機電一體化技術發展方向范文

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摘要：現階段，隨著我國全面改革的深化，各個領域發展都加快了步伐，機電一體化的技術層面也有了優化，對生產領域起到了很大促進作用。機電一體化技術的發展經歷了長時間積淀，發展至今已經在應用生產力層面得到了提高，對我國的經濟發展起到了積極促進作用。本文主要就機電一體化技術發展歷程和主要內容進行了闡述，對機電一體化產品特征類別和核心技術進行了詳細分析，對其應用領域和發展趨勢進行了探究，希望能通過此次理論研究，對機電一體化技術的良好發展起到促進作用。

關鍵詞：機電一體化；特征；發展趨勢

隨著日新月異的技術更新，機電一體化發展對不同學科交叉滲透也有著推動。機械工程當中的微電子技術以及計算機技術發展，為機電一體化發展目標實現奠定了基礎，能夠實現技術結構的優化目標，在機電一體化的技術應用下，就能提高生產力水平。從理論上對機電一體化技術發展研究分析，就能從理論層面提供支持依據。

一、機電一體化技術發展歷程和主要的內容分析

1.機電一體化技術發展歷程分析

機電一體化主要是電子技術和機械設備的有機結合，從而將機械設備的動力以及電子技術的信息處理功能充分發揮，實現自動化的工作目標。機電一體化是建立在綜合應用技術基礎上發展的，在當前已經成為獨立的學科，從技術層面來說，主要體現在對機電一體化的產品有效實現和使用發展。而從產品的基礎層面來說，就是機械系統和微電子系統結合構成的新系統，這就成為了有著新功能的產品。機電一體化的進一步發展過程中，在功能系統的作用發揮上比較突出。機電一體化實際是綜合技術的融合，并非是簡單化的拼湊，而是將各個領域的優勢相結合，實現概念上以及技術上的融合。我國的機電一體化發展經歷了幾個重要階段。上世紀80年代，學術界對機電一體化進行了研究，經過了幾十年的努力，在理論上以及技術層面上都實現了長足發展，在數控技術方面的市場占有率也逐年提高，機械生產能力也有了大幅度提高。工業機器人的實際生產應用，對控制系統以及軟件編程技術的應用等，都從很大程度上促進了生產效率的提高。在計算機集成制造系統的優化發展上也取得了矚目成績，已經在多個制造生產領域的發展中得到了廣泛應用，發揮著重要作用。

2.國外機電一體化技術發展現狀

國外的機電一體化技術發展可以分為三個階段：第一階段又稱之為初級階段，出現在20世紀60年代以前，這一時期是機電一體化技術的雛形，是人們不自覺地利用電子技術并且傳承下來；第二階段稱之為發展階段，出現在20世紀80年代末期，機電一體化技術的各項產品都有著很大的發展；第三階段是深入發展階段，出現在20世紀90年代后期，世界各國都開始研發和關注機電一體化的技術和新產品。日本東京在1989年召開的第一屆國際先進機電一體化學術會議，可以稱為機電一體化技術發展階段的標志，世界各國也從此大力推動和發展機電一體化的技術和產品的研發。在深入發展時期，機電一體化技術進入了向智能化方向的新階段，一方面出現了光學、通信技術、微細加工技術等新的機電一體化技術和產品，另一方面對機電一體化技術的學科體系和研究方法也進行了深入的探討。在目前，機電一體化產品開發和應用方面處于世界領先地位是日本和美國。

3.國內機電一體化技術發展現狀

我國的機電一體化技術與日本、歐美等先進國家相比仍有一定差距，如當前國內外在開發煤礦機電大功率厚煤層電牽引采煤機的機電一體化新技術方面。主要表現在以下幾個方面：一是總體技術上，國外Eickhoff公司開發的SL500系列采煤機，截高范圍2.0m～6.0m，可達截割功率2×825kW，而國內引進6LS3，6LS5和7LS5型6臺，SL500型3臺，EL3000型1臺，最大裝機總功率1860kW，最大截高才5.5m，差距主要在可靠性和使用壽命方面；二是工況檢測、故障診斷技術上，目前國外使用微機控制、傳感器多、信息量大、顯示屏大、顯示點多等特點，而國內卻達不到這一水平；三是自動調高技術上，基于位置傳感器和計算機的記憶截割技術在國外比較容易實現，而國內在研采煤機仍未實現記憶截割。

