论机电一体化的进程与智能化趋势

论机电一体化的进程与智能化趋势

张慧峰

中控技术股份有限公司   浙江省滨江区  310000

    摘  要：机电一体化系统是由多方面技术组成的，其中包括机械技术、微电子技术、电力电子技术、信息技术等多种技术。机电一体化系统是将多种技术融合在一块的并且用于实际的综合技术。该技术融合了多种技术手段方法为一体，包含的内容非常广泛，目前被广泛的使用在自动生产中。本文对于机电一体化的进程详细分析，并对于其未来的发展形式进行判断，供相关专业人士参考借鉴。

    关键词：机电一体化；技术进程；智能化；趋势

机电一体化就是机械技术和电子技术的结合，是以计算机为基础，利用机械技术、信息技术等，对各方面要素进行信息处理，从而实现整个系统有机结合的目标，最终完成高功能、高质量、高可靠性的工作，实现多种技术复合后的价值。当智能控制应用于机械制造、数控、建筑等领域时，能够大大减少企业成本，并且企业智能控制水平明显提升，最终能为机电一体化系统智能化发展提供内生动力。

    1 机电一体化的概念

    早期机电一体化的概念是机械和电子技术结合的名称，是从国外逐渐传递到国内的，该技术从深层次的水平上来看是对于机械电子技术和计算机技术的一种集合，综合性的使用了微控电子技术、信息处理技术、自动化技术等方法。从理论水平上来看，依照系统性的结构和强化组织结构的目的，要合理的对于不同组织中的构成要素，具体包含接口的链接、运动的转接、能量的变换、信息的自动处理、能量系统的转换等整体性进行研究，让整个运行过程保证基础条件上实行信息的集合和有效性的结合，在系统化的控制程序以及微电子环节全部的科学资源信息流通下，形成有关物质和能量的运动形式。

    2 机电一体化的发展过程

    2.1 微电子技术发展。国内在上个世纪的八十年代开始对于机电化领域进行研究，和世界的其他国家相比，发展的起步时间比较晚，并且还没有建立准确完善的引导机制。该技术发展的前期国内的集成电子技术仍处在初级的阶段，发展到现在已经建立比较科学的理论体系系统，并且积累了一定的经验。微电子技术中主要包含对于产品的设计、生产企业的制造、产品等的再次加工为一体化的体系结构。如今电子计算机技术应用已经得到了普及，成为了电子的时代，微电子技术发展的前提是对于相关集成电路的研究和完善，构建更加科学多元化的系统。

2.2 数控机床发展。该技术的起步时间比较早，诞生在上个世纪的美国。起源时间相对来说比较早，可是由于历史发展和技术条件等方面的限制性，没有广泛的推广应用在不同的行业领域中。发展到八十年代左右，世界经济的发展逐渐进入到稳定时期，不同国家的经济交往关系越来越多，该技术应用的作用逐渐被不同行业认可，随着资金投入量的增加，发展速度呈现几何状的变化，在不同领域中逐渐发挥重要的作用。

    2.3 可编写程序控制器的应用。上世界六十年代的后期，可编程控制器被使用在控制工业的生产中，此后美国的汽车制造领域在该程序的基础上研究开发了新型的机电控制器MODICON，当时成为了具有世界级别先进水平的PLC，到七十年代的时候，PLC 开始批量进行了生产，并通过实践应用的优质效果得到了更加广泛的推广。基于这点前提下，不同的生产行业逐渐在各自的步骤中应用PLC提升加工效率，发展到九十年代的时候，标准IEC61131的发布代表着PLC已经成为了技术研究领域，在世界的工业生产过程中都是重要的环节。前期的PLC结构仅仅是一种单机模式，组织结构也非常简单，目前该技术已经继承了不同的分布系统和CPU，很多结构和功能比较先进的PLC已经拥有远程的控制功能。在内置软件的设计方面演化出不同类型的图像处理方法和文字文本格式，该内容的出现某种程度上让PLC在文字处理功能、编写设计功能、语言表达方面得到了提升，从使用的效果和范围方面考虑该功能对于机械加工生产线应用价值的提升起到作用，除了控制机械加工的自动生产线之外，在该基础上形成了PLC应用为基本的DCS系统、柔性制造系统FMS、监控和数据采集SCADA 系统，安全联锁保护系统ESD，运动控制系统等等。该系统的应用深度和宽度进一步的提升，发展至今已经和现场的总线系统融合到一起，实现了多元化的发展。

