機電一體化技術現狀及發展趨勢

倪建榮

摘要：隨著生產和科學技術的不斷發展，機電一體化技術是一項以機械、電子技術為主的多門技術相結合的新型技術，是現代科學技術發展的必然結果，新的機電設備和產品將機械、電子有機結合，可以大大提高產品的性能和可靠性，提高制造技術水平，實現生產方式的多方向發展。目前我國機電一體化技術得到普遍的重視和廣泛應用，逐漸應用于社會經濟的各個領域。本文主要根據目前機電一體化技術的發展現狀，分析其發展趨勢。

關鍵詞：機電一體化技術;現狀;發展趨勢

0 引言

伴隨現代科技的不斷發展，推動了不同學科之間的相互學習，促進了工程方面的技術改革，機械一體化作為一種嶄新的學術，重點強調機與電之間的相互結合所帶來的深刻意義;在機械工程方面，由微電子技術和計算機技術發展形成的機電一體化，使得機械工業技術在技術、產品和功能等方面發生巨大變化，促進工業生產由機械電氣化向機電一起化發展。

1 機電一起化技術的概念

機電一體化指將機械裝置與電子化設計方面的功能結合起來的系統的總稱，采用機電一體化技術在機械產品基礎上創造出新型的機電產品，在機構的執行、動力和信息控制功能上引進電子技術。機電一體化主要包括技術和產品兩方面，機電一體化是將群體技術相互融合為一體的綜合技術，與傳統電氣形成的機械電氣化概念有本質性的區別。隨著科技的不斷發展，機電一體化作為一種有自身特征的新型技術學科主要具有一定的特征：從系統觀念討論，綜合運用各種機械、微電子、自動控制技術和軟件編程技術等多種綜合技術，各個技術之間配置合理，從根本上實現多功能、高質量和低能耗的經濟意義，使得系統工程技術在整個系統中最優化。

2機電一體化發展現狀

20世紀60年代以前為第一階段，稱為初級階段。人們利用電子技術的初步成果來完善機械產品的性能。在二戰期間，戰爭刺激了機械產品與電子技術的結合，這些機電結合的軍用技術，戰后轉為民用，對戰后經濟的恢復起了積極的作用。由于當時電子技術的發展尚未達到一定水平，機械與電子兩技術的結合還不可能廣泛和深入發展。

20世紀70到80年代為第二階段，可稱為蓬勃發展階段。大規模、超大規模集成電路和微型計算機的迅猛發展，為機電一體化的發展提供了充分的物質基礎。

20世紀90年代后期，開始了機電一體化技術向智能化方向邁進的新階段，機電一體化進入深入發展時期。一方面，光學、通信技術等進入了機電一體化，微細加工技術也在機電一體化中展露頭腳，出現了光機電和微機電一體化等新分支;另一方面對機電一體化系統的分析和集成方法、機電一體化的學科體系和發展趨勢都進行了深入研究。同時，由于人工智能技術、神經網絡技術及光纖技術等領域取得的巨大進步，更為機電一體化技術開辟了發展的廣闊天地。我國是從20世紀80年代初才開始在這方面研究和應用并把機電一體化技術列為“863計劃”中。

3機電一體化發展趨勢

3.1模塊化趨勢

模塊化是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多，研制和開發具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、環境接口的機電一體化產品單元是一項十分復雜但又是非常重要的事。如研制集具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的控制單元，以及各種能完成典型操作的機械裝置。這樣可利用標準單元迅速開發出新產品，也可以擴大生產規模，制定各項標準，以便各部件、單元間匹配。從電氣產品的標準化、系列化帶來的好處可以肯定，對生產標準機電一體化單元的企業規模化將給機電一體化企業帶來美好的前程。

3.2網絡化趨勢

網絡技術的興起和飛速發展給科學技術、工業生產等領域都帶來了巨大的變革。各種網絡將全球經濟、生產連成一片，企業間的競爭也將全球化。機電一體化新產品一旦研制出來，只要其功能獨到，質量可靠，很快就會暢銷全球。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電一體化產品。現場總線和局域網技術使家用電器網絡化已成大勢，利用家庭網絡將各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家電系統，使人們在家里分享各種高技術帶來的便利與快樂，因此機電一體化產品朝著網絡化方向發展是為大勢所趨。

3.3智能化趨勢

智能化是21世紀機電一體化技術發展的一個重要發展方向。 “智能化”是對機器行為的描述，是在控制理論的基礎上，吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數學、心理學等新思想、新方法，模擬人類智能，使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，以求得到更高的控制目標。機電一體化產品不可能具有與人完全相同的智能。但是，高性能、高速的微處理器使機電一體化產品賦有低級智能或人的部分智能。

3.4微型化趨勢

微型化指的是機電一體化向微型機器和微觀領域發展的趨勢，泛指幾何尺寸不超過1cm的機電一體化產品，并向微米、納米級發展。微機電一體化產品體積小、耗能少、運動靈活，具有不可比擬的優勢。微機電一體化發展的瓶頸在于微機械技術，微機電一體化產品的加工采用精細加工技術，即超精密技術，它包括光刻技術和蝕刻技術。

3.5綠色化趨勢

工業的發達給人們生活帶來了巨大變化。物質豐富，生活舒適;另一方面，資源減少，生態環境受到嚴重污染。于是人們呼吁保護環境資源。綠色產品概念在這種呼聲下應運而生，綠色產品在其設計、制造、使用和銷毀的生命過程中，符合特定的環境保護和人類健康的要求，設計綠色的機電一體化產品，具有遠大的發展前途。

4 結束語

機電一體化技術的出現是科技發展和社會生產力發展的必然產物，科技的進步為機電一體化的發展提供了基礎條件，而機電一體化產品不斷推動社會進步和社會需求，對傳統技術是一種較大沖擊，未來的社會是科技的社會，機電一體化技術未來發展的前景將是一片光明。

參考文獻：

[1]陳輝，王磊.機電一體化技術的現狀及發展趨勢[J].綜述，2012（07）.

[2]潘麗霞.論機電一體化技術的現狀及發展趨勢[J].問題探討， 2010（04）.