分析机电一体化技术的应用及发展

分析机电一体化技术的应用及发展

肖巧云

肖巧云

国家能源神东煤炭集团矿业服务公司内蒙古鄂尔多斯017209

摘要：机电一体化又称机械电子学，在我国工业的应用虽然起步时间较晚，但是有效的推动了我国工业快速向前发展。机电一体化的发展与计算机技术、微电子技术、网络信息技术以及机械工程技术的发展密不可分，促进了机电一体化在更多领域的应用，并且使机械一体化朝着智能、系统、绿色的方向发展。笔者从机电一体化的概念出发，分析了机电一体化的应用现状以及未来发展趋势。

关键词：机电一体化技术；应用；发展

1机电一体化的概述

事实上，机电一体化不仅是一种现代科技，更是多种科技技术的结晶，其中信息技术、机械技术以及微电子技术等多种现代科技技术都包含于此。现阶段，我国现代电子技术的革新频率极快，市场内出现了大量的电子技术，不但可以更好的在多个行业中应用，对提高现代电子技术整体水平及质量具有极为重要的推动作用。随着电子产品的不断研发及更替，确保机电一体化可以不间断革新的首要前提就是增加电子技术的研发力度，由此可见，日后现代电子技术的快速发展可以不断优化及强化电子行业，可以促使更多行业拥有更高性能的优质设备。机电一体作为一种综合性较强的技术，其并不是单一的结合型技术，而是会把多种现代电子技术进行有机的包容及涵盖，并充分运用多种特殊技术，将多种电子技术进行融合，而后在广泛应用于各个行业的现代技术。

2机电一体化的应用优势

2.1有效降低了生产资源的消耗率

机电一体化技术就是在先进技术不断革新的前提下开发出来的一种新兴的技术，这一技术的出现证明我国的先进技术已经进入到了一个全新的层次，最关键的是，这一技术手段的创新也加强了对多种先进生产技术的应用，从整体上提升了技术发展的综合能力。在机电一体化设备的发展中，降低生产资源的消耗率是当前设备的主要优势。而在智能化技术的引导下，如果发现机电一体化设备自身工作量没有达到预定标准或处于较低的运行状态，监测系统就会根据实际监测的数据信息对运行功率进行调整，以最大的程度减少能源的消耗，提升能源的运行质量。

2.2安全性高，生产力强

机电一体化设备加入了监视功能，可以进行自动诊断故障，如果在工作过程出现了问题还可以自动报警保护设备与操作人员的安全。这一技术对于操作人员来说十分有利，可以很大程度的减少了不必要的设备损坏与工作人员的伤亡。机电一体化设备还可以自动控制，自动处理信息，只要在设备中加入设计要求程序，该设备完全能够据此独立完成任务，从而解放生产力同时还能够提高生产效率。

2.3有效提升了生产效率和生产质量

机电一体化在社会各个领域中的应用，除了具备可靠性和安全性以外，在提升生产效率以及生产质量上同样突出。在信息化网络的大环境下，人们每天接触到的信息繁杂且数量庞大，而随着信息传播速度的不断提升，不论是技术创新还是知识完善，这些内容都是推动机电一体化设备在社会各个领域发展和应用的前提。机电一体化技术可以完成对产品的自动生成，同时，机电一体化技术还包括精密生产技术，这一技术手段可以为小型物件的生产提供更精准、更精细的技术支持。

3机电一体化的应用领域分析

3.1应用于柔性制造

针对柔性制造系统来讲，其中所涉及到的部门相对较多，其中高端科技机器人以及数控等都包含在其中。其应该在装配标准需求的正确引导下，根据实际生产的标准需求，对各个工件展开生产。在柔性制造系统应用过程中，应该对其中所生产的构件种类、位置、尺寸等展开高频率的更换。除此之外，柔性制造系统在机电一体化技术的辅助下，其生产质量获得提升已是必然趋势，从而达到提升生产效率的初衷。

