浅析机械电子技术的发展趋势

赵河通

摘 要：随着我国机械制造行业的不断发展，以及各类新型技术的应用与创新，在我国机械行业的制造与应用中普遍实现了电子技术的科学应用。机械电子技术是机械、微电子、控制、计算机、信息处理等多学科的交又融合。其发展和进步有赖于相关技术的进步与发展，讨论了机械电子技术对于改变整个机械刺造业面貌所起的重要作用，并对其应用以及发展趋势进行了分析。

关键词：机械电子技术 发展趋势 系统

1、机械电子技术的概要

在机械制造行业中广泛应用的电子技术主要是指在机械的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进现代化电子技术。因此，机械电子技术也可以称为将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。在我国现阶段的机械电子技术发展中，机械电子技术发展至今也已成为一门有着自身体系的新型学科。另外，随着科现代学技术及电子新技术、网络技术、智能控制技术的不断发展，还将被赋予机械电子技术新的内容。但其基本特征可概括为：机械电子技术是从系统的观点出发，综合运用机械电子技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术、机械电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术，根据系统功能目标和优化组织目标，合理配置与布局各功能单元，在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值，并使整个系统最优化的系统工程技术。由此而产生的功能系统，则成为一个机械电子技术系统或机械电子技术产品。

在现代化学工业企业生产中，由于社会普遍对于化工产品的需求量大、技术标准要求高，这就要求化工设备必须具备满足化工生产工艺的基本性能。化工设备的各项性能都是通过机械电子技术来实现的，设备的机械电子技术是否符合生产工艺要求，将直接关系到化工产品的产量和质量等问题。现代机械电子技术是在对传统化工设备技术进行总结与深入探讨的基础上，并结合现代化工生产工艺的实际需求，而逐步形成的科学、具体、客观的技术类型，足以满足化工生产工艺的基本要求，并对生产工艺的发展与创新具有一定的推动作用。

2、机械电子技术的发展状况

随着机械及电子技术的创新发展与应用，机械电子技术在我国的发展大体可以分为三个阶段。其中20世纪60年代以前为第一阶段，这一阶段称为初级阶段。在这一时期，人们自觉不自觉地利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能；20世纪70-80年代为第二阶段，可称为蓬勃发展阶段。这一时期，计算机技术、控制技术、通信技术的发展，为机械电子技术的发展奠定了技术基础；20世纪90年代后期，开始了机械电子技术向智能化方向迈进的新阶段，机械电子技术进入深入发展时期。一方面，光学、通信技术等进入了机械电子技术，微细加工技术也在机械电子技术中崭露头脚，出现了光机械电子技术和微机械电子技术等新分支；另一方面对机械电子技术系统的建模设计、分析和集成方法，机械电子技术的学科体系和发展趋势都进行了深入研究。

我国是从20世纪80年代初才开始在这方面研究和应用。国务院成立了机械电子技术领导小组并将该技术列为“863计划”中。国内许多设置机械及电子技术专业的高等院校相继开设了机械电子技术专业或机械电子技术应用专业，机械电子技术专业又称作机电技术应用专业。它们协同研究机械及一些大中型企业对机械电子技术这一技术的发展及应用做了大量的工作，还取得了一定成果。

3、机械电子技术的发展趋势

机械电子技术是伴随着现代科学技术的高速发展，以及应用技术的不断创新，而逐渐形成一个新型应用技术领域。机械电子技术在机械设备应用中具有十分重要的作用，是其他技术形式所无法替代的。同时，机械电子技术是机械、微电子、控制、计算机、信息处理等多學科的交叉融合，其发展和进步有赖于相关技术的进步与发展。

3.1 智能化

即要求机电产品有一定的智能，使它具有类似人的逻辑思考、判断推理、自主决策等能力。例如在 CNC 数控机床上增加人机对话功能，设置智能 I/O 接口和智能工艺数据库，会给使用、操作和维护带来极大的方便。随着模糊控制、神经网络、灰色理论、小波理论、混沌与分岔等人工智能技术的进步与发展，为机械电子技术发展开辟了广阔天地。

3.2 模块化

由于机械电子技术产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准机械接口、动力接口、环境接口的机械电子技术产品单元模块是一项复杂而有前途的工作。如研制具有集减速、变频调速电机一体的动力驱动单元；具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的电机一体控制单元等。这样，在产品开发设计时，可以利用这些标准模块化单元迅速开发出新的产品。

3.3 数字化

微控制器及其发展奠定了机电产品数字化的基础，如不断发展的数控机床和机器人；而计算机网络的迅速崛起，为数字化设计与制造铺平了道路，如虚拟设计、计算机集成制造等。数字化要求机械电子技术产品的软件具有高可靠性、易操作性、可维护性、自诊断能力以及友好人机界面。数字化的实现将便于远程操作、诊断和修复。

3.4 集成化

集成化既包含各种技术的相互渗透、相互融合和各种产品不同结构的优化与复合，又包含在生产过程中同时处理加工、装配、检测、管理等多种工序。为了实现多品种、小批量生产的自动化与高效率，应使系统具有更广泛的柔性。首先可将系统分解为若干层次，使系统功能分散，并使各部分协调而又安全地运转。然后再通过软、硬件将各个层次有机地联系起来，使其性能最优、功能最强。

3.5 网络化

由于网络的普及。基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾。而远程控制的终端设备本身就是机械电子技术产品，现场总线和局域网技术使家用电器网络化成为可能，利用家庭网络把各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家用电器系统，使人们在家里可充分享受各种高技术带来的好处。因此。机电一体化产品无疑应朝网络化方向发展。

3.6 人性化

机械电子技术产品的最终使用对象是人，如何给机械电子技术产品赋予人的智能、情感和人性显得愈来愈重要，机械电子技术产品除了完善的性能外，还要求在色彩、造型等方面与环境相协调，使用这些产品，对人来说还是一种艺术享受，如家用机器人的最高境界就是人机一体化。

4、结束语

当今社会是一个经济、科技爆炸的时代，无论何种技术都需要在不断的应用过程中，结合世界先进技术体系的创新，逐步实现各项具体技术的全面创新。机械电子技术的创新，对于现代机械设备的科学应用与管理都是具有重要作用的，同时机械设备应用技术的科学创新也是有一定促进作用的。机械电子技术与机械设备应用技术是相互影响、相互促进的关系，两只之间的科学创新是建立在现代科学技术应用的基础上，并结合和借鉴世界先机的技术理论，才能有效保证两者的共同科学创新发展。

参考文献

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