机电一体化技术的应用及其发展趋势探讨

白国成

【摘要】随科学技术的快速发展，机电一体化设备应用越来越广泛。在分析机电一体化技术应用领域的基础上，论述了机电一体化技术的发展趋势的几个特点，希望能够对于今后的机电一体化技术发展具有一定帮助。

【关键词】机电一体化；发展趋势

随着我国经济和科学技术的快速发展，在各个领域都不同程度的实现了机电一体化，现阶段我国工业机械技术的主要方向就是实现机电一体化，机电一体化设备是机电一体化的主体。

所谓的机电一体化技术，就是能够融合机械技术、微电子技术、电工、电子技术、接口技术、传感器技术、信号处理技术等多个方面的内容，有效应用在实际工程中的复合性综合技术。这种综合技术则是在上述多方面的融合，而不仅仅是简单的机械技术与电工、电子技术的叠加和拼凑。相比于之前的机械电气化来说，这是不同的概念，主要涉及到技术和产品两个内容。可以看出，对于机电一体化产品来说，能有效体现出人的肢体和手的进一步延伸要求，也能体现出对于人的思维和头脑进一步发展，智能化则是其最为突出的特点。机电一体化设备则可以涵盖了现代的自动化生产设备。

一、机电一体化技术应用领域探讨

1、在数控机床中的应用分析

数控机床以及相关技术已经发展超过30多年的时间，在涉及到数控机床的各个方面都有着大幅度的提高，表现在具体的操作、功能、控制精度等方面，也经过发展具有了多种的结构形式，包括模块化、总线式以及紧凑型的结构，一般来说，都是采用了多总线、多CPU的体系结构；为了有效保证用户的使用效益，能够保证硬件体系结构功能模块的开放性设计，能有效满足相关的接口标准，具有较强的兼容性和层次性。

2、在机械制造业中的应用分析

对于传统机械制造业来说，往往在竞争中更多体现出一定在产品结构、生产批量以及企业规模方面的内容，主要涉及到如何有效地对于资源利用方面的应用，通过机器代替人力的方式，依靠复杂的专业加工来取代人的技能操作，通过低成本的生产，来实现企业的盈利要求。在进行先进的机械制造业中，则是体现出信息的主导作用，能够更好地融合相应的先进的制造技术、制造系统、生产模式以及组织管理形式等，这种全新的机械制造业往往具备较强的智能化、虛拟化、网络化和全球化的特点，同时，还能体现出具有可持续发展的绿色制造的特点。

3、在微型机电化中的应用分析

当前，亚微米级的机械元件通过先进的半导体蚀刻已经成为可能，在实际产品中应用该项技术的情况下，就没有必要进行相关的机械部分和控制部分的区分，这样能够实现真正意义上的融合处理，能够把传感器、CPU、执行机构进行有效的融合，能够具备体积小的特点。所以，可以看出，机电一体化发展过程中，这种微型机械学的发展则是一个重要的方向，微型智能化控制也是发展的一个趋势，有时候，也称这种技术为微电子机械系统技术，主要涉及到小于1cm3的机电一体化产品，并且当前正在向着纳米级的产品进行研发。

二、机电一体化技术的发展

在未来的应用过程中，有效提升并改造机电一体化技术，能够更好体现出这门综合性、交叉性学科的优势，能够在更多的领域中得到更好的应用，保证有效进行机电一体化产品的自主设计的开发，保证产品具有较强的竞争力，能具备相关的快速化、自动化以及智能化的特点，使得我国的机电一体化水平大幅度提升，具有较强的市场竞争力。经过分析，机电一体化主要在以下几个方向具有广阔的发展情况，先分析如下。

1、系统化

对于机电一体化的发展来说，系统化就是表现为通过更为开放的模式化的总线结构，能够保证系统体系结构更加完备，能够实现灵活的组态，并且进行任意形状的组合和剪裁处理，在这样的操作中，能够有效保证协调控制多个系统，实现综合性的有效管理。另外，还能让通信功能大大加强，包括RS232 等常用通信方式，除此以外，还能有效实现多系统的通信连网的远程要求。从未来的机电一体化的发展趋势中可以看到，人和产品的关系则是更加的注重，在今后的设计中，如何有效地把人的情感和智能融入机电一体化产品中则是最为重要的方面。

2、智能化

在当前，随着计算机芯片技术的突飞猛进，处理器性能大幅度提高，计算速度越来越高，再加上发展很快的传感器系统的集成化、以及嵌入式控制技术的进步，这些都为机电一体化产品的智能化发展奠定了基础。在未来，具有智能型的机电一体化产品能够有效模拟人脑的智能处理，具有一定的逻辑思维能力，能够进行一定的判断推理，能有效代替制造业中的大部分人力劳动。

3、模块化

在机电产品一体化的过程中，模块化也是一个发展趋势，具有非常重要的作用。考虑到从事进行机电一体化开发厂家众多，这样就存在不同标准的接口，具体来说，涉及到相关的信息接口、动力结构、电气接口、以及机械接口等，这则是一项较为复杂和重要的工作，为了能够有效保证各个单位部件能够有效工作，应该制定相关的一系列的接口标准，通过模块化方法，相关企业可有效对于新产品的开发和推广应用。

4、微型化

微型机电一体化技术中主要涉及到软件技术、微电子技术以及微机械技术等方面，则是当前较为新型的机电一体化发展方向。一般来说，微电子机械系统都是具备不超过1cm3的结构尺寸，并且朝着纳米级进行研发。这样就能有充分利用其具有运动灵活、体积小、能耗小的特点，具有很强的精细操作的本领，能够有效保证在工农业、军事国防、航天航空以及生物医学方面的应用，能够完成以往机械产品所不能完成的任务。

5、网络化

在机电一体化发展过程中，能够充分体现出网络技术的飞速发展特点，也使得其产品的网络性功能越来越强。对于多种类型的机电一体化产品来说，其具有不同网络连接方式，也能较好适用于基于网络的各种远程监控技术。基于远程监控的终端设备则是有效的一种机电一体化产品。

三、机电一体化设备的调试与故障检测

1.机电一体化设备不但要注重科学的安装和合理的调试，而且在平时要进行故障检测，防止因为一个小的故障导致大的故障，造成安全事故或施工延期的现象出现。在进行设备故障检测之前，要分析设备运行的情况及设备的主要性能等，而且要利用原始数据信号，使其与设备运行状态一致，根据设备的种类，在众多检测信号中选用能对设备运行情况进行真实反映的信号，检测其是否有故障产生的征兆，如果检测有故障的征兆，就要提取出来，并对其运行情况进行分析、识别及判定，也就是故障的诊断阶段。

2.根据其诊断结果对其再次故障检测，查明故障发生的确切位置及发生原因，并制定出解决的方案，将故障及时排除。检测机电一体化设备故障的方法有很多，比如温度检测方法、故障树分析方法及白诊断方法等。根据设备在发生故障时是否显示警告信息，将其故障分为两类，即无指示故障机检测指示故障。当设备有警告指示时，其故障检测就可以根据其指示内容进行，根据故障情况指南进行故障排查；当设备没有警告指示时，既要使用相应的检测技术及检测人员的经验分析故障产生的位置及原因。

结语

综上所述，机电一体化是施工机械未来的发展方向，也是施工自动化得以实现的一个重要基础。因此，在建筑机电一体化工程中，进一步加强组织管理、质量管理，依据工程实际情况制定针对性施工方案，不仅可以确保施工的顺利进行，在一定程度上还能促进工程施工质量的提高，获得更多的经济和社会效益。

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