機電一體化技術的應用與發展前景

摘 要：隨著現代科學技術的發展，信息技術和計算機系技術與機械工業相結合，使得機械工業的產品工程、生產方式都發生了重大的變化，機電工業發展成為一種必然的趨勢，機電工業是一個國家國民經濟的重要基礎。本文分析了機電一體化技術的特征以及主要領用領域，并探討了機電一體化技術的發展前景。

關鍵詞：機電一體化 機械工業 發展前景

中圖分類號：TH122 文獻標志碼：A 文章編號：1672-3791（2013）05（a）-0090-01

現代科學技術的發展促進了技術的不斷發展和融合，機械工程在信息處理、控制單元上引入了一些重要的電子技術，形成了機電一體化的發展格局。機械工業的發展也賦予了新的含義和特征。綜合了包括機械技術、測試技術、控制技術、測試技術等，進行合理的布置和優化的整個系統工程。機械工業的發展全面步入了機電一體化的發展階段。

機電工業是我國國家國民經濟的重要基礎，因為它為其他生產部門提供重要的技術設備，更是國家的工業之母。機電行業提供技術裝備的水平和質量，將會直接影響到國民經濟各個部門生產技術水平的高低。隨著國家振興裝備制造業的契機，我國的機電工業取得了較大的發展，已經成為了制造業大國，但是距離制造業強國還有較大的差距，一些高精尖的設備還需要大量的依賴進口。發展我國的機電行業，對于我國的整個工業發展體系和國防工業的發展具有重要的意義。

1 機電一體化的發展歷史

機械工程從純技術發展到機械一體化大概經歷了以下的幾個階段。

（1）20世紀50年代之前，這是機電一體化發展的初級階段，這一一段技術人員開始將電子技術的發展應用于機械產品中。由于其兩次世界大戰中，極大的刺激了機械和電子技術的發展，并從軍用技術發展到民用中，這一時期的電子技術還屬于初期階段，機電和電子的結合還不是很深入。

（2）20世紀50年代至20世紀80年代，這是機電一體化的蓬勃發展時期，隨著計算機和通訊技術的發展，給機電工程的發展奠定了堅實的基礎。微型計算機的出現，更給機電工程的發展帶來了巨大的沖擊。

（3）20世紀80年代后期至今這是機電工程向只能方向發展的新階段。隨著光學技術、信息技術的發展，微納加工在機電工程中展現巨大的生命力，機電工程的建模、分析都得到了進一步的深入研究，促使機電一體化工程建立了比較完善的科學體系。

2 機電一體化的應用領域

機電一體化的發展在工業生產的各個領域中得到了廣泛的應用和發展。

2.1 數控機床

我國數控機床經歷了50多年的風雨發展歷程，無論在功能上還是精度上都有了飛速的發展。

數控機床的性能更加多樣化，可以實現一次裝夾、多過程控制，同時完成多項獨立任務，同時可以將一些物料搬運、機械控制等全部集成起來。數控機床的軟件實現了模塊化，可以方便的進行數控編程，并實現了在線的動態仿真和故障診斷功能。通過開放式的設計，最大限度的提高了系統的開放性，提高了用戶的使用效益。復雜的多級網絡功能，提升了加工復雜曲面的功能和精度，可以實現極限溫度、極限工況下的加工，較大的提高了工業的機械化水平。

2.2 計算機集成制造系統

計算機集成制造打破了之前分散系統的組合，將單位內部改革部門之間的界線打破，實現了工程生產過程中物流和信息流的融合，實現了單位內部全局的動態優化。可以實現從設計到產品研發、材料購置、實驗設計、生產經營的全過程的綜合管理的有機結合，使得企業內部各生產要素可以根據需要實現自身的優化配置，發揮各要素的最大潛力。

2.3 工業機器人

近些年，將傳感技術應用于工業機械手中間，使得現代機器人可以實現計算機處理和分析的能力，能夠實現工程環境中的獨立行動，比如焊接機器人、滅火急切人，通過一些反饋控制，可以將這些工業機器人應用于一些惡劣環境的操作中，可以減輕工人的勞動強度，提高企業的生產經營效益。

3 機電一體化的未來發展趨勢

機電一體化的發展集合了機械、電子、計算機等學科的交叉融合，機電一體啊哈的發展也必將依賴于技術的發展而進步，機電一體化的發展將朝著以下的方向發展。

3.1 智能化

智能化是機電一體化與傳統機械的最重要的區別，這也是未來幾十年重要的發展方向。工業機器人就是重要的例子，隨著計算機處理技術性能的提高和控制算法的發展，必將推動機電一體化產品向更智能的方向發展。機電一體化產品將具有智能，具有一點簡單的判斷能力和決策能力，可以取代一些人類的體力勞動和一部分運算處理，并給工程的決策控制提供重要的支撐依據。

3.2 微型化

隨著信息技術的發展，微電子系統的幾何尺寸越來越小，由于微機電一體化系統具有體積小、耗能小、運動靈活等特點，可以很方便的進行一些一般機構難以進行的操作，比如一些微型的手術、航天工業中，機電工程的微型化發展在這些高精尖的領域具有廣泛的應用前景。

3.3 模塊化

模塊化也是機電一體化產品的一個發展趨勢，是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多，研制和開發具有標準機電一體化產品單元是一項復雜而重要的事，它需要制訂一系列標準。機電一體化產品生產企業可利用標準單元迅速開發新產品，同時也可以不斷擴大生產規模。

3.4 網絡化

網絡技術的飛速發展對機電一體化有重大影響，使其朝著網絡化方向發展。機電一體化產品的種類很多，面向網絡的方式也不同。由于網絡的普及，基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾，而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品。

3.5 綠色化

隨著經濟的發展，工業的發展使得環境污染越來越嚴重，人民對于生態文明的要求越來越高。于是綠色產品應運而生，綠色化是時代的趨勢，其目標是通過減少原材料的應用，在制造環境減少污染，在報廢環節進行環境的治理，實現整個生命周期中，對生態環境無危害或危害極小。綠色制造業是現代制造業的可持續發展模式。

我國正面臨產業結構調整的重要戰略機遇期，提點一體化是多學科融合的結晶，傳統的機械設計面臨著革命性的變化，機電一體化的發展要為我國振興機電工業注入新鮮的血液，隨著科學技術的發展和融合，機電一體化發展的前景也將越來越廣闊。

參考文獻

[1]楊莉，劉新偉，侯亞峰，等.談機電一體化技術的現狀及發展趨勢[J].科技與企業，2013（3）：130.

[2]陳明錄.淺議機電一體化系統中智能控制的應用[J].科技與企業，2013（4）：73.

[3]馮琦俊.煤礦中機電一體化技術的應用探究[J].科技創新與應用，2012（28）：92.

[4]姚全.21世紀機電一體化技術的發展趨勢[J].科技創新與應用，2012（29）：64.

[5]李增愚.機電一體化技術的發展及在煤礦的應用[J].河南科技，2012（22）：124-125.

[6]李培英.試論機電一體化技術的應用與發展[J].科技致富向導，2013（3）：108，116.