机电一体化技术的发展与思考

范基华

摘 要：随着科技的发展，对机电一体化的要求越来越高。所谓的机电一体化主要是指根据系统的主要功能、控制功能引入的电子技术，使电子和机械设备相结合，形成一个统一的具有自动化性能的系统。分析机电一体化技术的应用和发展，希望可以促进相关部门的工作，并提供一些有益的参考。

关键词：机电一体化技术 发展 应用

中图分类号：TH-39 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）009-051-02

1 机电一体化技术的优势

1.1 提高了使用的性能

机电一体化产品大多数是使用数字显示和程序控制这种先进的技术，在进行控制的时候都是利用产品控制平面上的按钮进行控制，而且做到了按钮与操作手柄的数量最小化，使得操作更加方便和简单，系统的自动化程度显著地提高。机电一体化产品在生产过程中，都是利用内部的电子控制系统的预制程度进行自动指挥，采用重复的动作来实现所有需要完成的生产步骤。尤其是在这个阶段，技术一流的机电一体化产品，都是通过控制对象参数变化的外部环境来实现最好地工作程序，以达到最佳地自动运行。

1.2 调试和养护更方便

这种控制方案的优点是，它使产品在不改变任何配件部分或者不改变产品某些部分的情况下，只需要通过直接输入到机电一体化产品操作系统上的程序，对程序进行相应的变动或者进行基于基础上的更新过程就可以完成产品的调试改进。此外，对于一些具有存储功能的机电一体化产品，企业可以通过对预先安装在系统中不同的程序的执行，可以有效避免重复安装的情况出现，机电一体化的系统也可以随时根据产品需要，对目标进行变动，这时程序会自动更换操作，使得工作效率得到明显的提高。机电一体化系统还具有自动化监控、巡检功能，可以使产品在生产过程中一旦出现设备故障，该设备可以及时作出反应，并采取适当的纠正措施，以确保机电一体化设备的正常运行。

1.3 安全性能得到改进

机电一体化产品具有自动报警、自动监控、自动保护、自动诊断等功能，这相比于传统的机械设备在安全性能上取得了巨大的进步，使得设备的安全性能得到有力的保障。目前的机电一体化产品在工作的过程中，一旦出现故障，就可以自动采取有效的防护措施，消除安全风险，在一定程度上，对设备以及设备的操作人员的安全起到了保护作用。

1.4 生产质量得到提高

机电一体化产品通常都具有自动控制功能和自动信息处理功能，正因为具有这样的特点，在对生产产品的检测精度、生产的灵敏度、生产的范围等多个方面都取得了显著地提高，通过自动生产控制系统，机电一体化产品可以避免从操作者的主观想法上对产品造成影响，在生产的过程中完全按照预定的程序，执行所需的操作，有效的确保了机械的使用性能，确保了设备的生产能力得以实现，提高了产品质量。

1.5 适用的范围更广

相比传统的机械和电气产品，机电一体化产品不再局限于单一功能，也不再受到单一的技术限制，这类产品具有复杂的技术和先进的功能，大大提高了产品的自动化程度和产品的功能水平，使得这类产品的生产、使用范围越来越大。

2 机电一体化技术的发展

相比于欧洲和美国等发达国家的机电一体化技术，我国相关技术的研究起步较晚，应用的范围也没有这些国家广泛，但是机电一体化技术技术的先进性是与目共睹的。进入新世纪后，我国为了加速机电一体化技术的不断更高、更优的发展，从国家政府机构就成立了相关的部门进行管理，并成立了专门的领导小组，负责这项技术的研究开发。尤其是近几年高科技技术的飞跃式发展以及信息化技术在机电一体化技术中得到的大量应用，使得我国的机电一体化技术通过整体努力已取得了很大进展。当然相比于欧美以及日韩等国家，我们仍有一定的差距，但这种差距正在逐步缩小。目前国内机电集体化的发展方向主要包括以下几个方面的内容。