3.2机电一体化技术在自动生产线和自动机领域的应用

从当今我们国家所处的发展阶段与发展水平来看，机电一体化技术确实为我国的发展做出巨大的贡献，并且，在我国很多的领域都得到了一定的应用。这些领域涉及程度深，覆盖范围广，几乎囊括了我们国家生产生活的各个方面。在这些领域中，自动生产线与自动机领域是机电一体化技术应用的典范领域。虽然我们的机电一体化技术在自动生产线与自动机领域有着有效的应用，还有如此多的优点，但是金无足赤，机电一体化技术还有着一些问题有待发现，还有一些缺点有待完善，还有一些不够完备的理论有待补充，还需要不断地向前发展，只有发展才能始终使自己适应于时代，适应于科技浪潮。故而，有关部门与有关研究单位还需要在人机界面系统设计、边坡调速等方面做好应做的研发维护工作，认真钻研，及时发现漏洞并加以弥补，从某种程度来说，这些工作很有可能会成为未来机电一体化技术的一个重要研发方向，值得我们认真对待。

3.3机器人技术的发展

科技的发展推动了计算机电子信息技术的发展，从而使机器人制造得到了进一步开发和利用，彰显了我国的科技实力和制造业的高水平。计算机电子信息技术在机器人制造中的应用实现了高水平的制造，是我国人工智能的成功实践。智能机器人可以模拟人进行简单感知和思维，并且可以根据指令进行一系列操作。在机器人的制造中综合应用了机电一体化技术，具有更多的技术含量，例如，机构学、自动控制技术、仿生技术、人工智能、计算机技术、微电子技术、通讯技术、光学、传感技术等多学科的技术成果，使机器人可以进行人工智能化操作，科学收集大量的数据信息。在一些不方便人进行实地作业的高危领域实现了更为广泛的应用，例如，核工业、深水作业、地表和地下工程、建筑业、军事。在很多与人们生活紧密相关的医疗、民生、服务和娱乐方面也得到了较多应用，使人们的生产生活变的更加便利。

3.4汽车领域应用

现在人们生活水平不断提升，对汽车的需求量不断增多，但现在用户对汽车的性能要求越来越高，我汽车行业的发展提供了机遇和挑战。机电一体化技术在汽车相关领域也有广泛应用，对提高汽车的性能起到重要作用。例如在汽车的雷达测距、防抱死系统、变速器等方面应用，对提高汽车的各个环节的协调性，完善汽车行业的快速发展起到重要作用，是汽车行业发展的重要技术支持。激光测距系统是现代化汽车的标配之一，它能够为汽车检查前方的障碍物，从而为汽车提供一个安全的行驶环境。当汽车前方出现障碍物时，机电一体化的激光测距雷达就会分析前方物体的形状、位置、姿态等信息，并且动态跟踪其位置，从而为汽车提供行驶判断依据。对司机的操作情况及时进行反馈，比如司机操作有问题，汽车会启动报警系统让司机重新作出反应，其系统对汽车行使安全起到重要作用。机电一体化技术在汽车行业中的应用，对提升汽车的整体性能，保障汽车的行使安全等方面都起到重要作用。

3.5应用于分布式控制系统

分布式控制系统，也被称为集散控制系统，它可以对生产程序进行指挥和分别控制，它把器件的控制权下发到底层控制器，通过底层控制器和上位机的通讯来实现控制。如今，大型企业生产自动化能力越来越高，集散控制系统也应运而生，通过结合机电一体化技术，集散控制系统已经具有很高的可靠性、开放性、灵活性以及协调性，减少了不必要的信号损失。一般认为分布式控制系统的发展大概分为四个阶段。第一个阶段的典型产品是在1975年到1980年期间美国霍尼韦尔公司研发的TDC2000，由过程控制单元、数据采集装置、CRT操作站、监控计算机和数据高速公路五部分组成；第二个阶段的典型产品则是在1980年到1985年期间由霍尼韦尔公司研发的TDC3000，由局部网络LAN、多功能控制器、增强型操作站EOS、通用操作站US、网间连接器GW、系统管理模块SMM和主计算机HC组成；而在1985年到1990年，分布式控制系统发展迅速，在硬件更新了许多新技术，采用了制造自动化协议（MAP）标准，解决了一直存在的自动化孤岛问题，将分布式控制系统发展推向第三阶段；1990年以后，霍尼韦尔公司推出更加智能的TPS控制系统，采用了更加开放的硬件工作站，实现了更为高级的集中管理能力解决方法，分布式控制系统也进入现在的第四阶段。

