机电一体化工程技术应用及其发展趋势

摘要：机电一体化技术是一门综合计算机与信息技术、自动控制技术、传感检测技术、伺服传动技术和机械技术等交叉的系统技术。机电一体化技术对现代工业的发展有巨大的推动力，我国在大力推广机电一体化技术方面做出很大的努力。本文对机电一体化技术的应用与发展趋势进行了探讨

关键词：机电一体化技术;应用;发展趋势

引言：

目前机电一体化技术在数控机床上的应用愈来愈多。随着现代科学技术的不断发展，不同学科之间不断交叉与渗透，机电一体化将随着微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透逐渐形成并不断完善，并随着科学技术的日新月异，各种技术相互将越来越融合，未来机电一体化技术的发展将会更加的深化与进步。

1、机电一体化技术的应用领域

1.1机电一体化技术在数控机床方面的应用

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。比如，大容量存储器的应用和软件的模块化设计，不仅丰富了数控功能，也加强了CNC系统的控制功能;还能实现多过程、多通道控制，即具有一台机床同时完成多个独立加工任务或控制多台和多种机床的能力，并将刀具破损检测、物料搬运、机械手等控制都集成到系统中去;同时，具备了系统的多级网络功能，加强了系统组合及构成复杂加工系统的能力

1.2机电一体化技术在在机械制造业方面的应用

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、虚拟化、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。比如，CIMS的实现不是现有各分散系统的简单组合，而是全局动态最优综合。它打破原有部门之间的界线，以制造为基干来控制“物流”和“信息流”，实现从经营决策、产品开发、生产准备、生产实验到生产经营管理的有机结合。企业集成度的提高可以使各种生产要素之间的配置得到更好的优化，各种生产要素的潜力可以得到更大的发挥。

1.3机电一体化技术在微型机电化中的应用

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。

1.4机电一体化技术在工业机器人方面的应用

第1代机器人亦称示教再现机器人，它们只能根据示教进行重复运动，对工作环境和作业对象的变化缺乏适应性和灵活性;第2代机器人带有各种先进的传感元件，能获取作业环境和操作对象的简单信息，通过计算机处理、分析，做出一定的判断，对动作进行反馈控制，表现出低级智能，已开始走向实用化;第3代机器人即智能机器人，具有多种感知功能，可进行复杂的逻辑思维、判断和决策，在作业环境中独立行动，与第五代计算机关系密切。

2、机电一体化的发展趋势

2.1向智能化方向发展

智能化是机电一体化与传统机械自动化的主要区别之一，也是21世纪机电一体化的发展方向。近年来处理器速度的提高和微机的高性能化、传感器系统的集成化与智能化为嵌入智能控制算法创造了条件，有力地推动着机电一体化产品向智能化方向发展。智能机电一体化产品可以模拟人类智能，具有某种程度的判断推理、逻辑思维和自主决策能力，从而取代制造工程中人的部分脑力勞动。

2.2向微型化方向发展

微型化是机电一体化的一个新的发展方向。由于微机电一体化系统具有体积小、耗能小、运动灵活等特点，可进入一般机械无法进入的空间并易于进行精细操作，故在生物医学、航空航天、信息技术、工农业乃至国防等领域，都有广阔的应用前景。目前利用蚀刻技术，在实验室中已制造出亚微米级的机械元件。

2.3向网络化方向发展

网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产、政治、军事、教育等日常生活都带来了巨大的变革。现场总线和局域网技术的应用使家用电器网络化已成大势，利用家庭网络将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电系统，能使人们在家里就可分享各种高技术带来的便利。因此，机电一体化产品无疑将朝着网络化方向发展。

2.4向模块化方向发展。模块化也是机电一体化产品的一个发展趋势。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、信息接口的机电一体化产品单元是一项复杂的事，它需要制订一系列标准，以便各部件、单元的匹配和接口。机电一体化产品生产企业可利用标准单元迅速开发新产品，同时也可以不断扩大生产规模。

2.5向绿色化方向发展

机电一体化产品的绿色化主要是指使用时不污染生态环境，报废后能回收利用。绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中，符合特定的环境保护和人类健康的要求，对生态环境无害或危害极少，资源利用率极高。设计绿色的机电一体化产品，具有远大的发展前途。

2.6向系统化方向发展

系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构，可以灵活组态，寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现特征之二是通信功能大大加强。未来的机电一体化更加注重产品与人的关系，如何赋予机电一体化产品以人的智能和特征显得越来越重要。机电一体化产品还可根据一些生物体优良的构造研究某种新型机体，使其向着生物系统化方向发展。

3、结语：

随着时代的发展，科学技术不断进步，各种新理论、新技术不断涌现，各学科相互融合进一步深入，机电一体化技术的发展空间也将越来越广阔。

参考文献

[1]殷际英.光机电一体化实用技术[M].北京：化学工业出版，2015

[2]王静.浅析机电一体化技术的现状和发展趋势[J].同煤科.2016.（4）

[3]石美峰.机电一体化技术的发展与思考[J].山西焦煤科技.2016.（3）

作者简介：邹德学（1986-），男，辽宁北票，大专，助理工程师，身份证号：211381198601104114，研究方向：工业自动化。现从事工作：工业技术PLC技术。

（作者单位：沈阳蓝英工业自动化装备股份有限公司）