能化”，往往给机器的行为而进行的描述，其建立在控制理论的前提下，集合了“人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学”等新的思想与方法，然后通过模访人类的智慧，而让它能够进行判断、推理、思维、以及决策，最终实现更高的控制为目的。但是，机电一体化是产品根本达不到人所具有的全部智能，只是能够实现低级的智能或部分智能。

2.数字化

对于数字化，要机电一体化产品具有高可靠性、易操作性、可维护性、自诊断能力，这样方便远程的操作、诊断和修复。

3.网络化

随着网络技术的发展，使得机电一体化新产品被研制出来，即远程控制的终端设备，使得机电一体化产品朝着网络化的方向发展。

4.微型化

对于微机电一体化发展，尤其是微机械技术，随着微机电一体化产品的加工，利用精而细的加工技术，甚至超精密的技术，分为：“光刻技术、蚀刻技术等”两类。

总而言之，机电一体化在许多科学技术的发展下而形成的，而以机械技术、微电子技术为主的机电一体化技术，必是机械工业发展的趋势。

[1]陈鹏，张忠.浅探机电一体化技术的发展过程和前景展望[J].化学工程与装备.2010(06)

[2]冯旭强.机电一体化技术的研究及其应用[J].机械工程与自动化.2009(01)

[3]刘福禄.机电一体化技术的内涵与发展[J].重庆工贸职业技术学院学报.2009(03)