淺析機電一體化技術的應用和發展方向

摘 要：在大多數的制造業中，機電一體化技術將機器生產的自動化、智能化帶到了實際的工廠生產中，不斷推動了機電一體化技術的發展。機電一體化技術是隨著微電子技術和信息技術的迅猛發展而發展起來的一門新技術。綜合應用信息技術、自動控制技術、接口技術及軟件編程技術等群體技術，根據系統功能目標和優化組織結構，對各組成要素及其間的信息處理、運動傳遞使得整個系統有 機結合與綜合集成，并在系統程序和微電子電路的有序信息流控制下實現多種技術功能復合的最佳功能價值系統工程技術。

關鍵詞：機電一體化技術；應用

現代科學技術的發展極大地推動了不同學科的交叉與滲透，在機械工程領域，微電子技術和計算機技術使機械工業的技術結構、產品機構、功能與構成、生產方式及管理體系發生了巨大變化，使工業生產進入了以機電一體化為特征的發展階段。機電一體化技術是微電子技術向傳統機械工程滲透而形成的融合機械工程、電氣工程、計算機技術、信息技術等為一體的新興綜合技術，其順應了當今科學技術發展的規律，不但能提高了工作質量，而且還是實現高產高效的最好選擇。目前，機電一體化正處于飛速發展階段，代表著機械工業技術革命的發展方向。

1 機電一體化技術的主要應用

1.1 機電一體化技術在綜合控制體中的應用

由于一些工業企業需采用大量的機電設備才能實現目標，而機電一體化產品則是實現高產高效的最好選擇。機電一體化將使物流、能流、信息流融為一體。如：礦井提升機是全數字化交直流提升機。尤其是從結構上將滾筒和驅動合為一體，機械結構大大簡化，充分采用總線方式，大大實現了硬件配置簡單，互相兼容技術。機電一體化技術在大型企業中的應用電牽引是一個典型應用，不但具有良好的牽引特性，也有利于使其克服阻力移動。

1.2 機電一體化技術在鋼鐵企業中的應用

在鋼鐵企業中，機電一體化系把微機、工控機、數據通訊、顯示裝置、儀表等技術有機的結合起來，利用組裝合并方式增強了系統控制精度、質量和可靠性。機電一體化技術主要應用于智能化控制技術（IC）和交流傳動技術。其中的智能化控制技術具有大型化、高速化和連續化的特點，通過利用專家系統、模糊控制和神經網絡等使得智能控制技術廣泛應用于鋼鐵企業的產品設計、生產、控制、設備與產品質量診斷等各個方面；交流傳動技術在鋼鐵工業中起著至關重要的作用。隨著微電子技術的發展，交流調速技術在不久的將來由交流傳動全面取代直流傳動，數字技術使復雜的矢量控制技術實用化得以實現，交流調速系統的調速性可以使用同步電機或異步電機實現可逆平滑調速。同時傳動系統在軋鋼生產中的應用也在不斷擴大。

2 機電一體化技術的未來發展趨勢

2.1 微型化

我國自造的機電一體化設備以體積小、操作、維護方便、保護齊全、性能可靠等優點在各項生產中得到了廣泛應用，不僅提高了企業的生產水平和能力，而且也創造了巨大的經濟效益和社會效益。但是，我國的機電一體化技術還有很多的工作需要繼續研究，其未來的發展趨勢是：微細加工技術與設備發展迅猛。微電子技術帶動了大量高新技術的興起，微細加工技術和裝備對微機械的誕生和發展也起了決定性的作用。開發有自主知識產權的以配套裝備為主導的核心技術，研究增加產品的通信功能，以適應綜合自動化的需要。

2.2 模塊化

模塊化技術可以提高不同產品間的零部件通用化程度，提高產品的可維修性和可擴展性等。電子軟件的機電一體化模塊具有高度自主性、良好的協調性和自組織性，隨著微機械電子（MEMS）技術的飛速發展，各種機電一體化模塊技術可以迅速方便地設計和制造出各種新的機電一體化產品。機電一體化也是社會生產力發展到一定階段的必然要求

2.3 集成化

一體化從單機向整個制造業的集成化過渡。計算機集成制造系統打破原有部門之間的界線，以制造為基干來控制“物流”和“信息流”，實現從產品開發、生產準備、生產 實驗到生產經營管理的有機結合。同時，激光技術進入機電一體化領域，不僅大大擴展了機電一體化的應用領域，而且是當今信息業與制造業的最佳結合點。

2.4 綠色化

由于生態環境受到嚴重污染。于是，在這種呼聲下綠色化應運而生。綠色產品符合特定的環境保護和人類健康的要求，機電一體化產品的綠色化主要是有助于提高機械系統的性能，促機械系統的智能化程度，逐漸降低機械系統的原材料消耗，不斷減少對環境的污染，可以看出機電一體化技術的使命是要能提供一種環境舒適和可回收的智能化機械產品，即提供一種能滿足可持續性發展的綠色產品。

2.5 智能化

智能化是一個知識處理系統，它包括知識利用和知識獲取3個基本問題，其最終的目標是人工智能在機電一體化建設中的研究日益得到重視，數控機床的智能化是在控制理論的基礎上，吸收人工運籌學、計算機科學等新方法，模擬人類智能以求得到更高的控制目標。其中的專家系統、模糊系統、神經網絡各自獨立發展又彼此相互滲透。隨著制造自動化程度的不斷提高，智能制造系統會對制造中 出現的問題進行分析、判斷、推理、構思和決策。即可以增加人機對話功能，也能隨著神經網絡、灰色理論的進步與發展，為機電一體化技術發展開辟了新天地。

總之，隨著軟件技術和自動化技術的飛快發展，實現自動化、數字化、智能化、網絡化是企業信息化的重要支撐技術。機電一體化技術極大地提升了我國重型企業的綜合實力，為實現高效、安全、潔凈、結構優化的工業生產打下了扎實的基礎。

參考文獻

[1]孫衛青，李建勇.機電一體化技術[M].科學出版社，2009.

[2]霍云慶.機電一體化機械系統的設計[M].同濟大學出版社，1990.

[3]殷際英.光機電一體化實用技術[M].北京：化學工業出版社，2003.

[4]龔仲華，楊紅霞.機電一體化技術與系統[M].人民郵電出版社，2011.

（作者單位：長安福特汽車有限公司（哈爾濱分公司））