機電一體化技術的現狀及發展趨勢

張海梅

摘要：隨著經濟的發展，機電行業的發展速度越來越快，其中機電一體化技術已經廣泛應用于人們的生活中。該技術突破了以往機電技術的時間和地域限制，機電一體化的發展空間更加廣闊。本文主要分析機電一體化技術的現狀，并探討其發展趨勢，以供參考。

關鍵詞：機電一體化；技術；現狀；發展趨勢

現代科學技術的不斷發展，極大地推動了不同學科的交叉與滲透，導致了工程領域的技術革命與改造。在機械工程領域，由于微電子技術和計算機技術的迅速發展及其向機械工業的滲透所形成的機電一體化，使機械工業的技術結構、產品機構、功能與構成、生產方式及管理體系發生了巨大變化，使工業生產由“機械電氣化”邁入了“機電一體化”為特征的發展階段。

1機電一體化技術的概述

機電一體化是機械設備和電子技術融合后的統稱，機電一體化深入應用于機械設備可以使機械設備在性能控制和信息處理等各方面更加智能化、自動化。機電一體化作為一項機械系統技術，其基礎就是機械電子技術、計算機技術以及自動化技術等現代化技術的綜合。目前，機電一體化已經有很強的系統性和相對獨立性，很大一部分的職業院校把機電一體化技術作為一門新興學科進行教學，培養出許多的高素質的機電一體化方面的技術性、應用型人才，為我國工業技術的發展做出了很大的貢獻。

2機電一體化技術的發展現狀

2.1數控技術方面

目前數控技術方面正在朝著高速化、高精密化、高可靠性、結構設計模塊化、智能化發面發展。為了滿足市場的多變需求，數控機械不斷的提高切削速度，干切削和準干切削成為發展的主流，精度也在不斷提高。數控車床隨著技術的發展取消了皮帶、帶輪等傳統的驅動結構，采用電主軸技術，用直線電機做伺服驅動，省去滾珠絲杠這一傳統的傳送環節。使得主軸轉速達到了10000r/min以上，目前我國的普通數控車床加工精度已經達到了5μm，精密級加工達到了1～1.5μm，超精密加工精度已步入了納米級時代。

2.2工業機器人方面

隨著勞動力資源的不斷緊張，用工成本大幅度提升，目前越來越多的企業投入巨資引進機器人自動生產線，供需關系的產生督促著機器人控制技術，驅動系統設計技術，軟件及編程技術以及周邊配套設備的發展。中國市場上現擁有近萬臺工業機器人，完全由中國研發及生產的機器人占據30%的市場份額。未來越來越多的機器人技術將進入加工制造行業，成為我國緩解勞動力短缺的重要發展方向。

2.3計算機集成制造系統方面

我國經過多年的理論和技術準備，CIMS已經有了較快發展。目前，已在清華大學建成國家CIMS工程研究中心，在著名高校和研究單位建立了七個CIMS單元技術實驗室和八個CIMS培訓中心。2000年，全國已有20多個省市、10多個行業、200多家不同規模和類型的企業通過實施CIMS應用示范工程，取得了巨大的經濟效益。當前CIMS的進一步試點推廣應用已經擴展到機械、電子、航空、航天、輕工、紡織、冶金、石油化工等諸多領域，正得到各行各業越來越多的關注和投入。

3機電一體化未來的發展趨勢

3.1人工智能化

從目前機電一體化的發展來看，人工智能化是機電一體化未來發展的主要方向。人工智能主要是對運籌學和模糊數學的研究基礎上加以實現的。伴隨著科技的快速發展，人工智能已經運用到實際當中，例如，可以人工對話的數控機床，大大提高了實際的生產效率以及操作效率。以及可以與人輕松交流的人工智能機器人，人工智能機器人主要是通過賦予機器類似于人的邏輯思維以及行為方式加以實現的。現在對于機器人的應用尚處于發展階段，只運用于少數的工業生產以及服務行業，但是按照現在的發展趨勢來看，我們距離人工智能化的時代已經不遠了。

3.2模塊化

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非常重要的事。如研制集減速、智能調速、電機于一體的動力單元，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，同時也可以擴大生產規模。這需要制定各項標準，以便各部件、單元的匹配和接口。由于利益沖突，近期很難制定國際或國內這方面的標準，但可以通過組建一些大企業逐漸形成。顯然，從電氣產品的標準化、系列化帶來的好處可以肯定，無論是對生產標準機電一體化單元的企業，還是對生產機電一體化產品的企業，規模化將給機電一體化企業帶來美好的前程。

3.3光機電一體化

光機電一體化技術主要是利用計算機技術、微電子技術、控制技術和光學技術等等，通過不同技術手段的交叉融合，為這種一體化系統實現奠定加好的基礎。機電一體化的快速發展，能夠推動光機電一體化的實現。通過這種技術手段的應用，能夠增加技術創新的價值，并完善技術應用具有的功能。由此，未來技術—光機電一體化，需要多種技術手段的共同配合，在激化打孔、標記和光化學沉積中，實現技術的交叉，并在此基礎上研究光機器人的制作。

3.4綠色化

綠色化發展趨勢是機電一體化未來發展的重要目標。迅速發展的科技雖然在生活方面給我們帶來了許多便利，但是在生態環境方面卻帶來了很大的破壞，例如工業排放的污水量以及達到了總排水量的百分之六十，嚴重違反了我國制定的可持續發展的原則。我相信隨著可持續發展理念的進一步深化，機電一體化的綠色發展目標也將進一步實現。

3.5微型化

機電一體化技術經過多年的發展，已在微型化方面取得了一些客觀的研究成果，然而，與之相關的產品體積仍然較大。由于微機型的機電一體化產品的體積較小，消耗的能源相對較少，運用靈活，因此，利用這些特點可進入到很多機械無法進入的微型空間中，方便了精細化的操作過程。這種微機型的產品在生物療、軍事和信息等方面都有著非常獨特的發展優勢。

4結束語

機電一體化技術結合了技術和科學的各個領域。這是科研人員無數日日夜夜辛勤工作的結果。這也是新時期社會生產力發展到一定程度的必然結果。機電一體化對提高人們的生產和生活水平具有重要意義。

參考文獻：

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（作者單位：黑龍江省雞西市正陽煤礦機電科技術室）