机电一体化技术及其应用

郭凯敏

摘要：机电一体化，又称机电工程，是自动化技术与机械工程技术的结合。近年来，我国科技水平的不断提高，有力地促进了我国工程技术的发展。当前的机电一体化技术将微电子技术与机械技术相结合，实现了工业机械设备的智能化、人性化。目前，电子信息与机械的集成技术得到了广泛的应用，对机械工程的发展起着重要的作用。

关键词：机电一体化;技术;应用

1 机电一体化技术概述

随着现代计算数学、机械动力学、电子信息和工程力学的发展，机电一体化技术应运而生并得到了发展，成为当代科学技术发展中最活跃的领域之一。在设计技术的内容上，改进了原有的模式和规格，由制造型向用户型转变，有效地增强了产品的适用性和创新性。机电一体化概念是机械设备与电子技术集成的总称，它使机械设备在性能控制和信息处理方面实现智能化和自动化。它是以计算机技术、自动化技术和机电技术相结合为基础，构建相对独立的技术体系，更好地开展工业生产活动。在实际应用中，它涉及到社会的各个领域，是提高生产力和生产效率的主要动力。

2机电一体化技术发展现状

目前，机电一体化技术的发展取得了巨大的成就。在我国长期的探索和实践中，机电一体化技术的研发主要体现在数控技术、机器人和计算机集成制造系统等领域，具有较高的发展水平，促进了现代生产体系的建立和完善。

2.1数控技术

为了机电一体化技术的发展，我国从20世纪80年代中期开始探索和研究数控技术。在借鉴国外先进技术和经验的基础上，积极建设数控研发和生产基地，目前已具备良好的自主开发能力，推动数控产业基本形成。在实际发展过程中，我国数控技术产业拥有年产3000多套数控系统和5000多套主轴及供应装置的生产能力，这是保证国民經济发展的重要条件。此外，通过机电一体化技术掌握数控关键技术，提高自主开发和生产能力，对国防工业和民用工业的创新发展具有十分重要的作用，在很大程度上有助于提高我国的综合国力。

2.2机器人技术

自1986年以来，中国将机器人的研究与开发列入国家科技发展计划。如今，经过35年的探索，借助机电一体化技术，中国已经掌握了机器人设计制造、控制和软件编程等核心技术，并广泛应用于工业、医疗、水下探测、消防、家居生活等社会各个领域，不仅充分提高了生产制造能力，而且提高了社会服务水平，极大地提高了人们的生活质量，使生产生活更加便捷高效。

2.3 计算机集成制造系统

通过机电一体化技术，中国在计算机集成制造系统方面取得了巨大进步，在中国建立了多个工程研究中心、技术实验室和培训中心，充分掌握了计算机集成制造系统的核心技术内容。同时在国内许多企业得到了广泛而深入的应用，对社会效益和经济效益都有一定的提高作用。例如，制造企业的生产管理信息系统、计算机辅助工程系统、生产过程控制与管理系统、物料存储、运输与支持系统、数据库等，都是基于机电一体化技术开发的集成系统模型，对提升企业的制造能力和生产效率起到了很好的作用，是中国产业改革的重要基础保障。

3机电一体化技术的应用

3.1 数控机床

中国的数控机床有40多年的发展历史。数控机床的性能随着时代的发展而不断更新，并得到了科学界和机械行业的认可。随着机电一体化技术的不断发展，数控机床的机构也在向系统化、模块化方向发展，新时代最常见的系统是CPU和多总线。由于数控机床的开放性，数控机床在机电产品生产中的应用可以给企业带来更多的经济效益。在硬件系统中，数控机床的结构和功能将表现出较强的兼容性和层次性，能够满足用户的使用效益。机电一体化技术可以实现数控机床软件的模块化，不仅可以丰富数控机床的数控功能，而且可以增强数控机床数控系统的控制功能。

3.2工业机器人

市场上的第一代工业机器人只能根据系统设置重复相同的应用，在生产过程和操作对象的变化中没有很好的灵活性和适应性。尽管第二代工业机器人配备了先进的传感软件，但它只能在单一的工作环境中工作。通过计算机对数据进行处理和分析，做出相应的判断和响应，对生产环节进行反馈和控制。因此，第二代工业机器人具有初步的实用性。第三代工业机器人具有多种传感功能，能够在工作环境中独立行动，能够进行复杂的逻辑思维，并对采集到的数据进行判断和决策。

3.3钢材技术的应用

为了提高生产效率和质量，许多钢铁企业开始将机电一体化技术应用到生产过程中。由于机电一体化技术主要以微处理器为核心技术，可以将数据通信、显示设备等各种技术有机地结合起来，为钢铁企业一些大型项目的综合生产创新提供了积极的条件，通过提高系统的控制精度，提高了钢铁工艺的可靠性，提高了生产的质量和效率。具体来说，机电一体化技术在钢铁工艺中的应用主要体现在以下几个方面：一是能够智能控制钢铁工艺生产系统，对高炉控制系统和实际生产过程都能起到积极的推动作用。二是分布式控制系统，一台计算机可以控制多台计算机，提高生产效率。三是实现开放式控制系统，即利用机电一体化技术中的通信网络对钢铁生产中的各设备进行控制和管理，利用现场总线对相关数据进行测量和控制。四是实现计算机集成制造系统，使相关人员参与钢铁生产过程，实现生产过程与加工过程的集成控制。五是现场总线技术。现场总线技术在钢铁生产中可以进一步扩大信息传输量，提高生产效率。

4 机电一体化技术的发展趋势

4.1 模块化

中国的自动化产品种类繁多，每种产品都有不同的功能。总的来说，中国市场缺乏一些统一的技术标准，导致自动化产品流通薄弱。例如，机械生产设备有一些非常精密和先进的部件。如果该零件损坏，则必须返回制造商进行更换，这不仅增加了机械的维护成本，而且降低了企业的生产速度，实质上提高了企业的运营成本。针对这些问题，国家应尊重机械生产专利，制定一套统一、科学的管理标准，实现对自动化产品的有效管理，推动自动化产品向模块化方向发展，进而推动机电一体化技术的发展。

4.2轻量化

与以往的自动化产品相比，机电一体化技术具有轻量化的特点，不仅体现在外观上，而且大大提高了其质量水平和可操作性。这些优异的性能得益于芯片原始设备技术的实质性进步，从传统的零件插孔到当前的电子芯片组装，这使得机电产品更加轻巧，大大提高了机电技术的使用。

4.3环境保护与节能

随着社会经济的发展和进步，环境问题越来越突出。根据国家有关规定和人民生产生活的需要，节能环保是所有企业都将面临和必须解决的问题。中国大力倡导低碳环保作为发展战略，机电一体化技术正在进行自动化产品设计，我们应该遵循这一点，尽最大努力确保自动化产品投产时不超过环保标准。

结束语

综上所述，我国机电一体化技术应用广泛，发展前景也十分广阔。这项技术具有非常明显的技术优势。因此，这项技术的稳步发展可以加速中国现代化发展目标的实现。虽然这项技术还存在一些不足，但这些不足将随着科学技术的发展而得到弥补。

参考文献

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