機電一體化發展狀況及趨勢分析

孫函毅

摘要：隨著科技不斷地更新，機電一體化技術得到了廣泛的應用，機電一體化技術實現了計算機、機械、自動控制以及電子技術的有機結合，具有智能化、自動化特征，在數控機床、自動生產線以及工業機器人等方面都具有良好的應用價值。本文就機電一體化技術的應用情況進行簡要分析，進一步探討該技術的未來發展趨勢，以促進機電一體化技術水平的不斷提升，僅供相關人員參考。

關鍵詞：機電一體化；發展狀況；趨勢

機電一體化技術的出現，是社會生產力發展到一定階段的必然產物。機電一體化技術實現了機械技術與電子技術的有機融合，在信息技術的推動下，驅動及信息處理技術、傳感技術、軟件技術等各項技術之間的密切配合，使得機電一體化技術趨向于智能化和現代化。

一、機電一體化概述

機電一體化技術目前經歷了3個發展階段，在20世紀60年代以前為第一階段（初級階段）。在這一階段，人們為了提升機械產品生產力，將電子技術融入機械設備控制當中，以完善設備性能。在這個階段，技術研發還處于自發性狀態，電子技術與機械設備結合得還不夠深入。20世紀70年-80年底，機電一體化進入了快速發展階段。在這一時期，元論是控制技術、計算機技術，還是通信技術等，均有了空前的發展，為機體一體化提供了良好的技術支持，相關技術也得到快速普及，并受到了世界各國關注。進入20世紀90年代后，機電一體化已經逐漸朝著智能化方向發展，此時機電一體化技術就已經進入了深入發展期。微加工技術、光學技術、信息化技術逐漸融入機電一體化當中，同時機電一體化系統分析方法、集成方法機建模設計等愈來愈成熟，再加上神經網絡技術等高新技術的支持，為機電一體化快速發展提供了充足的動力，也讓機電一體化技術有了更大的應用空間。與歐美、日本等國家相比，我國機電一體化起步較晚，從20世紀80年代才逐步涉及該領域。但國家對機電一體化發展十分重視，并制定了相關扶持政策。國內很多大型企業、科研院校等在機電一體化領域做了大量工作，部分技術已經接近國際領先水平，取得了令人矚目的成果。

二、機電一體化應用現狀

（一）數控機床

數控機床是機電一體化的典型技術產品。數控機床的精度及效率是傳統普通機床無法比擬的。在構造方面，借助多CPU技術，數控機床已經實現了構造的總線式與緊湊型，同時還實現了模塊化。在功能方面，通過WOP技術實現了數控機床的智能化。以模塊化軟件設計、大容量存儲器、單片機作為支持，讓數控機床的精度及操控性有了大幅度提升。我國在數控機床領域與國際先進水平還存在一定差距。目前，我國中高端數控機床市場基本被進口產品所占領。特別是在高端市場，國內產品市場占有率僅為4%上下，技術實力依然有待提升。

（二）計算機集成與制造系統中的應用

機電一體化技術在計算機集成與制造系統之中的應用，能夠突破以往部門及環節的限制，實現各環節的有機結合，有效提高部門之間的信息傳遞速率和協調溝通質量，提高資源優化配置效率，促進計算機集成與制造系統動態的最優化，為生產活動的高效開展提供可靠的技術支持。

（三）柔性制造系統中的應用

所謂柔性制造系統即FMS，主要由計算機、機器人、數控機床及自動化倉庫等組成，在實際生產活動中能夠結合系統裝配需求調整生產模式，即使遇到小批量生產單零件更換頻率大的生產需求，也能夠靈活應對，由此可知機電一體化技術在柔性制造系統中發揮著重要作用。

三、機電一體化發展趨勢分析

（一）網絡化

網絡化是機電一體化技術重要的發展趨勢之一。如今計算機技術、網絡技術及信息技術已經相當成熟。網絡信息化技術推動社會生產變革，也讓人們的生活發生了“翻天覆地”的變化。一方面，網絡信息化技術為機電一體化提供了可靠的技術支持。借助相關技術，能夠實現各類遠程監控、操控，各類遠程控制終端設備本身就是機電一體化產品。現場總線及局域網技術的成熟，能夠讓各類設備以計算機為中心，形成計算機集成系統，讓整個生產系統變得更為完善，其功能也更為健全。另一方面，網絡環境為機電一體化產品營銷提供了良好途徑。只要產品功能優秀、質量可靠，借助網絡信息傳播，能夠讓人們迅速了解相關產品及特點，借助線上銷售進一步擴大營銷范圍。

（二）模塊化

機電一體化產品單元研發的復雜程度較高，其產品體系的研制過程中，標準動力接口、機械接口以及電氣接口等都是影響研制結果的重要因素，其開發的科學性和可靠性將直接關系到機電一體化產品單元的研制質量。而機電一體化技術模塊化的實現，能夠為機電一體化產品單元的研制指明方向，保證電氣產品的標準化與模塊化，促使產品在市場競爭中占據優勢地位，對于推進整個工業的健康穩定發展都具有重要意義。以智能調速電機一體的動力單元研發為例，需要基于機電一體化技術實現圖像識別、圖像處理與視覺處理的有機結合，建立多元且統一的控制單元，并完善其應用功能，確保能夠在實際生產應用中，實現各種典型操作，提高機電一體化產品質量，因此，模塊化是機電一體化技術發展的重要趨勢之一。

（三）微型化方向

現代信息技術不斷進步，為更加便捷高效的開展各項生產活動，各高新技術均呈現微型化發展，機電一體化技術在醫療以及軍事領域內都具有良好的應用價值，若將機電一體化技術朝性能優良且便于儲運的微型化方向發展，勢必會在社會生產生活中發揮更大的價值。

（四）環保化

工業的快速發展，提升了人們的生活質量，但同時也產生了巨大的資源消耗，并導致了生態環境污染、破壞。在這種情況下，機電一體化設備綠色環保化也愈來愈受到重視。在設備設計過程中，通過融入綠色環保理念，保證設備使用時不會對周圍生態環境產生危害。即便設備損壞或報廢后，相關模塊或零件也可回收使用，充當二次資源利用。

四、結語

總之，在現代科學技術的支持下，機電一體化技術實現了多項技術的有機融合，更具智能性和先進性，在社會各領域發展中具有良好的應用價值。

參考文獻：

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