机电一体化的创新及发展方向

轩露

（湖北省工业自动化技师学院，湖北 荆州 434000）

引言

在当前的经济发展形态下，我国的很多领域都开始使用机电一体化技术，例如机器生产、制造、数控机床、工程建设等都出现了机电一体化技术。使用的领域发生了巨大的变化。机电一体化技术的应用和应用不仅是韩国经济发展的必然过程，也是国际趋势。以上符合现代社会市场的要求。

一、机电一体化技术

随着微电子和计算机技术的蓬勃发展，机电技术也取得了长足的进步，机械工程迎来了一个新的发展阶段：从机器电气化向机电一体化的转变。在机电一体化信息采集系统中，传感器技术应得到广泛应用，其影响着机电一体化系统的信息处理速度和决策控制质量。从全球范围来看，机电一体化技术是人工智能快速发展的重要技术支撑。人工智能技术在机械领域的运用，可以大大提高生产过程的故障分析和诊断能力，有效控制企业的运营成本。目前，机电一体化技术在工程机械领域的应用最为广泛，机电一体化的应用可为建设项目的合理性提供重要依据。计算机技术会不断进步，所以在工程机械的发展中，利用电子技术来控制机器肯定会成为发展的主流，在电气集成技术的使用领域已经证明了很多事实。建筑机械有很多优点。主要是可以显着降低生产资源消耗，提高企业生产效率，保证施工质量，准确预测和分析潜在的生产风险和事故。机电一体化技术虽然为人所知时间不长，但它的发展历史非常悠久，自1971 年首次提出以来，已被应用于各个领域。起到如此重要作用的是，这项技术具有广泛的应用和突出的技术优势。值得一提的是，鉴于目前的市场发展，几乎所有企业都在自觉地开始使用机电一体化技术，取得重大的技术突破，这也是经济发展的必然。

二、机电一体化技术现状分析

（一）多种技术相结合、应用范围更广的机电一体化

机电一体化技术的发展不是自主发展的结果，而是信息技术、机械技术、电子技术等各个领域融合的结果。基于这种机电一体化技术，不仅可以应用于传统的机械技术，还可以应用于现代新型机器人等先进制造业的发展。应用范围有了显着的发展，以物流行业为例，快件的拣选和分拣是一项非常繁重的工作，快速提供快件需要大量的人力，成本非常高。然而，当机电一体化技术的进步允许机器人执行这些任务时，它们不仅会更有效率，而且还会降低成本，提高企业的经济效益。因此，多学科融合发展是机电一体化技术的大好机会，通过这种推动，可以不断适应新兴产业的发展。

（二）系统智能

在采用机电一体化技术的阶段，智能控制方案在生产环境的持续规划中发挥着重要作用。近年来，我国机电一体化技术水平不断提高，经过创新，改变了传统生产方式的弊端，减少了投入人力。目前机械设备的性能要求更高，机电一体化的发展可以实现各个系统的智能化设计，提供智能化的体验。智能化管理，节省人力，当系统设备本身在运行过程中发生严重故障时，可通过提出具体的故障排除措施，起到预警和保护作用。

（三）自动化生产线技术的应用

在我国工业生产的发展过程中，利用机电一体化技术，可以逐步减少传统方式进行体力劳动的可能性，在解放劳动力的基础上，工业智能化、工业智能化水平有了很大的提高并意识到。生产操作自动化。在当前的智能制造过程中，智能自动化生产和控制的渗透正在逐步实现，因此机电一体化技术在智能制造中的有效应用也具有加速机器智能在自动化生产线和生产控制中的实施的作用。电子技术的应用形成了自动生产线的光电控制和人机交互，通过计算机控制系统对自动生产线进行综合管理和控制，已呈现无人化生产制造局面。推动制造业健康发展，彰显智能制造发展优势。此外，根据科学的管理和管理方法，自动化生产线构成了生产与管理相结合的一体化管理模式，随着时代的发展，自动化生产线技术正逐渐发展为网络化的生产形式。

（四）数控技术的应用

数控技术是智能制造的前身，是机械制造数字化管理的关键技术。CNC 一代是迈向网络化和智能化机电一体化技术的第一步。数控技术融合了互联网技术、信息管理技术、传感器等，对提高机械制造的效率和质量具有重要意义。结合数控技术和智能制造系统，设计具有数字化管理和智能化生产的智能控制系统。智能控制系统采用总线+CPU 设计，整个智能生产过程具有自动监控、三维仿真、智能控制等功能。模糊控制系统利用人脑思维，通过模糊语言、模糊逻辑、模糊集合论等对智能制造系统进行控制，提供非线性智能控制，实现系统的一体化数控和智能生产。

三、机电一体化创新

目前，市场的主要目标是用户，企业始终把用户放在第一位。企业要增强市场竞争力，就必须尽可能满足用户的个性化需求，不断开发新产品。因此，在机电一体化产品的研发过程中，必须兼顾市场需求，对产品创新的各个环节进行深入探索。

