機電一體化的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢研究

張立偉 中信戴卡股份有限公司

機電一體化又稱之為機械電子工程，最早出現(xiàn)在1971 年日本雜志之上。機電一體化技術(shù)中包含先進的機械與微電子技術(shù)，使冰冷的機器更加人性化和智能化。新型機電設備和相關(guān)產(chǎn)品的性能日益完善，運行更加安全可靠。此外，在機械生產(chǎn)過程中，應用先進的機電一體化技術(shù)可提高制造水平，確保生產(chǎn)方式邁向多個方向。目前，我國對機電一體化技術(shù)的應用高度重視。

一、機電一體化技術(shù)的概念

機電一體化主要是將機械裝置與電子設計的功能相結(jié)合而形成的系統(tǒng)。將機電一體化技術(shù)與機械產(chǎn)品相結(jié)合，就能打造完善的機電產(chǎn)品，確保產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)更加精密，提高機構(gòu)的執(zhí)行力，確保信息得到有效的控制。機電一體化既可以是技術(shù)，又可以是產(chǎn)品。在機電一體化中包含多種先進的技術(shù)，其與傳統(tǒng)機械電氣化的概念存在較大區(qū)別。機電一體化技術(shù)作為一門新型技術(shù)學科，具有其自身的特點。為了有效發(fā)揮出機械技術(shù)、自動化控制技術(shù)和微電子技術(shù)的優(yōu)勢，就要確保各項技術(shù)得到合理配置，打造多功能系統(tǒng)，減少對能源形成的浪費，實現(xiàn)對功能的優(yōu)化。

二、機電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀

20 世紀80 年代初，機電一體化才在我國得到進一步研究與應用。由于該技術(shù)在我國起步時間比較晚，因此，我國機電一體化技術(shù)與發(fā)達國家相比還存在較大的差距。首先，在傳統(tǒng)工業(yè)中，需對微電子技術(shù)進行改造，但由于改造難度較高，而且工作量較大，因此，就會制約機電一體化的發(fā)展。第二，由于機電一體化技術(shù)發(fā)展速度飛快，與之相關(guān)的產(chǎn)品更新?lián)Q代速度很快，就會進一步提高市場的占有率壓力。第三，采用機電一體化產(chǎn)品代替技術(shù)含量較低的產(chǎn)品，才能促進我國經(jīng)濟實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。由于機電一體化在我國發(fā)展的年限較短，許多產(chǎn)品難以滿足經(jīng)濟發(fā)展的需求，我國每年需要進口大量的國外產(chǎn)品，因此，需要對機電一體化技術(shù)進行改進。要盡快將微電子技術(shù)引入到傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)之中，這樣不僅可以完善傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)工藝，還能解決資源匱乏的情況。要積極開展機電一體化產(chǎn)品自動化技術(shù)和數(shù)字化技術(shù)的研究，加快產(chǎn)品的更新速度。

三、機電一體化技術(shù)應用的意義

目前，我國機電產(chǎn)品的功能日益完善，越發(fā)滿足人們的需求，產(chǎn)品的體積比較小巧，重量輕便，使用更加安全。與傳統(tǒng)的機電產(chǎn)品相比，機電一體化產(chǎn)品的功能更強，應用范圍廣泛。機電一體化產(chǎn)品突破傳統(tǒng)機電產(chǎn)品中功能的局限性，將多種技術(shù)相結(jié)合，適用于不同的場合，可滿足用戶多元化需求。機電一體化技術(shù)可對機構(gòu)進行簡化處理，減少傳動部件的應用，這樣就能進一步降低機械磨損的情況。采用計算機檢測與控制技術(shù)可及時對各類誤差進行糾正，提高工作精度。機電一體化產(chǎn)品具有很高的安全性，可通過自動監(jiān)控、報警、診斷等功能對人們進行提示，避免發(fā)生安全事故。機電一體化產(chǎn)品采用先進的計算機技術(shù)對程序進行控制，為人們提供完善的人機界面，這樣就能對設備的操作性能進行改善，簡化操作。機電一體化技術(shù)可以改變機器的工作程序。比如，使用工業(yè)機器人就能滿足不同的作業(yè)要求。

四、機電一體化的發(fā)展趨勢

（一）模塊化

由于機電一體化的產(chǎn)品類型眾多，進行產(chǎn)品研發(fā)時，就要考慮到各個單元、部件之間具有良好的匹配度。比如，動力單位這一機械裝置包含的功能較多，除了具備智能化調(diào)速和減速功能之外，還有電機的支持，因此，該裝置的識別能力和測距能力較強。若采用標準單元對產(chǎn)品進行開發(fā)，需要制定完善的標準，確保各部位順利匹配。目前，尚不能制定出統(tǒng)一的標準，但由于電氣產(chǎn)品系列化與標準化給各大生產(chǎn)廠家所帶來的利益不容忽視，因此，機電一體化產(chǎn)品的生產(chǎn)會逐漸邁向模塊化方向。

（二）綠色化

隨著工業(yè)生產(chǎn)水平不斷提升，人們的生活也因此而發(fā)生改變。雖然人們的生活質(zhì)量有所提升，但環(huán)境卻遭到破壞，資源量不斷下降。在這種情況下，人們越發(fā)意識到環(huán)境保護的必要性。因此，機電一體化技術(shù)需逐漸邁向綠色化方向。要積極進行綠色產(chǎn)品的生產(chǎn)和制造，減少對環(huán)境所造成的危害，而這則是未來機電一體化技術(shù)需要實現(xiàn)的內(nèi)容，

（三）智能化

隨著人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展，機電一體化技術(shù)與人工智能的結(jié)合日益緊密。人們利用人工智能不僅可以提高生產(chǎn)智能化水平，還能提高生產(chǎn)效率，確保生產(chǎn)更有針對性。常見的工業(yè)機器人、智能化數(shù)控機床均是人們研究的重點領(lǐng)域。在機電一體化技術(shù)中，主要結(jié)合控制理論、計算機科學技術(shù)、人工智能技術(shù)，確保機器可以模擬人的思維，具備基本的判斷、推理與決策能力。在微處理器的支持下，機電一體化產(chǎn)品的智能化功能會日益完善。

（四）網(wǎng)絡化

在計算機網(wǎng)絡技術(shù)的支持下，人們可以隨時利用互聯(lián)網(wǎng)進行溝通。此外，物聯(lián)網(wǎng)的功能也得到進一步完善。在先進技術(shù)的引導下，機電一體化技術(shù)將會逐漸邁向網(wǎng)絡化方向。將這一技術(shù)與計算機網(wǎng)絡有機結(jié)合，不僅能夠提高機電一體化產(chǎn)品的功能，還能使人們隨時感受到網(wǎng)絡所帶來的樂趣。機電一體化產(chǎn)品可以隨時與網(wǎng)絡結(jié)合，滿足人們的多元化需求，方便人們隨時攜帶，備受人們的喜愛。

五、結(jié)束語

隨著機電一體化技術(shù)的蓬勃發(fā)展，各大先進技術(shù)在該系統(tǒng)中起到至關(guān)重要的作用。機電一體化充分發(fā)揮計算機網(wǎng)絡、微電子、自動化控制等先進技術(shù)的優(yōu)勢，使與之相關(guān)的產(chǎn)品具有更加完善的功能，滿足人們的多元化需求。在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，機電一體化技術(shù)同樣可以提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)水平，使工業(yè)生產(chǎn)逐漸邁向自動化和智能化方向。要進一步完善機電一體化技術(shù)，才能使各個領(lǐng)域獲得新的突破。