机电一体化技术应用及发展趋势探析

李惠强

（辽宁轨道交通职业学院，沈阳 110023）

二十世纪七十年代，“机电一体化”概念首先被日本学者提出，该技术在国外被称为“Mechanotronics”，改词是由“Mechanics”的前半部分和“Electronics”的后半部分组合而成的，表示机械技术与电子技术的有效结合。目前该单词已经被包括中国在内的多个国家所认可，我国一般将其译为“机电一体化技术”。

1 机电一体化技术的主要应用领域

1.1 数控机床领域

我国数控机床技术与其相对应的数控技术经过数十年发展，其结构功能以及操作控制精度都已基本满足生产需求，具体可以总结为以下几点。

首先，结构呈总线式，具有模块化、紧凑性等特点，采用多CPU和多主总线的体系结构。另外，结构设计具有开放性特点，硬件体系结构及其功能层次性、兼容性较高，符合较多接口要求标准，最大限度地提升了用户使用效率。

其次，WOP技术及智能化应用比较成熟，可以为数控机床编程转向技术程序，实现加工过程动态仿真效果，并将相关技术引入到在线诊断和模糊控制等智能化机制当中。此外，大容量的存储器以及应用软件的模块，能够有效丰富数控功能，使CNC系统的控制功能得到了大幅度加强。

最后，可以有效地实现多过程和多通道控制，换言之，通过一台机床，独立完成多项加工任务。另外，针对系统多级网络功能，机电一体化技术可以通过系统升级，实现复杂的加工功能。机床控制机以单板和单片机为主，机电一体技术可以为其制作专用芯片和模板，形成完整的数控机床系统。

1.2 计算机集成制造系统（CIMS）

我们所谓CTMS的实现并非是将分散系统做简单的组合，而是将其整体或是全局性的动态功能结合起来。这样既能够打破原有计算机制造系统功能界线，而且，还能对计算机信息流进行控制，彻底实现计算机经营决策、产品研发和生产销售等功能。针对企业的集成度要求不断提升，机电一体化技术可以有效地促进企业各个生产要素之间的配置优化，从而发挥各种生产潜力，为企业创造更大的价值。

1.3 工业机器人

示教再现机器人，也是第一代机器人，该机器人可以进行简单的重复性动作，但对工作环境或是作业对象往往不能进行理解分析，导致示教再现机器人灵活性及适应能力较低。

第二代机器人附带极为先进的传感元件，在工作过程中能够有效获取作业环境或者作业对象等比较简单的信息，然后再通过计算机进行处理，最终将处理数据反馈给机器人，控制其做出一系列应对动作，从这点可以看出，这代机器人已经具有智能化功能，且具有一定程度的实用性。

在这之后，诞生了第三代机器人，即智能机器人，该机器人具有各种感知能力，可以其进行较为复杂的逻辑思维信息输入，使其能够独体的进行作业。

2 机电一体化技术的发展趋势

2.1 智能化

目前机电一体化与传统机电一体化最大的区别因素就是前者具备智能化功能。这里所指的“智能化功能”，实际上是对机器行为的一种描述，是基于控制理论的一种能够吸收现代化人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学和心理学以及生理学、自主决策的能力，其优点是可以完成高精度控制工作。随着计算机系统发展速度的提升，人类能够可以有效运用计算机技能模拟出来现代化的人工智能功能越来越多，在一些领域内，机器正在逐步取代人工，因此人工智能化技术将是机电一体化技术未来发展的重要方向。

2.2 模块化

目前，利用机电一体化技术进行产品生产的生产厂家非常多，想要研制出一种具备标准化的机械接口是非常复杂困难的。然而机电一体技术的模块化设计功能可以实现以上工作目的，这也是机械一体化技术的重要发展趋势。微处理器性能价格比不断提升，与此同时，微机械电子技术也在不断的进步，使得市场上出现了各种机电一体化模块。厂家运用这些模块，往往都能够快速设计和制造出各种各样机电一体化产品，所以机电一体化技术模块化是企业规模进一步扩大的重要影响因素。

2.3 网络化

迅速发展的网络技术，使社会、生活以及生产各领域发生了巨大的变化。在此背景下，机电一体化迎来了发展的重要阶段。譬如像远程控制技术或是监视技术，遍布了人们的生活以及生产领域，带给人们便利，而远程控制的终端技术只是机电一体化的一种，网络技术的普及与发展，使机电一体化技术应用更加广泛。

3 结语

伴随我国经济技术的快速发展，机电一体化技术以及计算机网络信息技术得到了极其广泛的应用。在未来发展中，机电一体化技术应该在控制技术传感检测、伺服传动、机械技术相互交叉等方向加大研究力度，实现我国机电一体化技术多样化发展目标。