機電一體化技術在機械工程上的應用及發展趨勢

摘 要：隨著我國改革開放不斷深化，我國科技不斷進步，機電一體化技術也發展迅速，進入21世紀以來，很多機械工程領域的學者把機電一體化作為核心研究課題，一般認為，機電一體化技術從根本上促進了機械工程的高速發展，同時機電一體化技術大大擴展了機械工程的應用范圍，也使得機械工程技術成為當今的熱門技術，本文在這種背景下，介紹機電一體化技術在機械工程上的應用及發展趨勢。

關鍵詞：機電一體化；應用與發展趨勢；機械工程；前景預測

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.22.151

1 機電一體化的基本概念論述

本小節主要從機電一體化的相關基本概念、機電一體化技術的基本特征、機電一體化的最新發展趨勢等三個方面對機電一體化技術做較為全面的介紹，接下來詳細介紹。

1.1 機電一體化的基本概念

機電一體化技術從大的領域來說屬于機械領域，其定義版本較多，其中一種較為權威的定義表述如下：機電一體化一般是指在機械的設計與功能擴展中，應用機械特有的主要功能、信息處理、功能控制等，把機械系統的控制中心進行集成化，并且與安裝在計算上的上位機軟件實現雙向通信，一般來說，機電一體化技術也是一門交叉學科技術，涉及到的主要技術有通信技術，機械技術，微電子技術，電力電子技術等，機電一體化技術的核心功能就是把以上技術結合起來，形成一個整體并內嵌入機械系統中。

1.2 機電一體化技術的基本特征

機電一體化技術作為一門應用廣泛的技術，有其自身的特點，通過實際調查總結和查閱相關資料，本文總結出了機電一體化技術的3個主要特點，接下來詳細說明如下。

（1）應用的廣泛性：機電一體化技術由于涉及的技術較多，是一門涉及多學科的交叉技術，正是由于這一特點，使得機電一體化技術應用十分廣泛，已經遠遠超出了機械工程的應用范疇，當然，本文的研究重點還是放在機電一體化技術在機械工程上的應用及發展趨勢。

（2）具有很強的邏輯性：由于機電一體化的核心任務就是把各種技術合理融合，應用到機械領域中，把系統的機械機構和上位機軟件控制合為一體，也就是形成一個統一的整體，從這個層面來說，機電一體化技術具有很強的邏輯性，或者說擁有很強的系統性。

（3）機電一體化具有很強的最優化建模理論：機電一體化技術經過多年的發展，已經形成完整的最優化理論體系，相關算法可以參閱相關文獻，限于論文篇幅，在這里不再累述。

1.3 機電一體化技術的最新發展趨勢

經過多年的發展，機電一體化技術已經形成了自己的理論體系，隨著我國高新技術不斷發展，越來越多的新技術被應用到機電一體化技術上，機電一體化的最新的發展趨勢是控制智能化、精確化、零延遲化、結合計算機處理技術和信號傳輸技術，機電一體化技術也朝著無線控制、高速控制、精確控制的方向發展。

2 機電一體化技術在機械工程上的應用以及發展趨勢分析

本小節在上文介紹機電一體化技術相關知識的基礎上探討機電一體化技術在機械工程領域的當前應用以及未來的發展趨勢，結合實際，本文從機電一體化技術應用于機械工程領域的歷程分析、機電一體化在現代機床控制上的應用、機電一體化技術在全自動包裝機領域的應用等三方面簡單論述機電一體化技術在機械工程上的應用以及發展趨勢，下面詳細討論。

2.1 機電一體化技術應用于機械工程領域的歷程分析

在國外，機電一體化技術應用到機械工程領域較早，通過查閱資料得知，美國在上世紀90年代就把自動控制設備應用與機械制造領域，我國相對起步晚，但是起點較高，20世紀60年代，我國通過引進蘇聯控制設備，逐漸把機電一體化技術應用到機械領域，并在20世紀80年代，實現機電控制設備國產化，隨著科技不斷進步，以計算機處理技術和無線通信技術為代表的新技術不斷應用與機電一體化技術，這使得機電一體化技術煥發出勃勃生機，應用領域進一步擴大。

2.2 機電一體化在現代機床控制上的應用

機電一體化在機械工程領域很重要的一個應用領域就是應用在現代機床控制上，現代機床控制要求精度高、速度快、智能化高，這就要求現代機床的控制系統具有很強的抗干擾性，機電一體化技術由于采用計算機處理技術，處理速度快，精度高、內置多塊DSP芯片，抗干擾能力強。

2.3 機電一體化技術在全自動包裝機領域的應用

機電一體化技術除了應用與純機械工程領域，還大量應用于相關機械與電子相結合的控制領域，通過實際調查得知，我國全自動包裝機已經全部采用機電一體化技術，由于包裝機械不但設計機械工程知識，還涉及機電控制技術，微機處理技術等，所以一般的控制系統很難勝任，機電一體化技術由于是一門交叉學科，所以具有很強的靈活性，所以機電一體化技術較好的解決了這個問題，機電一體化把軟件控制和機械控制結合起來，融為一體，通過上位機軟件來控制包裝機的運行狀態。

3 機電一體化技術在機械領域的發展前景

通過對機電一體化當前發展趨勢的調查研究，本文認為，機電一體化技術在機械領域的發展前景包括以下幾點：

（1）專用化趨勢不斷加強：隨著機電一體化應用到機械領域的不斷深化，機電一體化技術表現出明顯的專用化趨勢。

（2）智能化不斷加強：近年來，隨著人工智能等新技術不斷應用到機電一體化領域，機電一體化技術也呈現了智能化趨勢。

（3）能耗低：節約資源，保護環境成為全社會的共識，在這種背景下，機電一體化技術積極加強自身改革，不斷研發新技術，把能耗進一步降低。

4 結論

本文簡單探討了機電一體化技術在機械工程領域的應用現狀和發展趨勢，本文認為，機電一體化技術是改革機械工程技術的關鍵技術，隨著科技不斷發展，越來越多的新技術應用到機電一體化技術，該技術也將發揮越來越大的作用。

參考文獻：

[1]沈玉龍，魏利濱等.機電一體化技術的淺析[M].北京：中國環境科學出版社，2004（25）.

[2]白慧杰.機電一體化技術應用與機械工程領域的前景分析[J].機械教育，2005（01）.

[3]范杰.機電一體化概論[M].太原：山西科學技術出版社，2001 （323）.

[4]周方懷.計算機控制技術[M].北京：科學出版社，2000（02）.

作者簡介：楊樂新（1987-），男，教師，主要從事：機械工程及機電一體化專業教學。