机电一体化技术的应用

赵笑亮

摘 要： 随着社会的不断发展，科技越来越呈现出整体化、交叉化和数字化，与此同时，微电子技术信息技术也在不断发展，机电一体化技术的应用越来越广泛，其被广泛地应用在很多行业和领域，发挥着巨大的功能与效用，为社会发展起到极大的促进作用。本文对机电一体化技术的应用进行阐述，并对其发展进行探究。

关键词： 机电一体化 应用 发展

机电一体化发展至今已成为一门有着自身体系的新型学科，随着相关技术的不断发展，其内容也不断更新。其基本特征可概括为：机电一体化是从系统的观点出发，综合利用计算机技术、光学技术、电力电子技术、接口技术等群体技术，合理配置各功能单元高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值，并使整个系统最优化的系统工程技术，它使工业生产由“机械电气化”迈入了以“机电一体化”为特征的发展阶段[1]。

一、机电一体化技术的应用

（一）在现代机械制造业中的应用

传统机械制造业是建立在规模经济的基础上，靠企业规模、生产批量、产品结构和重复性获得竞争优势的，它强调资源的有效利用，以低成本获得高质量和高效率，其生产盈利是靠机器取代人力，靠复杂的专业加工取代人的技能获取的。先进的机械制造业是以信息为主导，采用先进生产模式、先进制造技术和先进组织管理形式的全新的机械制造业。现代制造业集成了现代科学技术的发展，充分利用了电子计算机技术，使制造技术提高到了新的高度。近年来，制造工程领域的新技术相继诞生，如计算机数字控制、现代集成制造系统、柔性制造技术、敏捷制造、虚拟制造、并行工程等。

（二）在饮料行业中的应用

机电一体化技术是当今发展最快、应用前景最广泛的技术之一。机电一体化技术在食品、饮料包装机械的开发、设计和制造过程中的应用，不仅使单机的自动化程度大大提高，而且使整条包装生产线的自动化控制水平、生产能力大大提高，使其竞争能力远远超过传统的机械控制的同类设备[2]，可以大大提高食品饮料包装生产设备产品的质量，增强其国内、国际竞争能力。

（三）在钢铁企业中的应用

1.计算机集成制造系统（CIMS）。钢铁企业的CIMS是将人与生产经营、生产管理和过程控制连成一体，用以实现从原料进厂，生产加工到产品发货的整个生产过程全局和过程一体化控制。

2.现场总线技术（FBT）。现场总线技术是连接设置在现场的仪表与设置在控制室内的控制设备之间的数字式、双向、多站通信链路。采用现场总线技术取代现行的信号传输技术，能使更多的信息在智能化现场仪表装置与更高一级的控制系统之间在共同的通信媒体上进行双向传送。

3.交流传动技术。随着电力电子技术和微电子技术的发展，交流调速技术的发展非常迅速。由于交流传动的优越性，电气传动技术在不久的将来由交流传动全面取代直流传动，数字技术的发展，使复杂的矢量控制技术实用化得以实现，交流调速系统的调速性能已达到和高于直流调速水平。交流传动系统在轧钢生产中一出现就受到用户的欢迎，应用范围不断扩大。

二、机电一体化技术的发展趋势

（一）智能化

智能化即要求机电产品有一定的智能，使它具有类似人的逻辑思考、判断推理、自主决策等能力。例如在CNC数控机床上增加人機对话功能，设置智能I/O接口和智能工艺数据库，会给使用、操作和维护带来极大的方便。随着模糊数学、神经网络、灰色理论、心理学、生理学和混沌动力学等人工智能技术的进步与发展，为机电一体化技术发展开辟了广阔天地。

（二）数字化

微控制器和接口技术的发展奠定了机电产品数字化的基础，如不断发展的数控机床和机器人；计算机网络的迅速崛起，为数字化设计与制造铺平了道路，如虚拟设计、计算机集成制造等。数字化要求机电一体化产品的软件具有高可靠性、通用性、易操作性、可维护性、自诊断能力和友好人机界面。数字化的实现将便于远程控制操作、诊断和修复。

（三）模块化

其属于一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准机械接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元模块是一项复杂而有前途的工作[3]。如研制具有集减速、变频调速电机于一体的动力驱动单元；具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的电机一体控制单元等。这样，在开发产品设计时，可以利用这些标准模块化单元迅速开发出新的产品，从而避免利益的冲突，并能使之标准化、系列化。

（四）网络化

网络技术的兴起和飞速发展，给社会各个领域带来了巨大变革。由于网络的普及，基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾。远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品，现场总线和局域网技术使家用电器网络化成为可能，利用家庭网络把各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家用电器系统，使人们在家里可充分享受各种高技术带来的好处，机电一体化产品无疑应朝网络化方向发展。

三、结语

随着机电一体化技术的发展，各种产品与装置实现了机电一体化，有利于实现整体优化，提高产品质量和生产效率，缩短开发新产品的生产准备周期，加速科技成果向商品转化，推动传统产业发生深刻变革。随着新产品的研发及高精密等设备的发展，要求新一代机电一体化技术、产品及系统朝着高性能、智能化、系统化、轻量化、微型化方向发展，从而为国家带来更大的经济效益与社会效益。

参考文献：

[1]袁中凡.机电一体化技术[M].北京：电子工业出版社，2012（06）：45-49.

[2]殷际英.光机电一体化实用技术[M].北京：化学工业出版社，2013（06）：41-42.

[3]芮延年.机电一体化系统设计[M].北京：机械工业出版社，2013（06）：58-59.