浅论机电一体化技术

浅论机电一体化技术

王强

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摘要：在现代科学技术不断发展的今天，各个学科之间的联系越来越紧密，从而引发了机电一体化技术的革新与革命。随着微型机电一体化技术和计算机技术在机械工程中的迅速发展，随着这两种技术在机械工业中的参与程度的不断提高，机械工业的技术结构、产品结构、产品功能、生产方式和管理体系都发生了巨大的变化，这些变化对机电一体化技术的发展产生了深刻的影响。它开创了一个具有“机械电气化”和“机械电子化”特征的工业生产新时期。本文重点对机电一体化技术进行了浅析。

关键词：机电一体化；发展情况；发展趋势

引言

从当前的经济发展形势来看，我国的很多领域已经开始采用机电一体化技术，如机械生产、生产制造、数控机床、工程建筑等等，并且机电一体化技术给所使用的领域带来了很大的变化。机电一体化技术的应用，不仅是我国经济发展的必然过程，也是一种国际趋势。如果这项技术能够得到更广泛、更有效地应用，那么我国的经济将会得到更快的发展，在最大程度上满足了现代社会市场的需要。

一、机电一体化技术

随着微电子技术和计算机技术的不断发展，机电技术也有了很大的发展，机械工程进入了从机械电气化过渡到机电一体化的新发展阶段。传感器技术在机电信息采集系统中的应用，直接影响到机电信息处理的速度和决策控制的质量。从全球的角度来看，机电一体化技术为人工智能的迅速发展提供了重要的技术支撑。将人工智能技术应用到机械领域，能够极大地提高生产过程中的故障分析和诊断能力，从而有效地控制企业的运营成本。目前，工程机械行业中，机电一体化技术应用最为广泛，其应用能为工程建设的合理性提供重要依据。计算机技术将会不断地进步，因此，在工程机械的发展过程中，使用电子技术控制机械将会是发展的主流。大量的事实已经证明，在工程机械领域使用电气一体化技术有很多的优势，主要表现在，它可以极大地降低生产资源的消耗，提高企业的生产效率，保证施工的质量，还可以准确地预测和分析生产潜在的风险，甚至是事故。虽然机电一体化技术被人们认识的时间不长，但它的发展历史却很长，从1971年第一次提出开始，一直到现在，机电一体化技术已经被广泛地应用于各个领域，它发挥了非常重要的作用。从当前市场的发展情况看，几乎每家企业都已自觉地开始采用机电一体化技术，并已取得较大的技术突破[1]。

二、机电一体化的发展情况

机电一体化技术是一种新兴技术，已经历了几个发展阶段。第一个阶段出现在60年代以前，那时机电一体化刚刚起步；在这一阶段，人们有意识或无意识地运用初具规模的电子学成果，对机械产品进行改进。在二战期间，由于战争的爆发，机械与电子技术的结合得到了进一步的发展。这些在战争中使用电子和电气技术开发出来的军用科技，在战后转化为民用科技，对战后经济的恢复起到了积极的推动作用。但由于当时科技水平的限制，电子和机械的结合并没有得到很好地发展，因此以此为基础的产品并没有得到很好的推广。第二个阶段是70年代到80年代，这一阶段被认为是机电技术的大爆发。在此期间，电子、信息、控制、通信等方面取得了长足的进步，为机电一体化技术的发展打下了坚实的技术基础。VLSI与微机的快速发展，为机电一体化技术的发展提供了充足的材料。在这一时期，机电一体化技术与产品得到了迅速的发展，并得到了世界各国的高度重视与大力支持。第三个阶段是1990年代后期，随着光通信等技术的进入和微细加工技术的出现，机电一体化进入了一个新的阶段，这一阶段开始向智能化发展。与此同时，随着人工智能、光纤通信、神经网络等技术的不断进步，力、电、磁等领域的发展，将给力、电等领域带来更大的发展空间。我国在这方面的研究与应用起步于80年代初期，起步较晚，但是在国家政策的扶持下，通过建立专门机构，加强对人才的培养，取得了很大的进步。

三、机电一体化的未来主要发展趋势分析

（一）机电一体化技术将向智能化方向加速发展

机电一体化技术智能化是未来社会发展的必然趋势，在机电产品的生产过程中，运用各种智能化技术，以满足人们的生活和生产需要，扩大市场份额，获得更大的企业利润和经济效益。随着科技的进步，机电一体化技术中的智能控制将会逐渐取代传统的人工控制，系统将会利用理性的思维和逻辑判断，对系统内部结构进行精确地优化和改进。这项巨大的进步，将彻底改变传统的手工制造方式，提高人们的工作效率，并向科研技术方向发展[2]。

（二）向柔性化方向发展的机电一体化技术

未来的机电一体化技术将具有柔性，并不会因为某一种系统的崩溃而导致整个系统瘫痪，从而导致无法正常工作。换言之，控制的设计与系统的实施，既保证了充分的自由空间，又保证了灵活性的调动。该研究成果将为有效应对突发事件的机电一体化系统奠定基础。今后，在工作中遇到突发情况时，机电一体化技术系统将逐步实行自己对自己的管理，所有子系统将不受其他系统的干扰，独立地开展工作，并且可以根据环境的变化进行自我调整，这在一定程度上扩大了系统的应用范围和空间。也避免了一个子系统出现问题而导致所有的工作停止的不良情况，增强了整个机电系统的安全性和可靠性，提高了工作效率。

（三）模块化

我国存在着多种自动化产品，每一种产品的功能都不一样，总的来说，我国的市场缺乏统一的技术标准，导致了自动化产品的流通性不强。例如，某机械生产设备中有一些非常精密先进的零部件，如果这一零部件出现损坏，就必须返回厂家进行调换，这不仅增加了机械的维护成本，还延缓了企业的生产速度，无形中增加了企业的经营成本。针对这种情况，国家应该在尊重机械生产专利的前提下，制定一套统一的、科学的管理标准，从而实现对自动化产品的有效管理，从而推动自动化产品向模块化的方向发展，进而推动机电一体化技术的发展。

（四）环保节能

随着社会经济的不断发展和进步，环境问题也变得越来越突出。根据国家的有关规定和人民的生产生活需要，节能环保是所有企业生产都必须要面对和解决的问题。我国大力倡导低碳环保作为发展战略，机电一体化技术在进行自动化产品设计的时候，都要遵循这一点，尽最大可能保证自动化产品在投入企业生产的时候，不会出现环保标准超标的情况[3]。

（五）微型化

近几年来，我国机械制造行业已向集成化方向迈进了一大步，在硬件计算、控制系统等方面取得了较好的成绩。国外将微型化的发展称之为微电子机械系统（MEMS），它将机电一体化产品微型化的发展范围限定在一立方厘米以内，并朝着体积更小、功能更全、耗能更少、运算更快、应用更灵活等方向发展。

结语

机电一体化技术是众多科学技术的结合体，它是多学科相互融合、渗透的结晶，是社会生产力发展到一定阶段的必然产物，而不是一个人的、独立的产物。当然，与机电一体化有关的技术还有很多，等着人们去探索。随着科技的发展，这些技术之间的融合会越来越明显，机电一体化技术的前景也会越来越光明。

参考文献：

[1]乔淑梅.机电一体化技术的应用及其发展趋势分析[J].现代工业经济和信息化,2023,13(03):127-129.

[2]孟凡旭,李海涛,李小雷.机电一体化技术在机械工程中的应用与发展趋势[J].现代工业经济和信息化,2022,12(12):92-93.

[3]吕玮.工程机械中机电一体化技术的应用及发展趋势[J].造纸装备及材料,2022,51(04):138-140.