4.機電一體化技術主要內容分析

機電一體化技術涉及的內容比較豐富。機電一體化技術方面主要從系統工程角度分析。在對電子以及機械技術的應用下，能將兩者得以有機結合，就能充分發揮綜合技術的應用優勢。因此，機電一體化技術涵蓋技術以及產品兩個層面的內容。機電一體化系統，也就是產品方面，是通過多個特定功能機械以及電子技術要素構成的整體，使人們的實際生產制造的需求得到滿足。機電一體化系統所涵蓋的裝置要素比較多，其中的執行裝置以及傳感器等都是比較重要的裝置要素。除此之外，機電一體化內容中的系統設計思想也比較重要。這就涵蓋了控制論以及系統工程方法論等內容。機電一體化的思想也簡稱為一體化思想。這一思想的應用對人機一體化以及機電液一體化等發展目標都能有效實現。機電一體化工程作為電子和機械工程集合，通過機電一體化技術設計制造體系應用，在實際應用中的作用發揮也比較顯著。

二、機電一體化產品特征類別和核心技術分析

1.機電一體化產品特征類別分析

機電一體化的產品特征也比較鮮明。機電一體化產品的結構比較簡單，產品的輕細巧等特征比較突出，并且比較容易實現標準化、模塊化的設計制造。機電一體化的產品記憶以及信息處理功能比較突出，能夠將產品的高效性以及智能化的優勢充分發揮，并能起到自動監視的功能和診斷功能等，在產品的安全可靠性上也能有效提高，可通過負荷以及運行情況加以有效調整控制。另外，機電一體化的產品類型也比較多。機械產品當中一部分控制功能及機構用電子裝置替代，其中比較常見的有機電一體化照相機以及打印機等產品。此外，比較典型性的產品有著較為完整性的結構，其中比較常見的就是工業機器人以及自動繪圖機等。簡單地依靠機械以及電子無法制造這些產品，兩者結合，就能夠大大提高可運行效率。還是一種類型是通過微電子裝置替代原設備的信息處理機構，比較常見的產品有全電子式電話交換機以及電機調速裝置等內容。

2.機電一體化核心技術分析

機電一體化的核心技術比較多。計算機和信息技術是比較重要的應用技術，能夠發揮信息交換以及存取和運算等作用。計算機以及信息技術當中的專家系統技術以及人工智能技術也是比較常用的。機電一體化核心技術中的系統技術，是通過整體概念對多種相關技術進行組織應用的，其中接口技術就是比較常用的。為保障計算機的通信，要對數據傳遞格式進行規格化以及標準化呈現。目前這一應用技術中的開發成本比較低，在高速串行接口的應用方面比較突出。機電一體化核心技術當中的機械本體技術是比較重要的應用技術。這一技術主要應用于對性能的改善以及質量的減輕等層面。當前的機械產品通常是將鋼材作為主要材料。為減輕產品質量，要在結構上加以優化，并加強非金屬材料的應用。這一技術的應用響應速率得到了很大提高，在整體的效率上也得到了有效提高。機電一體化核心技術當中的信息處理技術以及傳感技術也是比較常見的應用技術。信息處理技術的應用中，將微型計算機在實際工作中加以科學應用，就能從整體上提高信息處理的效率，在信息的安全可靠性方面也能有效保障，提高了抗干擾能力。而傳感核心技術的應用有著高靈敏度以及抗干擾能力，在當前的技術進一步升級下，對光纖電纜傳感器的應用比較重要。另外，機電一體化核心技術當中的軟件技術以及驅動技術也是較為常用的技術。軟件技術應用是和硬件協調應用的。在軟件研制成本降低的前提下提高生產維修效率，以及軟件的標準化應用是發展的重要課題。在驅動技術的應用下，在響應速度上也能有效提高，對控制專用組件以及傳感器和電機三位一體的作用發揮也比較重視。

