探索機電一體化的創新及發展方向

李祥貞

（新汶礦業集團生產服務分公司采掘二部，山東 泰安 271413）

引言

機電一體化技術簡單來說就是電子學和機械學兩個學科的緊密結合，由于機電一體化技術的產生，促使傳統機械朝著更加人性化、智能化的方向轉變[1]。就我國當前機電一體化技術應用領域來看，特別在數控機床方面的應用比較廣泛，隨著科技的發展，我國自主產權加工數控機床的平臺越來越多，已形成以數控機床企業及精密機床工程技術研究中心，為主體的數控機床體系。在數控機床的復合加工以及先進制造技術方面，獲得了突破性的進展，打破了以往發達國家在數控技術方面的壟斷局面[2]。我國目前已在傳感器和自動化儀表方面實現了機電一體化產品的微型化、高精度以及智能化。

一、機電一體化技術

機電一體化是機械工程方面的技術，融合了信息、電子、計算機、機械制造等多學科，將其作用于工業產品的研制、設計和生產的各個環節，促使各個環節都能夠有效配合協作，實現良好的有序管理，這對提高工業技術水平具有十分重要的幫助。與其他相關技術相比，機電一體化技術是多項技術融合發展后的綜合體，所以在對其進行研究的過程中，應該綜合考慮多項核心技術的創新發展，才能探索制作多功能的產品設備[3]。目前所應用的機電一體化技術，主要有以下幾方面的特點：1）體積小重量輕。隨著機械技術、信息技術等方面的創新發展，使得很多的機電一體化設備變得越來越小。2）生產速度快。為了應對市場經濟的需求，很多的機電一體化設備的生產制造本身，也采取很多高效保質的生產工藝。3）高安全性。在機電一體化中應用很多最新的信息技術，僅僅通過對計算機進行操作即可，對于實際操作提供了很大的安全保障。

二、機電一體化產品創新分析

（一）產品結構

產品結構創新作為機電一體化產品設計過程中非常重要的一項內容，主要體現在動力裝置、物理機械結構、傳動方式以及和周邊設施的搭接方面，其目的是實現產品結構的多樣化及層次的豐富性。

（二）產品外觀

現如今，隨著生活水平的提高，人們對于審美方面有了更高的要求，產品的外觀也是吸引客戶的重要手段[4]。因此，未來在機電一體化產品的生產設計過程中，除產品質量及性能這一首要考慮的環節外，會更加注重對產品外觀及造型方面的創新，盡可能的使產品外觀獲得客戶的認可。機電一體化產品的質量、性能以及外觀創新方面缺一不可。

（三）產品材料

在機電一體化產品創新過程中，產品材料的創新也是其中非常重要的一個環節，實現產品材料的創新需滿足兩個條件：一是對機電一體化產品的材料進行創新，比如納米材料及合金材料的應用；二是在創新的同時能夠滿足人們的現實需要，比如采用一些質量較輕、耐熱性較好以及體積比較小的材料。

（四）產品功能

在未來，隨著機電一體化技術的發展，產品功能方面會更加豐富及多樣，即便一個比較單一的產品，在功能方面實現多樣化，也能夠全方位滿足客戶的需求。其次，就產品功能創新方面，國家大力支持，企業資金投入少回報大，企業很容易達到智能化的生產目標，從而占據市場份額。

三、探索機電一體化在未來的發展方向

（一）智能化

機電一體化技術在發展進步的過程中，逐漸與人工智能技術、計算機技術等先進技術相融合，使其開始具備與人類相似的邏輯思維判斷能力，能夠得出更為科學的決策，從而對工業生產進行更有效的合理控制，從而逐漸朝著智能化方向發展。在未來的研究過程中，也應該注重引入神經網絡技術，更加充分的運用人工智能技術，從而引導機電一體化技術朝著更為廣闊的空間發展。

（二）模塊化

機電一體化產品的種類豐富，所有產品在生產加工的過程中都需要重點把握，產品接口的開發應該嚴格遵照相關的標準，從而面向模塊化的方向發展。對各項控制單元的設置應該不斷加強，促使相關功能更加完善，包括智能化速度調節、優化動力性能、處理視覺和圈像等，從而更加能夠滿足人們的多種使用需求。在促進機電一體化技術模塊化的過程中，要想開放制造功能更為完善的新型機電產品，就應該更深層次開發標準單元，通過建立相關標準使得部件與接口之間能夠匹配，建立統一化的產品生產標準，不斷提高企業產品的技術含量。

（三）微型化

隨著蝕刻技術的產生和運用，微米、納米、亞微米等幾何尺寸元件的制造已經得到了實現，通過相關機電一體化技術的有效運用，改變了以往產品設備體積大、重量重、占空間等弊端，呈現出了微型化的發展趨勢。在電子技術與機械技術不斷融合的過程中，傳感器及機械機體等部件都能在微型元件上集結，使得機電產品更加輕便和美觀。

（四）環保化

生態環境保護目前已經成為一個重要的社會發展方向，工業化生產確保了人們的生活質量，但也帶來了大量的資源消耗，產生了各種生態破壞問題，因此機電一體化也應該注重堅持綠色化發展理念，將節能減排落實到生產制造的各個環節之中，促進綠色可持續發展。

結語

機電一體化技術的發展，促進了工業生產過程中機電一體化產品的創新及發展，也為未來工業機電一體化發展創造了機遇。企業為順應時代的發展要求，滿足人們生產及生活方面的需求，并保有市場份額，應不斷對現有技術加以創新和改進，并將該項技術涉及的各個學科進行相互交融，特別是對微電子學、機械學以及電子信息學等技術學科方面進行融合研究，從而使機電一體化這一專項技術得以創新和可持續發展。