机电一体化技术的应用和思考

范江虎

摘 要：随着我国的快速发展，机电一体化技术得到了广泛运用。它是一门将微电子技术、信息技术、计算机技术、机械技术以及其他技术相互融合、相互交叉的学科，具有提高产品的质量、性能和制造水平的优点。对机电一体化技术的概要和优点进行了阐述，并在此基础上讨论了其应用和发展，以期促进机电一体化的应用。

关键词：机电一体化技术；自动控制技术；自动化程度；分布控制系统

中图分类号：TH162 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.12.145

在我国，随着科学技术的不断发展，我国已经进入了“机电一体化”时代。因此，各个学科之间开始相互渗透、相互联系、相互交叉，从而加快了我国工程的改革进程。在机械工程这一行业中，机电一体化技术随着计算机技术和微电子技术的发展得到了明显的完善和提高，从而对机械工程的技术结构、产品机构、功能、管理体系和生产方式等产生了重要的影响。因此，加快对机电一体化应用的探析具有十分重要的现实意义。

1 机电一体化的概要和优点

1.1 机电一体化的概要

机电一体化从发展之初到现在，已经形成了具有自身特点的一门新型学科。随着我国科学技术的发展和进步，机电一体化的内容得到了丰富。根据其特征可以将机电一体化概括为：站在系统的观点上看，机电一体化综合运用了各种技术，利用信息技术、微电子技术、机械技术、电力电子技术、接口技术、软件编程技术和自动控制技术等，并根据系统的优化目标和功能目标，对各个布局和各个功能进行合理配置。因此，在高质量、高安全、多功能和低消耗的基础上实现其功能，可使得整个系统工程技术达到最优化。

1.2 机电一体化的优点

机电一体化的优点主要包括以下5个方面：①安全性高。机电一体化具有监督、诊断、报警和保护等多种功能，一旦遇到故障，则会自动采取保护措施，从而减少事故的发生，提高设备的安全性。②使用性能强。机电一体化可对操作动作进行全部重复，同时，还可以自动化地采用最佳工作程序，从而优化操作。③生产能力强。由于机电一体化的自动化程度较高，因此，提高了机电一体化产品的生产能力。④适用范围广。由于机电一体化产品具有智能化和自动化等各种功能，适用于各种领域和场合，同时，还能满足用户的不同要求。⑤维护便捷。对于工作中出现的任何故障，机电一体化都能进行自动检查、监视，并采取相应的解决措施，从而降低工作人员的维护工作量。

2 机电一体化的应用领域

2.1 工业机器人

在第一代机器人中，机器人只能根据内容进行重复的简单动作，对于不同的作业对象和工作环境，无法达到令人满意的效果；第二代机器人具备了传感元件，对作业对象和工作环境能进行反馈动作，但智能化程度较低；第三代机器人具有各种各样的感知能力，能很好地判断和处理各种问题，且能在不同的工作环境中作业。

2.2 数控机床

数控机床经过几十年的发展，在操作、结构、控制和功能等方面都有了明显的提高。由于数控机床采用开放性设计，因此，能最大程度地提高用户效益。为了实现车间编程技术和二维、三维加工过程的动态模仿，系统一般都具有模糊控制和在线诊断等功能。目前，1台机床可以同时控制多台机床，完成多个独立加工的任务。

2.3 分部控制系统

由于1台中央计算机可对不同的计算机进行监控和指挥，即分布控制系统，所以，在生产过程中，计算机都能完成监视、管理、控制和操作等任务。随着我国科学技术的不断发展，分布控制系统的功能得到了提高，除了能对生产过程进行全程监督控制外，还能成为集测、管、控于一体的综合性系统。此外，该系统还具有保护功能，从而提高了系统的安全性和可靠性。

3 机电一体化的发展趋势

机电一体化主要向着以下4个方向发展：①高性能化。为了满足我国快速发展的需求，机电一体化需要以高精度、高速度、高可靠和高效率等为标准的高性能化为发展趋势。②微型化。机电一体化的微型化在军事、信息和医疗等方面起着重要的作用，具有低消耗、小体积和灵活性高等优点，能顺利完成各种任务。③智能化。虽然机电一体化无法具有与人完全相同的智能水平，但可使机电一体化拥有部分人类的智能或高级智能。④环保化。随着我国社会的发展，发展与生态之间的矛盾越来越突出，保护环境、降低资源消耗、提高资源利用率已经引起了人们的广泛重视，因此，机电一体化需要向着环保化的方向发展。

4 结束语

随着我国社会的快速发展，机电一体化技术将会在机械工业领域中发挥越来越重要的作用，为我国带来更多的社会效益和经济效益。机电一体化技术将各种先进的技术融合、交叉，不仅能提高生产能力，还会成为机械工业领域的发展趋势，从而使机电一体化技术具有了更广阔的发展前景。

参考文献

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〔编辑：张思楠〕