浅析机电一体化技术的现状及发展趋势

文/王志强

浅析机电一体化技术的现状及发展趋势

文/王志强

湖南湘钢鑫通炉料有限公司

机电一体化是现代科学技术和时代飞速发展的产物。机电一体化技术的发展速度惊人，应用越来越广泛。基于机电一体化技术的应用分析，机电一体化技术进行了系统的分析结构，并思考其未来的发展方向，以加速机械电子工业在我国的发展。

机电一体化；现状；发展趋势

引言

科学技术的不断发展，使整个社会快速的向科学技术发展，对人类的生活日益关系密切。当然，机械和电气领域也不能脱离时代，一枝独秀。在科技革命的影响下，机电一体化技术逐渐应用到社会的相关产业中。据笔者所知，有许多行业均采用机电一体化技术。机电一体化技术的应用现状和未来的发展还有待于进一步的探索和研究。

1 机电一体化技术发展现状

机电一体化在20世纪90年代才开始进入新的发展阶段，经过近20年的发展，机电一体化技术已取得了一定的成绩。所谓机电一体化技术，是指机械、电工、计算机等多种仪器和技术的集成，并将其应用到相关领域。具体来说，机电一体化技术主要包括机械技术、自运动控制技术等技术的综合应用。机电一体化技术的优势主要体现在以下几个方面：一是采用多种技术和设备，功能多，应用范围广，大大提高了生产质量和效率。其次，应用各种软件，特别是编程技术，不仅效率高，而且易于检查和维护。另外，机电一体化技术和设备自带的监控功能，对提高运行安全起着至关重要的作用，要优化性能，大幅度提高效率和质量。

2 机电一体化技术的应用

机电一体化技术在我国的各个领域都有着广泛的应用，典型应用包括工业机器人、钢铁等，具体性能如下：

2.1机电一体化在工业机器人中的应用

我国将研究与开发的机器人在1986年列入国家科学和技术，掌握了设计和制造的机器人技术、机器人关键部件的生产等，并进入实用化阶段，开发了弧焊、点焊以及可以步行、攀岩的各种机器人进行水下作业。目前，国内相关研究机构和企业已经掌握了工业机器人，利用制造技术的优化来解决工业机器人的控制、驱动系统的设计技术，如软件设计和机器人编程的关键技术，并掌握大机器人弧焊、点焊自动生产线（工作站）和外围设备的开发和制备技术。现在，有超过200家在中国从事机器人研发的单位，专业从事工业机器人的发展已经超过50家，中国市场共有近一万台工业机器人。前三名工业机器人企业的行业集中度约为30%。目前，大量智能化、数字化的工业机器人逐渐取代了传统手工装配流水线的工作方式，智能工业机器人的广泛应用，不仅解放了大量的人力，而且大大提高了工业生产的质量和水平。此外，随着机电一体化技术在工业机器人优化升级中的应用和产生，逐步推动机电一体化技术在工业上的发展。

2.2机电一体化技术在钢铁企业中的应用

机电一体化技术在钢铁企业中的应用，能使仪表、显示设备、通信设备、微机等系统联合起来，以提高钢铁企业生产的安全质量，在可靠性和精度等方面做出了重大贡献。机电一体化技术在钢铁企业中的应用主要体现在以下几个方面：其在高炉控制系统中的应用可以实现系统的智能控制。其次，利用信息采集系统收集在钢铁企业中各单位的数据和信息的计算机控制中心，并由计算机控制中心通过网络通信系统实现对机组的动态控制；再次，采用现场总线技术，它可以提高沟通的效率。第四，计算机集成制造系统可以全面地控制生产过程，为钢铁企业的综合控制打下坚实的基础。

2.3机电一体化技术在煤矿企业中的应用

机电一体化技术在煤矿企业生产中的应用，有效地提高煤矿机械设备的质量、运行效率显著提高，运输安全监管效率，而且机电一体化的设备有重量轻，体积小等众多的功能和操作方便的优点，减少在同一时间操作人员的工作强度，在很大程度上提高生产效率和煤炭质量，在提高煤炭企业经济效益方面发挥了重要的作用。

2.4机电一体化技术在数控机床中的应用

中国的数控技术开始在1958年。第九个五年计划结束后，国产数控机床国内市场占有率达到50%，国产数控系统配置达到10%。在对中国的数控技术发展的近50年，特别是在第四个五年计划，我们已经取得了良好的结果。目前，国内自动化装备已达3000套以上，主轴及送料装置5000多台。数控机床以其独特的优势得到了广泛的推广并应用于工业生产中，数控机床的多样化，数字化的发展方向，通过机电一体化技术的在数控机床的应用，能促进数控机床的模块化以及向总线型方向发展，显著提高数控机床工具的制造效率和运行精度。同时，机电一体化技术的发展，使数控机床逐渐向智能化方向发展，大大提高了生产效率和精度，与传统机械生产相比具有明显的优势。

3 机电一体化技术的未来发展趋势

以其独特的优势，机电一体化技术得到了广泛的推广和应用，以及应用科学和技术的发展，推动机电一体化技术的创新发展，机电一体化技术的发展趋势主要表现在以下几个方面：

3.1绿色环保趋势

在低碳、环保的时代背景下，机电一体化技术的应用能够有效地提高资源的利用率，发挥资源的最大价值，减少资源的浪费，大大减少对生态环境的破坏或不利影响。同时，随着绿色、环保理念的持续推广和进一步深入，机电一体化技术不仅可以减少资源污染物和废弃物的排放，还可回收污染物的使用，最大限度地发挥资源的价值，实现经济效益和环境效益双赢效果。

3.2微型化趋势

在这个阶段，不仅宏观经济逐渐向微观经济发展，以机电一体化技术为代表的机械行业，并逐渐向微型机械的方向发展，特别是纳米技术的推广和应用。微米技术对产品向小型化发展机电一体化提供了方便。同时，微机电一体化产品耗材少、重量轻、能耗低、体积小，已广泛应用于工业机械行业，在法医学、医学和生物技术方面均有很好的发展前景。

3.3智能化趋势

随着科学技术的迅猛发展，当今社会逐渐进入智能时代，智能机器人的研发在应用在生活中工作中，不仅可以替代大部分的功能，而且部分功能比人类更强大，智能机器人可以升级，转型，不断丰富和完善智能机的功能，其在机电一体化领域中的应用，可以显著提高机电一体化的操作和工作效率。

3.4网络化趋势

互联网已经覆盖全球，并随着计算机网络应用的普及和深入，在机电一体化领域的应用中取得了良好的效果，尤其是“互联网十物联网”的格局，促进机电一体化在网格网络中起的至关重要的作用和方向发展。

3.5模块化趋势

机电一体化产品和技术可分为机械、电子和软件三部分。模块化技术是这三种技术中常用的技术。模块化技术可以降低产品的开发和生产成本，提高产品在不同产品之间的泛化程度，提高产品的装配性可扩展性。随着微处理器性能和微机械电子技术的发展，机电一体化模式越累越多的出现在市场上。通过这些模块，我们可以方便快捷地设计制造各种新型机电一体化产品。

4 结束语

机电一体化技术的应用领域还比较少，效果有限。在未来的发展中，也需要大量的技术支持。为了推动我国更快地实现工业化，机电一体化技术是工业机械化发展的必然趋势。在如今，机电一体化技术将将给各方带来巨大的经济和社会效益。随着机械技术的结合，微电子技术是机电一体化技术的主体是机械工业发展的必然趋势，机电一体化技术的广阔发展前景将越来越光明。

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