浅议机电一体化的现状和技术发展应用

刘玥 张红

摘 要： 现代科学技术的不断发展，极大地推动了不同学科的交叉与渗透，导致了诸多领域的技术革命与改造。在机械工程等行业，由于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所形成的机电一体化，使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化，使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。它是机械、电子、光学、控制、计算机、信息等多学科的交叉融合，它的发展和进步依赖于也促进相关技术的发展和进步。本文对国内机电一体化的发展现状，机电一体化技术应用及发展趋向进行了简要简述。

关键词： 机电一体化；发展现状；应用；技术发展趋向

1、国内机电一体化发展现状

我国从20世纪80年代初开始进行机电一体化的研究和应用，国务院成立了机电一体化领导小组并将其列为“863计划”。在制定“九五”规划和2010年发展纲要时充分考虑了国际上关于机电一体化技术的发展动向和由此可能带来的影响，许多大专院校、研究机构及一些大中型企业对这一技术的发展及应用做了大量的工作。虽然目前国内机电一体化技术与日本、欧美等先进国家相比仍有一定差距，但随着新技术革命的迅猛发展，我国加大了机电一体化技术的研究力度，并将其确定为国家高技术重点研究领域，给予优先支持，并取得了一定的成绩。

2、机电一体化技术在工程、钢铁等领域中的应用

2.1智能化控制技术

由于钢铁工业具有大型化、高速化和连续化的特点，传统的控制技术遇到了难以克服的困难，因此非常有必要采用智能控制技术。智能控制技術主要包括专家系统、模糊控制和神经网络等，智能控制技术广泛应用于钢铁企业的产品设计、生产、控制、设备与产品质量诊断等各个方面，如高炉控制系统、电炉和连铸车间、轧钢系统、炼钢—连铸—轧钢综合调度系统、冷连轧等。

2.2遥控技术

随着工程机械功能的扩展，遥控技术的应用环境越来越广。很多时候应用遥控技术是出于对操作手的保护和操作的便利性。例如在水泥混凝土泵车上已经广泛采用该技术。以及遥控技术在一些小型多功能产品上的延用。

2.3计算机集成制造系统（CIMS）

钢铁企业的CIMS是将人与生产经营、生产管理以及过程控制连成一体，用以实现从原料进厂，生产加工到产品发货的整个生产过程全局和过程一体化控制。目前钢铁企业已基本实现了过程自动化，但这种“自动化孤岛”式的单机自动化缺乏信息资源的共享和生产过程的统一管理，难以适应现代钢铁生产的要求。未来钢铁企业竞争的焦点是多品种、小批量生产，质优价廉，及时交货。为了提高生产率、节能降耗、减少人员及现有库存，加速资金周转，实现生产、经营、管理整体优化，关键就是加强管理，获取必须的经济效益，提高了企业的竞争力。美国、日本等一些大型钢铁企业在20世纪80年代已广泛实现CIMS化。

2.4机电交流传动技术

传动技术在工程工业中起作至关重要的作用。随着电力电子技术和微电子技术的发展，交流调速技术的发展非常迅速。由于交流传动的优越性，电气传动技术在不久的将来由交流传动全面取代直流传动，数字技术的发展，使复杂的矢量控制技术实用化得以实现，交流调速系统的调速性能已达到和超过直流调速水平。现在无论大容量电机或中小容量电机都可以使用同步电机或异步电机实现可逆平滑调速。交流传动系统在工程中一出现就受到用户的欢迎，应用不断扩大。

3、机电一体化技术发展趋向

3.1微型化技术

微型化是精细加工技术发展的必然，也是提高效率的需要。随着大规模电路的研究发展，微处理芯片将会变得越来越小，对微机电一体化产品体积小、耗能小等优势起到促进作用，在一些多精密，高要求的行业当中微型化是必然的趋势机。

3.2智能化技术

智能化是机电一体化的重要目标之一，所谓智能化就是通过计算级对机电产品进行模糊控制，对人的思维进行模拟，以达到机电产品智能化的效果，机器人就是其中最大的应用，这其中需要计算机科学、人工智能、控制技术、模糊控制、心理生理学的学科相互协作，有机融合，不断提高机械智能化程度，从而进一步减少人工的作业量。高速的微处理器的成熟技术则为机电一体化的智能化提供了保障，会给使用、操作和维护带来极大的方便。

3.3网络化技术

由于网络的普及，通信网络已经被应用到各个领域，机电一体化的产品也在超着网络化的方向进行发展，操作员可通过网络来对机电产品的工作状况进行实时监控，并可以在必要时向机械发出命令，来达到对机电产品工作进行控制的目的，由此来提高工作的安全性和可靠性，机电一体化产品无疑应朝网络化方向发展。

3.4模块化技术

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、动力接口、环境接口的机电一体化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。

3.5带源化技术

机电一体化产品自身带有能源，如太阳能电池、燃料电池和大容量电池。由于在许多场合无法使用电能，因而对于运动的机电一体化产品，自带动力源具有独特的好处。带源化是机电一体化产品的重要发展方向。

4、结论

技术上的改革和与之相配套的技术支持是创新技术的基础。开发机电一体化技术产品有不同的层次和灵活的自由度。在各种行业技术中恰当地引入机电一体化技术，产品的面貌和行业的面貌就可以迅速发生巨大变化。产品一旦实现机电一体化水平，便具有很高的功能水平和附加价值，将给开发生产者和用户带来巨大的社会经济效益。

参考文献

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