機電一體化技術及其應用

郭凱敏

摘要：機電一體化，又稱機電工程，是自動化技術與機械工程技術的結合。近年來，我國科技水平的不斷提高，有力地促進了我國工程技術的發展。當前的機電一體化技術將微電子技術與機械技術相結合，實現了工業機械設備的智能化、人性化。目前，電子信息與機械的集成技術得到了廣泛的應用，對機械工程的發展起著重要的作用。

關鍵詞：機電一體化;技術;應用

1 機電一體化技術概述

隨著現代計算數學、機械動力學、電子信息和工程力學的發展，機電一體化技術應運而生并得到了發展，成為當代科學技術發展中最活躍的領域之一。在設計技術的內容上，改進了原有的模式和規格，由制造型向用戶型轉變，有效地增強了產品的適用性和創新性。機電一體化概念是機械設備與電子技術集成的總稱，它使機械設備在性能控制和信息處理方面實現智能化和自動化。它是以計算機技術、自動化技術和機電技術相結合為基礎，構建相對獨立的技術體系，更好地開展工業生產活動。在實際應用中，它涉及到社會的各個領域，是提高生產力和生產效率的主要動力。

2機電一體化技術發展現狀

目前，機電一體化技術的發展取得了巨大的成就。在我國長期的探索和實踐中，機電一體化技術的研發主要體現在數控技術、機器人和計算機集成制造系統等領域，具有較高的發展水平，促進了現代生產體系的建立和完善。

2.1數控技術

為了機電一體化技術的發展，我國從20世紀80年代中期開始探索和研究數控技術。在借鑒國外先進技術和經驗的基礎上，積極建設數控研發和生產基地，目前已具備良好的自主開發能力，推動數控產業基本形成。在實際發展過程中，我國數控技術產業擁有年產3000多套數控系統和5000多套主軸及供應裝置的生產能力，這是保證國民經濟發展的重要條件。此外，通過機電一體化技術掌握數控關鍵技術，提高自主開發和生產能力，對國防工業和民用工業的創新發展具有十分重要的作用，在很大程度上有助于提高我國的綜合國力。

2.2機器人技術

自1986年以來，中國將機器人的研究與開發列入國家科技發展計劃。如今，經過35年的探索，借助機電一體化技術，中國已經掌握了機器人設計制造、控制和軟件編程等核心技術，并廣泛應用于工業、醫療、水下探測、消防、家居生活等社會各個領域，不僅充分提高了生產制造能力，而且提高了社會服務水平，極大地提高了人們的生活質量，使生產生活更加便捷高效。

2.3 計算機集成制造系統

通過機電一體化技術，中國在計算機集成制造系統方面取得了巨大進步，在中國建立了多個工程研究中心、技術實驗室和培訓中心，充分掌握了計算機集成制造系統的核心技術內容。同時在國內許多企業得到了廣泛而深入的應用，對社會效益和經濟效益都有一定的提高作用。例如，制造企業的生產管理信息系統、計算機輔助工程系統、生產過程控制與管理系統、物料存儲、運輸與支持系統、數據庫等，都是基于機電一體化技術開發的集成系統模型，對提升企業的制造能力和生產效率起到了很好的作用，是中國產業改革的重要基礎保障。

3機電一體化技術的應用

3.1 數控機床

中國的數控機床有40多年的發展歷史。數控機床的性能隨著時代的發展而不斷更新，并得到了科學界和機械行業的認可。隨著機電一體化技術的不斷發展，數控機床的機構也在向系統化、模塊化方向發展，新時代最常見的系統是CPU和多總線。由于數控機床的開放性，數控機床在機電產品生產中的應用可以給企業帶來更多的經濟效益。在硬件系統中，數控機床的結構和功能將表現出較強的兼容性和層次性，能夠滿足用戶的使用效益。機電一體化技術可以實現數控機床軟件的模塊化，不僅可以豐富數控機床的數控功能，而且可以增強數控機床數控系統的控制功能。

3.2工業機器人

市場上的第一代工業機器人只能根據系統設置重復相同的應用，在生產過程和操作對象的變化中沒有很好的靈活性和適應性。盡管第二代工業機器人配備了先進的傳感軟件，但它只能在單一的工作環境中工作。通過計算機對數據進行處理和分析，做出相應的判斷和響應，對生產環節進行反饋和控制。因此，第二代工業機器人具有初步的實用性。第三代工業機器人具有多種傳感功能，能夠在工作環境中獨立行動，能夠進行復雜的邏輯思維，并對采集到的數據進行判斷和決策。

3.3鋼材技術的應用

為了提高生產效率和質量，許多鋼鐵企業開始將機電一體化技術應用到生產過程中。由于機電一體化技術主要以微處理器為核心技術，可以將數據通信、顯示設備等各種技術有機地結合起來，為鋼鐵企業一些大型項目的綜合生產創新提供了積極的條件，通過提高系統的控制精度，提高了鋼鐵工藝的可靠性，提高了生產的質量和效率。具體來說，機電一體化技術在鋼鐵工藝中的應用主要體現在以下幾個方面：一是能夠智能控制鋼鐵工藝生產系統，對高爐控制系統和實際生產過程都能起到積極的推動作用。二是分布式控制系統，一臺計算機可以控制多臺計算機，提高生產效率。三是實現開放式控制系統，即利用機電一體化技術中的通信網絡對鋼鐵生產中的各設備進行控制和管理，利用現場總線對相關數據進行測量和控制。四是實現計算機集成制造系統，使相關人員參與鋼鐵生產過程，實現生產過程與加工過程的集成控制。五是現場總線技術。現場總線技術在鋼鐵生產中可以進一步擴大信息傳輸量，提高生產效率。

4 機電一體化技術的發展趨勢

4.1 模塊化

中國的自動化產品種類繁多，每種產品都有不同的功能。總的來說，中國市場缺乏一些統一的技術標準，導致自動化產品流通薄弱。例如，機械生產設備有一些非常精密和先進的部件。如果該零件損壞，則必須返回制造商進行更換，這不僅增加了機械的維護成本，而且降低了企業的生產速度，實質上提高了企業的運營成本。針對這些問題，國家應尊重機械生產專利，制定一套統一、科學的管理標準，實現對自動化產品的有效管理，推動自動化產品向模塊化方向發展，進而推動機電一體化技術的發展。

4.2輕量化

與以往的自動化產品相比，機電一體化技術具有輕量化的特點，不僅體現在外觀上，而且大大提高了其質量水平和可操作性。這些優異的性能得益于芯片原始設備技術的實質性進步，從傳統的零件插孔到當前的電子芯片組裝，這使得機電產品更加輕巧，大大提高了機電技術的使用。

4.3環境保護與節能

隨著社會經濟的發展和進步，環境問題越來越突出。根據國家有關規定和人民生產生活的需要，節能環保是所有企業都將面臨和必須解決的問題。中國大力倡導低碳環保作為發展戰略，機電一體化技術正在進行自動化產品設計，我們應該遵循這一點，盡最大努力確保自動化產品投產時不超過環保標準。

結束語

綜上所述，我國機電一體化技術應用廣泛，發展前景也十分廣闊。這項技術具有非常明顯的技術優勢。因此，這項技術的穩步發展可以加速中國現代化發展目標的實現。雖然這項技術還存在一些不足，但這些不足將隨著科學技術的發展而得到彌補。

參考文獻

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