三、機電一體化技術應用領域和發展趨勢探究

1.機電一體化技術應用領域分析

機電一體化技術的廣泛應用對我國的經濟水平提高起到了積極促進作用。機電一體化技術的應用在當前社會發展中的作用也愈來愈突出。通過多年的發展以及技術優化，機電一體化技術在數控機床的應用使之結構、功能和控制精度等都得到了有效提高，在總線式以及緊湊型的結構應用下，使得數控機床的結構得到了優化。應用CPU以及多主總線體系結構，進行開放性設計等，能提高接口的標準化，實現使用效益最大化呈現。通過智能化以及WOP的實現，機電一體化數控機床系統就能實現二維以及三維的動態加工仿真。信息存儲大容量的模塊化設計使得控制功能也得到了有效提高，可有效實現多過程以及多通道控制。例如：當前市場上的CK0632數控機床就是采用機電一體化設計的數控機床，外型大氣美觀，用途廣泛，操作方便。機床主軸采用高度精密滾動軸承之承，回轉精度高。機訂導軌采用耐磨鑄鐵，經過超音頻淬火能夠長期穩定地保證機床加工精度。CK0632數控機床機床也可實現自動控制，完成車削多種零件的內外圓、端面、切槽、任意錐面、球面、及各種公英制圓、圓錐螺紋等工序。此外，CK0632數控機床還有配有完備的S.T.M.功能，可以發出和接收多種信號控制自如的加工過程。目前，CK0632數控機床廣泛應用于電器、儀表儀器工業、汽車、摩托車配件、軸承照相器材、電影機械、五金工具及其他高精度復雜零件的加工制造。機電一體化在工業機器人領域當中的應用也比較突出，第二代機器人的設計中，對各種傳感元件進行了科學應用，這樣在作業的信息獲得以及操作對象的信息獲得都比較方便。計算機技術的應用能準確判斷分析對操作信息的處理，并進行反饋控制。在第三代的機器人設計中，就通過多感知功能的應用，有效實現復雜化的邏輯思維以及判斷和決策等，在作業的獨立性層面有著充分體現。

2.機電一體化技術發展趨勢

隨著時展以及技術進步，機電一體化技術也會向著智能化方向邁進。這也是當前的機電一體化和傳統機械自動化的重要不同。近些年，我國在處理器技術上的進步以及傳感器系統的集成化目標實現，對機電一體化的智能化發展目標實現提供了有力支持。智能化機電一體化目標實現和實際的應用，對人的操作和工作量的減少能發揮積極作用，可有效減少人的腦力勞動。機電一體化技術的網絡化發展將實現。網絡技術在當前的發展比較迅速。進入新的時代，在網絡技術的支持下，機電一體化的網絡化目標將得到實現，在遠程控制技術的應用作用上將更加突出，同時會提高機電一體化的功能性以及安全性。機電一體化技術的系統化趨勢比較突出，也就是在系統結構上的模式化以及開放式的總線結構應用，對系統的靈活性組態就有著鮮明呈現。在系統化的發展中，能加強通信功能，可實現遠程以及多系統的通信。不僅如此，機電一體化的發展也會向著微型化方向邁進。這主要體現在電子部件的微型化，在產品的體積層面不斷縮小等。這樣就會促進機電一體化的設備運行效率提高，靈活性更加突出。

四、小結

綜上所述，機電一體化的發展中，技術的升級進步對機電一體化設備的優化起到了很大促進作用。我國在機電一體化的發展中有了長足進步，但是在發展中存在著諸多不足。從理論上對機電一體化的技術進行研究分析，就能為實際機電一體化發展提供理論支持，帶動我國機電一體化領域的可持續發展。

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作者：高元元 單位：天津市機電工藝學院