機電一體化技術的發展趨勢及應用研究

李斌

摘 要：在現代化發展建設的過程中，機電一體化是一個主要的發展趨勢，這一技術的應用主要是依靠了先進的科學技術手段，并且在未來的發展過程中是具有良好發展前景的，因此，本文為了能夠讓更多的人了解到機電一體化技術的相關內容，對此展開了進一步的論述，主要介紹了其基本的內涵以及在今后主要應用的領域，尤其是在數控機床以及機器人、汽車電子化產品的應用中，都取得了十分令人滿意的效果，是在傳統技術基礎上的一個十分明顯的優勢，所以希望在本文的論述下，可以對今后的相關工作帶來進一步的指導，更好的為機電一體化技術的發展做出貢獻。

關鍵詞：機電一體化；應用領域；發展方向

在當前的時代發展變化中，機電一體化技術可以說是具有十分廣泛的應用，這是一種將很多其他技術相互結合在一起綜合使用的技術，例如電工電子技術以及信息傳感器技術等，在將其結合在一起以后，其應用效果變得更強了，所以在實際工作中的發展前景是十分廣闊的，這是一種綜合性的技術，但是并不是一種簡單的拼湊，這需要加以區分，所以在機電一體化技術中，不僅包括技術，還涵蓋了產品，在這兩個方面的基礎上共同形成了機電一體化技術，在現代化的應用過程中，很多生產設備都采用了機電一體化技術，并且具有智能化的效果，可見其發展趨勢將是十分廣闊的，下面筆者就對此展開進一步的探索。

1、機電一體化技術的應用

1.1數控機床

首先，機電一體化技術可以應用在數控機床中，我國是一個機床的生產大國，位居世界前列，在2010年間就已經通過機床生產達到了1260億人民幣的收益，在這種情況下，更加需要進一步加強對機床的生產，因為通過數控機床的生產能夠間接證明一個國家的機床整體生產水平。我國在當前占據的市場份額大約是31%左右，剩下的一部分都是在國外進口獲得的，并且在進口的部分大部分是高端的機床，只有4%的高端機床是我國國內自主生產的，因此要想改變這一發展形勢，就必須要進一步加強對機床相關技術的提升，采用現代化的技術手段加以完善，機電一體化技術的應用就在這一環境的發展下應運而生的。在過去很長的一段時期內，我國在機床生產方面取得了一定的成績，但是在生產實力以及技術手段等方面還存在一定的不足，這樣就很難得到更好的發展，所以發展數控機床是必然的趨勢，因為數控機床可以極大的提高工作效率，采用這一設備能夠完成多個獨立的任務，并且還可以同時控制不同的幾種機床，在其他方面的功能也是十分顯著的，例如將其應用在對刀具磨損的檢測過程中，或者是對物料加以搬運等，都可以應用這一系統實現自動化的集成效果。

1.2自動機與自動生產線

在我國當前的生產建設過程中，機械以及自動生產線的應用是十分廣泛的，在這種情況下，自動化的設備以及技術就成為主要的應用，這是機電一體化技術中的又一個表現形式。以啤酒生產線為例，平均每小時可以生產的數量為2000瓶至80000瓶，而在易拉罐生產線中，平均每小時的生產數量大約是在18000瓶至120000瓶之間，除此之外，在很多領域中，都應用了自動化的生產線，并且極大的提高了工作效率，例如印刷包裝生產線、香煙生產線等，這是在傳統生產基礎上的一種重要的突破，這些自動生產線的存在都是建立在電子技術以及傳感技術的基礎上的，此外，還有一些可編程序控制器以及變頻調速器等，都采用了機電一體化技術，在我國今后的發展過程中，相信其還能得到更加廣泛的應用，真正的為生產建設做出寶貴的貢獻。

1.3機器人

機器人是20世紀人類最偉大的發明之一。從某種意義上講，一個國家機器人技術水平的高低反映了這個國家綜合技術實力的高低。機器人已在工業領域得到了廣泛的應用，而且正以驚人的速度不斷向軍事、醫療、服務、娛樂等非工業領域擴展。毋庸質疑，21世紀機器人技術必將得到更大的發展，成為各國必爭的知識經濟至高點。

在計算機技術和人工智能科學發展的基礎上，產生了具有感知、思維和行動功能的智能機器人，是機構學、自動控制、計算機、人工智能、微電子學、光學、通訊技術、傳感技術、仿生學等多種學科和技術的綜合成果。智能機器人可獲取、處理和識別多種信息，自主地完成較為復雜的操作任務，比一般的工業機器人具有更大的靈活登、機動性和更廣泛的應用領域。智能機器人作為新一代生產和服務工具，在制造領域和非制造領域具有更廣泛、更重要的位置，如核工業、水下、空間、農業、工程機械（地上和地下）、建筑、醫用、救災、排驗、軍事、服務、娛樂等方面，可代替人完成各種工作。同時，智能機器人作為自動化、信息化的裝置與設備，完全可以進人網絡世界，發揮更多、更大的作用，這對人類開辟新的產業，提高生產水平與生活水平具有十分現實的意義。

2、機電一體化技術的發展方向

2.1光機電一體化

一般的機電一體化系統是由傳感系統、能源系統、信息處理系統、機械結構等部件組成的。因此，引進光學技術，實現光學技術的先天優點能有效地改進機電一體化系統的傳感系統、能源（動力）系統和信息處理系統。光機電一體化是機電產品發展的重要趨勢。

2.2自律分配系統化（柔性化）

今后的機電一體化產品，控制和執行系統有足夠的“冗余”，更“靈活”，能更好地應付突發事件，被設計為“自律分配系統”。在自律分配系統中，各系統相互獨立工作，子系統為總系統服務，有其自身的“自律性”。根據不同的環境條件的不同反應。它的特點是，系統可以生成自己的信息和附加信息，在總的前提下，可以改變的“行動”。在這種方式中，顯著提高了系統的適應性，靈活的，而不是因為對整個系統的一個子系統的故障。

2.3全息系統化（智能化）

機電產品的“全息”功能將越來越明顯，智能化程度也越來越高。這主要是由于模糊技術，信息技術，特別是軟件和芯片技術的發展。此外，從簡單的“自上而下”系統的層次結構的情況已經變成了一個復雜的，有更多的雙向鏈路冗余。

2.4微型機電化

目前，利用半導體器件制造過程中的蝕刻技術，，在實驗室中產生的亞微米的機械部件。當我們把這個結果用于實際產品，沒有必要區分機械部分和控制器。將完全機械和電子的“融合”，機體，執行器，傳感器等CPU可以集成在一起，體積很小，和一個自我調控元件的形成的微觀機制是機電一體化的重要發展方向。

3、結語

機電一體化是許多科學技術發展的結晶，是社會生產力發展到一定階段的必然要求。隨著科學技術的發展，各種技術相互融合的趨勢將越來越明顯，是機械工業發展的必然趨勢。是21世紀機械工業的主角，在各方面均可帶來顯著的經濟效益和社會效益，具有廣闊的發展前景。

參考文獻：

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