机械电气一体化技术的探讨

王海荣 张永兵 刘少谦 史月

摘要：机械电气一体化是当前我国经济快速发展中的应用产物，其高效便捷操作手段如今已经被运用到广泛工业领域中。在机械电气一体化技术不断的发展过程中，如何规划好机械电气一体化技术的发展方向而制定相应的改善策略，是当前阶段相关技术人员需要考虑的问题。

关键词：机械电气一体化技术;应用;发展趋势

随着我国工业的不断发展与更新，工业技术的运用也非常广泛。机械电气一体化是目前工厂常用的技术之一，它便捷的操作方法和高效率的操作流程得到了广大工厂的青睐。机械电气一体化的运用原理在于把计算机技术和机电技术相结合，同时在不断的应用实践中不断在更新。本文通过阐述机械电气一体化的基本概念与发展历程，结合调查分析机械电气一体化技术在各行各业发展的现状和方向，提出针对加快机械电气一体化技术发展的相关策略，供相关行业的技术人员参考。

1.机械电气一体化技术概述

机械电气一体化技术是指，在机械功能的设计和应用中，在机械结构的主功能、信息处理和功能控制中引入电子技术，将控制装置与电子化集成和控制软件等有机结合起来，形成统一的系统。系统引进电子技术后，在程序预定的操作功能下，综合运用机械技术、微电子技术和电力电子技术，再配合系统布局的各个功能单元完成机械系统的智能化控制，以保证机械设备的多功能性、高质量、低能耗、环保，进而提高其运行的可靠性。

2.机械电气一体化技术在各行各业的发展现状

2.1数控机床的应用

数控机床是大家耳熟能详的技术之一，它的性能参数是反映一个国家机床水平生产高低的直接性指标。目前我国数控机床的研发和生产能力与其他发达国家相比还有着一定的差距，国产化的数控机床在我国工厂中只占有少量的比例，大部分产品还是通过从欧美、日本等数控机床技术发达的国家进口。

2.2工厂中产品生产流线化、自动化

在信息化发展的今天，效率是反映一个企业工业水平高低的主要因素，在工业生产中利用机械电气一体化代替人力能够很好的增加产品的生产效率，不仅是生产效率上有着大幅度的提升，在工业上的生产成本也有不少的节省。

2.3机器人在工业生产上的应用

机器人的发明无疑是上世纪最伟大的发明之一，在工业生产中利用机器人可以完成很多人力无法完成的操作。例如有些生产操作时极为复杂的，运用人力的话不仅要完成复杂的操作步骤，还要记住每一步的操作顺序，加大了工业生产的难度性。而运用机器人的话这些问题将被得到很好的解决，在输入相关程序后机器人会自动、重复的完成一系列复杂的生产操作。最后，在生产中难免会遇到一些腐蚀性物质和高温的环境，运用机械手代替人手操作同样也解決了此类问题。

3.机电一体化的发展趋势

3.1智能化

智能化是21世纪机电一体化技术的一个重要发展方向。人工智能在机电一体化的研究中日益得到重视，机器人与数控机床的智能化就是重要应用之一。这里所说的“智能化”是对机器行为的描述，是在控制理论的基础上，吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法，使它具有判断推理、逻辑思维及自主决策等能力，以求得到更高的控制目标。诚然，使机电一体化产品具有与人完全相同的智能，是不可能的，也是不必要的。但是，高性能、高速度的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或者人的部分智能，则是完全可能而且必要的。

3.2模块化

模块化是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、电气接口、动力接口和环境接口等的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又非常重要的事情。如研制集减速、智能调速、电机于一体的动力单元，具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元，以及各种能完成典型操作的机械装置等。有了这些标准单元就可迅速开发出新产品，同时也可以扩大生产规模。为了达到以上目的，还需要制定各项标准，以便于各部件、单元的匹配。

3.3网络化

20世纪90年代，计算机技术等的突出成就是网络技术。网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产、政治、军事、教育等日常生活都带来了巨大的变革。各种网络将全球经济、生产连成一片，企业间的竞争也将全球化。机电一体化新产品一旦研制出来，只要其功能独到、质量可靠，很快就会畅销全球。因此，机电一体化产品无疑将朝着网络化方向发展。

4.机械电气一体化技术的应用

4.1分布式控制系统

相对于集中式控制系统而言，分布式控制系统是通过一台中央计算机对多台计算机进行控制和指挥，由于分布式控制系统强大的功能和可靠地安全性，使其成为机械电气一体化的主流技术。一般情况下，分布式控制系统根据实际情况进行分级，可分为两级、三级或更多级。其核心技术就是通过中央计算机完成对现场生产过程的实时控制等，另一方面，分布式控制系统随着测控技术的不断发展与创新，还可以实现对生产过程的实时调度、在线最优化、生产计划统计管理等功能，成为一种集测、控、管于一体的综合系统，可靠性大幅提高。

4.2数控机床

机械电气一体化技术的应用当中，数控机床可谓最成功的典型。随着机械电气一体化的发展，数控机床技术也有了质的提高：结构更合理、功能更广、操作更方便、控制精度更高。数控机床结构的发展逐步趋向总线式、模块化、紧凑型，且采用多CPU、多主总线的体系。在数控机床中，开放性的设计逼近可以在很大程度上提高系统的兼容性和层次性，以便用户的编程和对设备进行改装和升级。一般情况下，可以在系统中引入在线诊断、模糊控制等技术，这些技术可以提高数控机床的智能化水平。其中，在线诊断功能可以将机床中出现的刀具破损等一系列故障或潜在性的故障反馈给操作人员，以便可以根据故障的情况，迅速采取控制手段;模块化的设计，可以丰富系统功能，使得机床控制操作都更加简便，一般情况下，都是通过一台机床控制多台机床，使它们同时、独立的完成各自的任务，实现多过程、多通道的控制。

5.结束语

综上所述，为了促进企业的生产效率，研究机械电气一体化的发展有着重要的意义，在工业领域机械电气一体化的发展不仅是生产企业需要关注的一个话题，同样也需要政府制定相关政策和加大资金投入对其进行改善。