淺析機械電子技術的發展趨勢

趙河通

摘 要：隨著我國機械制造行業的不斷發展，以及各類新型技術的應用與創新，在我國機械行業的制造與應用中普遍實現了電子技術的科學應用。機械電子技術是機械、微電子、控制、計算機、信息處理等多學科的交又融合。其發展和進步有賴于相關技術的進步與發展，討論了機械電子技術對于改變整個機械刺造業面貌所起的重要作用，并對其應用以及發展趨勢進行了分析。

關鍵詞：機械電子技術 發展趨勢 系統

1、機械電子技術的概要

在機械制造行業中廣泛應用的電子技術主要是指在機械的主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進現代化電子技術。因此，機械電子技術也可以稱為將機械裝置與電子化設計及軟件結合起來所構成的系統的總稱。在我國現階段的機械電子技術發展中，機械電子技術發展至今也已成為一門有著自身體系的新型學科。另外，隨著科現代學技術及電子新技術、網絡技術、智能控制技術的不斷發展，還將被賦予機械電子技術新的內容。但其基本特征可概括為：機械電子技術是從系統的觀點出發，綜合運用機械電子技術、微電子技術、自動控制技術、計算機技術、信息技術、傳感測控技術、機械電子技術、接口技術、信息變換技術以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目標，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質量、高可靠性、低能耗的意義上實現特定功能價值，并使整個系統最優化的系統工程技術。由此而產生的功能系統，則成為一個機械電子技術系統或機械電子技術產品。

在現代化學工業企業生產中，由于社會普遍對于化工產品的需求量大、技術標準要求高，這就要求化工設備必須具備滿足化工生產工藝的基本性能。化工設備的各項性能都是通過機械電子技術來實現的，設備的機械電子技術是否符合生產工藝要求，將直接關系到化工產品的產量和質量等問題。現代機械電子技術是在對傳統化工設備技術進行總結與深入探討的基礎上，并結合現代化工生產工藝的實際需求，而逐步形成的科學、具體、客觀的技術類型，足以滿足化工生產工藝的基本要求，并對生產工藝的發展與創新具有一定的推動作用。

2、機械電子技術的發展狀況

隨著機械及電子技術的創新發展與應用，機械電子技術在我國的發展大體可以分為三個階段。其中20世紀60年代以前為第一階段，這一階段稱為初級階段。在這一時期，人們自覺不自覺地利用電子技術的初步成果來完善機械產品的性能；20世紀70-80年代為第二階段，可稱為蓬勃發展階段。這一時期，計算機技術、控制技術、通信技術的發展，為機械電子技術的發展奠定了技術基礎；20世紀90年代后期，開始了機械電子技術向智能化方向邁進的新階段，機械電子技術進入深入發展時期。一方面，光學、通信技術等進入了機械電子技術，微細加工技術也在機械電子技術中嶄露頭腳，出現了光機械電子技術和微機械電子技術等新分支；另一方面對機械電子技術系統的建模設計、分析和集成方法，機械電子技術的學科體系和發展趨勢都進行了深入研究。

我國是從20世紀80年代初才開始在這方面研究和應用。國務院成立了機械電子技術領導小組并將該技術列為“863計劃”中。國內許多設置機械及電子技術專業的高等院校相繼開設了機械電子技術專業或機械電子技術應用專業，機械電子技術專業又稱作機電技術應用專業。它們協同研究機械及一些大中型企業對機械電子技術這一技術的發展及應用做了大量的工作，還取得了一定成果。

3、機械電子技術的發展趨勢

機械電子技術是伴隨著現代科學技術的高速發展，以及應用技術的不斷創新，而逐漸形成一個新型應用技術領域。機械電子技術在機械設備應用中具有十分重要的作用，是其他技術形式所無法替代的。同時，機械電子技術是機械、微電子、控制、計算機、信息處理等多學科的交叉融合，其發展和進步有賴于相關技術的進步與發展。

3.1 智能化

即要求機電產品有一定的智能，使它具有類似人的邏輯思考、判斷推理、自主決策等能力。例如在 CNC 數控機床上增加人機對話功能，設置智能 I/O 接口和智能工藝數據庫，會給使用、操作和維護帶來極大的方便。隨著模糊控制、神經網絡、灰色理論、小波理論、混沌與分岔等人工智能技術的進步與發展，為機械電子技術發展開辟了廣闊天地。

3.2 模塊化

由于機械電子技術產品種類和生產廠家繁多，研制和開發具有標準機械接口、動力接口、環境接口的機械電子技術產品單元模塊是一項復雜而有前途的工作。如研制具有集減速、變頻調速電機一體的動力驅動單元；具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的電機一體控制單元等。這樣，在產品開發設計時，可以利用這些標準模塊化單元迅速開發出新的產品。

3.3 數字化

微控制器及其發展奠定了機電產品數字化的基礎，如不斷發展的數控機床和機器人；而計算機網絡的迅速崛起，為數字化設計與制造鋪平了道路，如虛擬設計、計算機集成制造等。數字化要求機械電子技術產品的軟件具有高可靠性、易操作性、可維護性、自診斷能力以及友好人機界面。數字化的實現將便于遠程操作、診斷和修復。

3.4 集成化

集成化既包含各種技術的相互滲透、相互融合和各種產品不同結構的優化與復合，又包含在生產過程中同時處理加工、裝配、檢測、管理等多種工序。為了實現多品種、小批量生產的自動化與高效率，應使系統具有更廣泛的柔性。首先可將系統分解為若干層次，使系統功能分散，并使各部分協調而又安全地運轉。然后再通過軟、硬件將各個層次有機地聯系起來，使其性能最優、功能最強。

3.5 網絡化

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械電子技術產品，現場總線和局域網技術使家用電器網絡化成為可能，利用家庭網絡把各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家用電器系統，使人們在家里可充分享受各種高技術帶來的好處。因此。機電一體化產品無疑應朝網絡化方向發展。

3.6 人性化

機械電子技術產品的最終使用對象是人，如何給機械電子技術產品賦予人的智能、情感和人性顯得愈來愈重要，機械電子技術產品除了完善的性能外，還要求在色彩、造型等方面與環境相協調，使用這些產品，對人來說還是一種藝術享受，如家用機器人的最高境界就是人機一體化。

4、結束語

當今社會是一個經濟、科技爆炸的時代，無論何種技術都需要在不斷的應用過程中，結合世界先進技術體系的創新，逐步實現各項具體技術的全面創新。機械電子技術的創新，對于現代機械設備的科學應用與管理都是具有重要作用的，同時機械設備應用技術的科學創新也是有一定促進作用的。機械電子技術與機械設備應用技術是相互影響、相互促進的關系，兩只之間的科學創新是建立在現代科學技術應用的基礎上，并結合和借鑒世界先機的技術理論，才能有效保證兩者的共同科學創新發展。

參考文獻

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