    2.4 激光技术、信息技术、模糊技术的出现。未来信息技术的发展中光电子技术具有重要的作用，在激光的基础上融合了材料科学、波导光学、固体物理等不同学科，在各种行业中都已经得到了推广使用。对于光子技术、电子技术等不同学科的发展有十分重要的作用。未来的科技技术应用中也将扮演者重要的作用，对国家的国防、科技、经济各方面发展提供技术支持。

3 机电一体化发展进程分析

3.1数控机床的问世。世界上第一台数控机床出现在1952年的美国，而我国在上世纪80年代开始出现数控机床制造业，特别是进入21世纪以后，我国有关部门加大了对民用工业的入手，从而致使我们出现了数控设备市场的繁荣景象。

3.2微电子技术阶段。我国集成电路出现在1965年，发展至今已经可以在设计、制造等领域使用，也是现代电子信息技术的基础技术，大大改变了我国机电行业的面貌，比如机床从原来的传统形式转变为现在的微机控制形式。随着我国进入信息化社会，集成电路已经作为组成单元出现，综合运用于军事领域，比如目前在各类卫星、导弹方面都可以看到微电子技术的身影。

3.3可编程序控制器的应用子工业。可编程序控制器开始投入商业生产开始于上世纪的60年代，主要来自美国汽车制造业的开发，并且在70和80年代得到了迅速大发展。进入21世纪以后，可编程序控制器在技术上又实现了新的突破，比如在系统体结构方面已经从传统的单机向分布式发展，在编程语言方面也可以实现文字和图形的多样化，在应用范围方面已经可以在各个自动生产线使用。

3.4信息技术的出现。随着信息化时代的到来，激光技术、信息技术等新技术出现在机电一体化中，这也是未来信息技术的发展方向，集合了固体物理、材料科学、半导体科学技术等方面的成就，已经实现了光子技术和电子技术的结合，这对我国经济发展和国防建设都有着重大意义。

4 机电一体化的智能化发展

智能化系统是对于某种特定的生产过程和不同环境的特殊性资源信息综合处理，对于所得到的数据资料归纳总结后进一步估计，让全部的运行环节保持在最佳的状态。该系统是使用资源解决实际问题的人工性处理系统，主要体现在知识的表现方面、知识的简单获取、知识的利用结构三个方面，最主要是运用类似人类的思维学习和解答。未来的机电一体化发展形势必然是朝着智能化迈进，该技术得到各级人士空前的重视，智能机器人的面世对于数控机床起到了一定的促进作用，表达出了智能技术的效果。目前已经应用的智能技术主要包含了模糊系统、神经网络系统、专家系统等，这些手段形成各自管理同时各种独立的关系系统，制造自动化水平的持续升高，以后极有可能出现系统控制调制器来进行智能化活动的模仿，对于系统在生产应用过程中出现的漏洞进一步的分析、处理、判断、构思以及决定。智能化的机电一体化技术是在传统科技的支持下形成的，未来该领域发展的一种趋势。目前的智能化操作系统已经发挥了非常好的效果，智能化机器人通过使用触觉、听觉、视觉不同方面传感器设备的使用对于系统运行的状态机械进行判定，通过实际进行判定和推测。

总之，随着光学、微细加工技术融入到机电一体化中，机电一体化也开始向智能化迈进，并且出现了各种新的分支，再加上人工智能技术、光纤技术的运用，更为机电一体化开辟了广阔天地，所以未来机电一体化的发展方向向智能化、绿色化、系统化、网络化和微型化方向发展。从经济发展的角度看国内的机电一体化技术仍旧会持续发展，不断的引进世界先进的工艺技术，国内的技术研究人员深化研究和探索，不断进行改革创新，将其应用在多种行业领域中，促进产业结构的优化，推动经济的发展。

    参考文献：

[1]徐鹏辉.浅析机电一体化的进程和智能化研究[J].林业机械与木工设备，2024.7：18

[2]王耀庆.浅析机电一体化的进程和智能研究[J].建造机械化，2023.12：12-13

[3]李晨.机电一体化技术的现状和发展趋势刍议[J].机电信息，2022，21：188-189.