论机电一体化技术的发展及应用

沈大军　袁磊

[摘要]伴随着机电一体化技术的不断发展与进步，各类装置与产品也相应的实现了机电的一体化，这样，整体优化相对容易实现，产品的生产效率与质量也相应提高，新产品的生产准备的周期也大大缩短，科技成果向商品转化的速度大大增加，传统产业的变革也因此开始。社会的发展离不开机电一体化技术。但是从目前机电一体化技术的发展现状可以看出，只有通过不断的研究才能使其具备各种不同的功能，在各行各业中被广泛应用。鉴于此，本文主要分析机电一体化技术的发展及应用。

[关键词]机电一体化；发展；应用

一、机电一体化的内容

机电一体化技术是从系统工程观点出发，应用机械、电子等有关技术，使机械、电子有机结合，实现系统或产品整体最优的综合性技术。机电一体化技术，主要包括技术原理和使用机电一体化产品得以实现、使用和发展的技术。机电一体化技术是一个技术群的总称。机电一体化系统由若干具有特定功能的机械和电子要素组成的有机整体，具有满足人的使用要求的最佳功能，机电一体化系统。主要是指机械系统与微电子系统相互置换和有机结合，从而赋予新的功能和性能的新一代产品，有良好的人机协作关系。一个机电一体化的系统主要是由机械装置、执行装置、动力源、传感器、计算机这5个要素构成。

二、机电一体化技术的应用分析

（一）在现代机械制造业中的应用

在规模经济的基础上建立了传统的机械制造业，同时，竞争优势的取得是通过产品结构、重复性、生产批量以及企业规模进行的，资源的有效利用是它所强调的，高效率以及高质量通过低成本来获得，生产盈利是靠着复杂的专业加工来取代人工技能，靠机器取代人力获得的。信息是先进的机械制造业的主导，采用先进的制造系统、先进的组织管理形式、先进的制造技术以及先进的生产模式的机械制造业。

（二）在饮料行业中的应用

当前应用前景最广泛、发展最快的技术之一是机电一体化技术。机电一体化技术不仅在制造业应用广泛，同时也在饮料、食品包装机械的开发、制造与设计中也有着广泛的应用。它不仅能够让整条包装生产线的生产能力、自动化的控制水平提升，还能够令单机自动化的程度提高，竞争力可以远超传统机械控制的设备。

（三）在钢铁企业中的应用

1.传动交流技术

伴随着微电子技术与电力电子技术的不断发展，交流调速技术也有了重大的突破。因为交流传动技术有着独特的优越性，所以说，直流传动在将来会被交流传动技术完全取代。随着数字技术的不断创新与进步，复杂的矢量控制技术的实际应用也因此实现，直流调速的水平已经被交流调速系统超越。

2.分布式的控制系统（DCS）

分布式控制系统指的是若干台面向控制的现场测控计算机以及智能控制单元由一台中央计算机指挥。通过计算机，对生产过程进行操作、管理、分散控制以及几种监视。相比于集中型的控制系统，分布式控制系统的安全性更高、功能更全面，成为了目前一体化的主流。

三、机电一体化技术发展的趋势

（一）智能化

在21世纪机电一体化的主要研究就是智能化，智能化主要针对的是机器行为，是基于控制理论，综合运用人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学等一些新技术，让机器能够具有人的基础能力，例如判断推理、罗辑思维和自主决策的能力，通过不断的研究，最终可以达到更高的控制要求。

（二）光机电一体化

光电一体化技包括两方面，分别是产品和技术。光电一体化产品是一种高科技产品，是综合运用光学、机械、微电子、自控控制和通信技术，具备高功能和附加值，产品特点极其优良，产品体积较小，重量轻，能够适应各种环境，长时间使用，且使用操作方便、简洁。

（三）柔性化

柔性化指的是产品具有两方面功能，首先是产品自身适应性，例如在纺织生产过程中，纺织设备对于各种的纤维都能够适应，不同织物可以依据织机达到不同织造工艺的需求，一旦品种发生改变纺织设备能够迅速做出反应。

（四）微型化

微型化是高新技术发展的最终目标，微型电机系统是由可控制和可运动的微型机电装置组成的，外形都是毫米量级以下。微型机电一体化的产品具有很多的其他产品无法达到的功能，产品体积小、耗能少，能够医疗和军事领域被广泛使用。

（五）网络化

随着网络的普及，很多远程控制和监控技术的还在不断发展，而机电一体化产品的就是远程控制终端设备的一种。同时电器网络化发展随着总线和局域网技术的发展成为热门领域，可以通过网络技术将家庭电器组合成一个集成系统，人们出门在外也可以控制家里电器，所以机电一体化产品网络化发展是必然趋势。

总之，至今为止，机电一体化经过不断的发展，已经成了一门具有自身体系的新学科，伴随着相关技术的不断发展与进步，它的内容也随之变化。主要的特征如下：机电一体化技术综合了微电子技术、计算机技术、电力电子技术、接口技术、自動控制技术、光学技术以及机械技术等群体性的技术，从以系统的观点为出发点，使各功能单元合理的配置，是现在了高质量、低能耗、高可靠性、多功能上的价值。