2.1 智能化

机电一体化产品的智能化，主要体现在四个方面：

（1）利用专家系统技术来实现，专家系统是指采用相关的智能化的解题软件，对一些解决不了的问题进行解决，在这个智能化的软件之中总结了大量的相关知识和经验，这些资料变换成为计算机系统的数据符号语言，并使用专家控制策略和推理，集中解决同行业中的相对比较难的问题，可以多种智能识别软件，增加高层次的数控专家系统，有效提高机电一体化产品的智能化水平；

（2）采用模糊逻辑控制技术，在这个阶段，技术已广泛应用于信号模拟，利用人们的思维方式模拟显示不准确的信息工具；

（3）利用智能工程技术，它可以自动处理各类知识，是一个高层次的信息处理和数据处理技术，智能工程技术系统知识在各自的领域要比相关专家对工程研究的内容更多更广；

（4）人工神经网络系统，它实际上是大量的简单处理单元连接在一起，利用广泛复杂的网络系统和高非线性系统的适应能力，采用较强的计算机应用技能和高度容错能力，主要用于解决不精确和模糊的信息处理等问题。

2.2 微型化

在正常情况下，比较微型的设备也容易出现一些新的科学问题，这也是在研究中需要解决的。比如，有的工艺对表面性能和表面特性的微结构的要求较高，需要更精确、更复杂的要求，也会对集成电路的方向产生影响。在我国的微型化的机电一体化技术研究中，众多的科研人员对不断完善结构设计并进行改进，使系统设备实现微型化的特点，并对设计系统进行分析和评价，同时引入虚拟现实技术。

2.3 网络化

随着计算机技术、网络技术的在上世纪后期得到应用，目前网络技术的已经取得了飞速发展，在多个领域都得到了大量的应用，已经成为人们生产生活必不可少的元素之一。网络技术的发展，促进了机电一体化新产品的研究和开发，缩短了研究和开发的周期，使得研发能力得到提高，产品的更新换代更快，想要在全世界范围内使得产品的销售更快，更受客户的欢迎，就需要产品的质量更好，产品的性能更优越。

2.4 人性化

所谓的机电一体化技术的人性化，就是在进行机电一体化设计的时候，充分考虑到人的因素，在设计中尽量减少人对设备的操作，使设备的自动化程度得到提高，减少因为人为操作对机电一体化产品造成的影响。由于自动化程度的提高，人进行操作的次数和步骤减少，操作者的安全系数更高，通过对技术以及工艺的不断改进和完善，实现机电一体化技术的创新发展，使人与设备实现和谐统一。

2.5 绿色环保化

社会的发展，给人们的生活和工作环境带来了很大的变化，人们更加注重舒适的生活，在人们的日常生活中，更注重资源的可持续利用，注重环保。而绿色产品概念的出现，是随着人们消费观念的转变而出现的。所谓的绿色产品，就是在产品设计、制造和使用的过程中，不产生对环境有害的物质，实现环保化、绿色化，符合社会可持续发展的要求。因此，机电一体化设备这种绿色产品的研究和发展是社会发展必然的需求，也是机电一体化产品研究的必然方向，只有实现其高效、环保的特点，才能赢得更广阔的市场发展空间。

2.6 灵活性化

机电一体化产品在未来的发展过程中，必须保证控制系统设计和系统的实施有足够的冗余操作空间，也就是要有“灵活性”，这样可以更好地应对突发事件，也更便于对系统设计进行资源的科学合理分配。在这样一个灵活的系统中，每个子系统都可以进行独立工作，都有自身的约束性，但是同时也在为整个系统服务，可以根据环境的变化产生不同的反应，子系统可以同时生成自己的信息的附加信息。这种技术的优点在一方面增加了系统的适应性，在另一方面子系统故障不会影响到整个系统的操作。

3 结语

综上所述，随着科学技术的进一步发展，机电一体化技术也会取得不断的进步和发展，并逐步利用各种学科和其他方面发展的最新成果，向采用微电子技术以及智能化、网络化、环保化发展。

参考文献：

[1] 刘伟鹏.对机电一体化技术的发展思考[J].华东科技：学术版，2012（10）.

[2] 石美峰.机电一体化技术的发展与思考[J].山西焦煤科技，2007（03）.

[3] 李娟.机电一体化技术的发展与思考[J].硅谷，2012（11）.