機電一體化技術的發展與思考

【摘 要】自動化控制技術在工業生產不斷發展的過程中，被應用的范圍越來越廣，發揮的重要性也有目共睹。而隨著工業生產的進步，“機電一體化技術”在氣動技術、液壓技術、傳感器技術、PLC技術、網絡及通訊技術等學科滲透中應用而生。某種程度上來說，“機電一體化技術”是科學技術不斷發展的必然結果。筆者在此基礎上下，分析了機電一體化技術的一個發展歷程，且在此基礎上對其發展的前景進行了估算。

【關鍵詞】機電一體化技術；發展過程；前景

機電一體化可以說涵蓋了機械、信息、微電子以及控制等技術于一體，其在很大程度上影響著上業領域中的產品機構、技術結構、管理方式和生產方式。長期以往，伴隨著經濟和科技的不斷促進，機電一體化的發展將越來越專業，越來越科學。隨著機電一體化技術不斷出現的智能能、柔性化、網絡化等特征，未來，機電一體化技術在工業領域中的應用將不可替和越發廣泛。

1.機電一體化技術概述

1.1“機電一體化”概念及內涵

“機電一體化”的概念是在機械工業不斷應用微電子技術的過程中形成的。大約在1970年的時候，“機電一體化技術”這一概念被日本企業界提了出來，主要是電子技術被應用在機械的主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上，與此同時，通過將電子化的設計和軟件合理結合在機械裝置中，繼而構成了一體化的系統。

1.2機電體化核心技術

第一，機械技術作為機電一體化的基礎，它被不斷應用的同時，主要的作用是在通過不斷適應來發揮最大作用，以利于有效的處理和更新高、新技術，以讓結構、材料以及性能上的變更得到充分的實習，從而改善整個產品的體積、性能和精確度。

第二，應用計算機和信息這兩個技術的過程，可以說是信息交換、存取、運算和判斷的一個過程，而它在應用的過程中則包涵蓋了多方面的內容。

第三，系統技術的概念是從個局出發的，為了能夠有效統一的去管理接口技術，其對總體進行了分解，將其劃分成若干個關聯功能單元，以讓系統之間可以更好的實現連接。

第四，在整個核心技術當中，自動控制技術可以說是最為復雜的一個區域，其自身所涵蓋的范圍不單較為廣泛，內容更是十分復雜，且它的系統設計是在控制理論的引導下來進行的。其次，在仿真分析和現場調試的過程中也涉及到了好幾個領域，如：精度定位控制技術、速度控制以及自適應控制等等相關領域。

1.3機械一體化技術的應用

現今社會的眾多領域中都應用到了機電一體化技術，而數控機床可以說是其中較為重要的一個應用領域，機床構造的模塊化、緊湊型和總線式在機電一體化下也得到了實現，可謂是極大程度的提高了數控機床的技術精度和操控性。另外，在計算機集成和創造系統中，機械一體化技術也得到了充分的應用，對生產要素的配置也進行了一定的優化，打破了各個部門之間的界限，從而進一步的提升了企業集成度。

2.機電一體化的發展過程

機電一體化的發展過程主要有以下三個階段。

2.1初級階段

作為機電一體化的初級階段存在于20世紀60年代以前，在這一個階段中，電子技術的出現就是被人們有效的用來晚上機械產品的不足。初級階段中，電子技術的開發和研制沒有專業的團隊和技術，基于當時電子技術的發展水平，電子技術和機械技術的結合并不深入，其互相結合產生的作用并不明顯。

2.2蓬勃發展階段

機電一體化的蓬勃發展階段為20世紀 70-80年代。在蓬勃發展階段中，機電一體化已經初具模型，這得益于控制技術、計算機技術、通信技術的發展。最明顯的表現為：機電一體化的物質基礎通過大規模、超大規模集成電路和微型計算機的出現，得到了充分支持。在國際上，對于機電一體化的技術和發展，贏得了越來越多的關注和掌聲。

2.3智能化階段

機電一體化的智能化階段存在于 20 世紀 90 年代后期。這是機電一體化邁向成熟的新階段，在智能化階段，機電在融入光學、通信技術能學科知識和技能的同時，其一體化的技術和研制也得到了專業的支持，其系統的建模設計、分析和集成方法，被不斷深入研究和解讀。在這個階段，最明顯的表現是：機電一體化不僅出現了光機電一體化和微機電一體化，與此同時，人工智能技術、神經網絡技術及光纖技術等也不斷趨于成熟。

3.機電一體化的發展趨勢

經濟和科技是不斷促進，相互發展的友好伙伴。在長達半個多時間的過程中，機電一體化技術被發展成為了一個融入綜合學科的新技術，但是隨著機電一體化在新時代不斷發展進步的同時，呈現如下特點的發展趨勢：

3.1智能化

機電一體化的產品和技術，隨著學科知識和新技術的不斷融入和結合，必將朝著智能化的發展階段不斷邁進。與此同時，機電一體化產品的層次結構在未來也將會變得更為簡單，其技術產品的發展將會雙向聯系的進行，也就是朝著有冗余度和復雜這兩個方向發展。另外，機電一體化技術中，人上智能的應用將會被加大，在數控機床和機器人中該技術的應用力度也將得到提高，機電一體化也將更好的得好分析和研究。

3.2柔性化

機電一體化對于突發事件的控制能力和執行能力就是柔性化的體現，作為機電一體化的發展趨勢之一，機電一體化技術將在任務分配的過程中，加強自律性，獨立完成工作，并在此基礎上，實現信息的附加和出現，隨著新技術的不斷發展和進步，機電一體化的處理和反應能力也越來越快，并且不斷加快對故障的免疫力和，對整理技術上的更上一城樓。

3.3網絡化

當今社會，人們在工作上的效率因為計算機技術的發展，已經得到了質上的飛躍。此外，在生產、教育以及政治軍事等領域上也均得到了不同程度的改善。此外，生產部門之間的連接在計算機網絡的應用下也得到了實現，質量也有著可靠的保障，機電一體化技術的網絡化還能夠對生產的流程進行優化，將工作人員的任務負擔減輕，從而對機電產品技術的新發展予以更好的實現。

3.4模塊化

智能化和柔性化雖然是未來機電一體化產品所具備的一個特點，可是其產品小，同系統之間的劃分上也會更加嚴格，而未來發展的一個方向就是機電產品的模塊化，這一工作不僅較為系統，還非常復雜，研制人員在研究和分類上需要整體的來進行，以讓機電一體化產品能夠具備識別功能、視覺和圖像處理功能，從而讓電器產品的系列化和標準化得到有效的實現。

4.結語

機電一體化技術的應用，隨著經濟和科技的不斷發展，可以說越來越廣泛了，而在廣泛的應用中，其不僅對生產效率予以了提高，在信息處理的精度和準度上也進行了加強。機電一體化技術可以說是一門綜合的技術，其集合了機械、電氣、信息處理等相關領域于一體，智能化、自動化、網絡化和模塊化可以說是其發展的一個方向，機電產品和技術的應用范圍也進行了進一步的擴展。

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