3.6数控机床

数控机床又称数字控制机床，是配置程序控制系统的一种自动化机床。经大量试验数据表明，机电一体化技术是数控机床发展的可靠支撑，不仅提了升数控机床的加工精度、加工质量以及加工效率，同时还有助于加工性能多样化，以满足多元化的工业生产要求。数控机床的实际生产制造过程中，机电一体化技术为总线系统和CPU之间的多重连接提供便利，这对提高管理效率，丰富数控机床种类极为重要。首先，可以削弱多台数控机床的排斥效应，为机床使用周期的延长、生产效率的提高奠定了良好基础；其次，用户可以按照实际生产需求，对操作管理进行自定义设计，大幅度提高了数控机床的智能化水平。

3.7应用故障自动诊断、自动报警和电子监控技术方面

机械设备出故障的几率很大，无论是哪个部分出现问题，检测和维修都需要很长时间以及许多技术人员。加入机电一体化技术之后，机械设备就可以自我监控，自行诊断故障，并自己报警通知维修人员，维修人员只需要针对故障部位进行维修就好，大大减少了维修时间和人力，提高了生产效率，降低了生产成本。

4机电一体化的发展趋势

4.1全息系统与光机电一体化

在后续的科学发展中，智能技术的应用范围越来越大，而机电一体化设备在智能技术的影响和推动下，也将逐渐向着全息系统和光机电一体化的方向发展。目前，在全息系统的发展中，机电一体化设备的应用主要有两大优势：第一，实现了模式化结构运作。运用机电一体化设备，可以实现设备生产产品的重组。第二，通信功能大大提升。运用全息系统，使机电一体化设备实现了人机一体化运行，并在光机电一体化的运行中引入了光学技术，这样不仅可以提升机电一体化的综合水平，还可以为机电一体化的发展奠定坚实基础。

4.2更多微型化设备出现

随着机电一体化的发展，未来将有更多微型化的设备出现，并且可以在航空航天以及生物医学方面得到应用。机电一体化微型化发展依赖于微机械技术、软件技术以及微电子技术的发展。据国外专家研究表明，微电子机械设备可以达到1立方厘米以下体积，未来可以达到微米和纳米的精度。

4.3智能化发展

智能化发展更多的是依靠现代科技技术的不断发展及完善。在时代及社会快速发展的过程中，智能化早已和机电一体化形成一体，协同发展。智能化发展过程中更为重视在思维形式中引入综合性，将控制理论作为首要前提，提升其控制性。未来机电一体化的各类产品虽然在智能化方面不能和人脑思维达到统一层次，然而合理利用智能化产品可以对繁杂问题进行优化有改善，由此能够在根本上促进机电一体化技术的稳定发展。

结语

提升机电一体化技术在各个领域的应用水平是提高产品质量和精度的重要保障，不论是从全息系统与光机电一体化或微型机电一体化等方面来考虑，还是对机电一体化的后续发展，这都非常有帮助。

参考文献：

[1]杜洪超，任洋洋.分析机电一体化技术的应用及发展趋势[J].农家参谋，2017（12）：279.

[2]张艳军.浅析机电一体化技术的应用及发展趋势[J].建筑工程技术与设计，2018（15）：3735.

[3]苏东，龚国银.关于机电一体化技术的应用和发展研究[J].知音励志，2016（10）：104.

[4]柳玉龙.浅析机电一体化技术的应用及发展趋势[J].建筑工程技术与设计，2018（22）：5348.