機電一體化技術的應用及發展分析

徐軍

摘要：機電一體化是指將電子技術集成到機械信息處理、結構、控制和電源等功能中，實現電子軟件、技術和機械設備的有效結合，建立一個完整的集成系統。隨著科學技術的飛速發展，機電一體化技術也在不斷創新和完善。在實際應用過程中，通過機械技術、自動控制技術、信息技術、電力電子技術、信息轉換技術、微電子技術、計算機技術、傳感器技術、接口技術的綜合應用，軟件編程技術等，將充分發揮機電一體化技術的作用和價值，在提高工業生產效率和質量發展的基礎上，促進我國工業領域的長遠發展。

關鍵詞：機電一體化技術;發展趨勢;現狀

引言

機電一體化技術在工業領域的應用，不僅提高了工業生產的效率和質量，而且促進了我國工業不斷向自動化、信息化、智能化方向發展。在此基礎上，分析了機電一體化技術的現狀和發展趨勢，僅供參考。

1機電一體化的概述

經過幾十年的發展，機電一體化技術得到了不斷的提高，并給出了新的定義。機電一體化是集機械、微電子、自動控制、信息、震動感、計算機軟件編程等專業知識為一體的一門綜合性技術，根據系統功能目標和組織目標的不同定義，科學合理地安排各種功能不同的電子元器件和設備，在實現多樣化、高質量、低消耗的基礎上，充分發揮其強大而有價值的技術。基于這種技術的系統通常被稱為“機電一體化系統”。根據“機電一體化系統”的內容，機電一體化主要由以下兩部分組成：產品和技術。首先，機電一體化技術是上述“成組技術”。經過長期的發展和技術創新，該技術還增加了許多自動功能，如自動檢測系統、信息自動處理技術、自動記錄顯示、自動控制保護等，機電一體化產品不僅局限于人體肢體的功能延伸，還可以將人體的感知和思維延伸到外部。機電一體化產品具有一定的人工智能，這與傳統的機械設計和機械電氣化有著本質的區別。

2機電一體化技術的主要應用

2.1 計算機集成制造系統（CIMS）

CIMS并非只是把系統當中零散的結構以及部件進行整合、重組，而通過全局化的思維結合動態化的方式來進行綜合運用。CIMS的運用不但擺脫了傳統部門部互性不強的影響，而且將‘物流以及‘信息流進行系統化的整理并進行控制，以此來構建成一個由最初的產品的研發和設計、產品的經營、生產設備的投入、以及到產品成形的系統化結構，值得注意的是，企業集成度的高低變化能夠把原本不同的生產要素進行重新規劃與配置，把效果和性能提升到最大化。

2.2 數控機床

（1）在數控機床的設計與制造方面所采用的是總線式、模塊化、空間布置合理化的結構類型，也就是說運用CPU（核心處理器）以及多總結設計構成;（2）開放性的設計理念。所謂的開放性設計就是在硬件設備的結構以及功能方面添加了大量層次性明顯的功能模塊;（3）WOP技術以及人工智能技術。機電一體化系統可以為企業加工的批量化生產加入自主編程設計，并且還可以選擇性地加入二維、三維的動態化仿真技術，通過在線診斷以及線上智能化管控的方式來完成批量化生產;（4）擁有大容量的數據儲存空間和功能全面的軟件模塊，在完善數控功能以及CNC功能的對接和控制功能的同時，提高設備的效率性;（5）輕松實現多進程以及三通道、四通道甚至更多通道的控制。

2.3 工業機器人

眾所周知，人類在機器人的研究過程當中舉步維艱，取得的進展相當有限。而造成這個原因主要是由于技術上的問題。在進行第一代機器人制造的過程當中由于技術上的限制，制作出的機器人只能夠按照示教來重復人類的操作，而且對于作業環境和作業對象也都較為固定，缺少相應的靈活性和變化性，而且成本高昂;和第一代機器人相比，第二代機器人則加入了大量的電子傳感設備，而且還能夠依據作業環境以及操作的要求進行簡單化的信息處理，而且在計算機的數據分析與編輯下還可以對一些行為作出簡單的邏輯判定，對于人類的某些特定動作也可以作出反饋，在具備低級的人工智能的同時成本開始逐漸降低，被用到企業加工與生產環節當中;第三代機器人就是智能機器人，第三代機器人的感知能力開始接近人類并且還能夠對于一些復雜的邏輯判精心做出正確的選擇，并給出正確的答案，而且還可以在各種惡劣的作業環境里完成作業，而這與第五代電子計算機技術是分不開的。

3 機電一體化發展前景

隨著社會的進步和科學技術的發展，傳統制造業已經開始朝著智能化、多樣化的目標邁進，因此開發下一代機電一體化系統是必然的。新一代機電一體化系統除了具有良好穩定的硬件功能外，還必須具備適應多種復雜環境的能力，機械設備本身易于維護和管理。

3.1 快速零件制造技術（RPM）

所謂快速制造技術，一般來說是指在CAD模型直接驅動的基礎上，實現不規則三維實體技術的高效、快速制造的總稱。但與傳統的CAD模型制造相比，整個過程幾乎沒有人為的干預，都是基于電子計算機來設計和生產零件。根據不同標準的實際功能和要求，采用不同的加工方法和工藝，然后根據產品參數和設備厚度的要求，從三維模型加工到三維平面。整個過程只需編輯代碼即可實現機床數量和激光與材料工藝的操作。該技術以其良好的預見性成為機電一體化未來發展的重要方向。

3.2 智能制造系統（MIT）

該系統是由業內大量科研人員和專家利用智能機械設備構建的“人機一體化”系統。經過大量專家研究，實現了人與機的有機結合。人機集成系統不僅具有良好的穩定性和自律性，而且可以應用于虛擬制造業，在先進的計算機軟件中還具有基本的人的思維能力、邏輯判斷能力、自我完善和修復能力，已成為當前機電一體化研究的核心內容。

4結束語

綜上所述，機電一體化技術集成了各種先進技術，不僅是社會生產力不斷發展的重要體現，也是推動中國工業發展的重要基礎。機電一體化技術的應用在機電一體化和工業中發揮了重要作用。隨著科學技術的發展，機電一體化技術將不斷創新和優化，從而充分發揮其更大的價值和作用。

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