（一）产品结构创新

说到机电一体化产品设计，产品结构创新是关键，它体现在很多方面，比如动力装置、物理和机械结构等等。它的主要目的是真正实现两个目标。一是产品结构。二是层次的丰富性。

（二）产品外观创新

当前，在生活质量不断提高的背景下，人们对审美的要求越来越严格，吸引顾客的手段还包括产品的外观。因此，在未来机电一体化产品的生产和设计中，不仅要优先考虑产品质量和产品性能，还要对产品的外观和造型进行不断的创新，以确保产品的外观令人满意。最大化客户需求机电一体化产品无论是质量创新还是外观创新都非常重要。

（三）产品材料的创新

产品材料创新是机电一体化产品创新中不可或缺的环节，要从根本上实现产品材料创新，必须具备以下条件：其次，在创新过程中能够真正满足人们的需求，比如选用的材料应该具有重量轻、体积小的特点。

（四）产品功能创新

未来，在机电一体化技术不断发展的背景下，产品的功能会越来越多，即使是单一的产品也可以具有多样化的功能，也能满足客户的实际需求。此外，国家大力支持产品功能创新，公司投入资金不多，但利润可观，企业实现智能化生产的目标，提高市场占有率非常容易。

（五）传感创新

传感器是典型的机电一体化产品。探索新的传感原理和敏感元件等，对创新机电一体化产品具有重要作用。对于一些机电一体化产品来说，开发专用传感器无疑是企业制造高品质机电一体化产品的前提。而先进传感器的合理使用和机电一体化新产品的研发，对促进企业发展非常有利。

（六）控制创新

机电一体化产品是否具有强大的性能直接取决于控制系统，如执行器的位移、速度等。随着微电子技术的飞速发展和多功能微处理器的不断创新，越来越多的现代控制策略被应用到机电一体化产品中，包括神经网络控制和模糊控制等。现阶段，大多数机电一体化产品的智能化水平较低。具有自学习功能、控制功能和状态监测功能的机电一体化产品的研发具有广阔的发展前景，能够在激烈的市场竞争中站稳脚跟，也是机电一体化产品创新的主要途径。

四、机电一体化发展方向

众所周知，机电一体化是机械领域、电子领域、计算机领域等各个领域的融合，其发展离不开相关技术的发展。因此，机电一体化未来的发展方向应以智能化、模块化为主。

（一）智能

人类社会的发展，往往体现在人脑的智能上。机电一体化的发展还主要体现在产品的智能化，所以发展方向是基于智能化。如何让机电一体化产品更智能，具备逻辑推理能力、逻辑思维能力等多种人类能力。然而，机电一体化产品要完全具备人类智能是不现实的。就各种机电一体化产品而言，是没有必要的。因此，不仅要重视高智能或多智能，还要充分考虑产品、产品使用案例等各个方面。在这个阶段，强大而快速的微处理器给机电一体化产品带来了一点人类智能。

（二）模块化

模块化工程不仅困难，而且很重要。由于机电一体化产品种类繁多，制造商众多，开发具有电源接口和标准机械接口的机电一体化产品单元相当复杂，但很有前景。示例：研究和开发集成电机和减速的动力单元、具有视觉功能的控制单元、图像处理功能、识别功能以及能够执行各种代表性任务的机械设备。这样，充分利用标准单元，可以在较短的时间内研制成功新产品，进一步扩大生产规模。这就需要合理制定各部门不同的标准，各部门要匹配和对接，从电气产品系列化、标准化来看，模块化应该会促进机电一体化企业的快速发展。

（三）网络化

上世纪末计算机技术最重要的成就是网络技术。随着网络技术的出现和飞速发展，推动了工业生产、政治、教育、军队等社会各个领域的改革和发展。不同的网络连接着全球不同国家的生产经济，不同企业之间的竞争更加全球化。只要开发出功能完善、品质优良的机电一体化新产品，一定能迅速畅销国内外。由于网络的广泛普及，许多基于网络的远程控制和监控技术正在迅速发展，而负责远程控制的终端设备是机电一体化产品。并且随着现场总线和局域网技术的不断发展，家电的发展趋势将以网络化为主，各类家电将通过家庭网络连接到计算机集成家电系统，使人们可以享受家中的技术，带来便利的技术。因此，未来机电一体化产品的发展方向还包括网络化。

（四）绿色化

工业的繁荣发展给人们的生活方式带来了巨大的变化，尤其是物质生活条件大大改善，使生活更加舒适。二是资源减少，污染生态和自然环境。因此，人们十分关注和倡导环境保护。在此背景下，绿色产品的概念应运而生，时代的方向将以绿色为主。绿色产品的所有环节都符合环境保护和人类健康的要求，不严重污染生态自然环境，充分利用资源，这里所说的环节主要包括设计环节、制造环节和使用环节。设计环保机电产品留下了很大的发展空间。具体来说，机电产品的绿色化是指在实际使用过程中不污染生态和自然环境，产品即使不用，也不会成为机电废弃物，可以回收利用，因此有必要改革现有的机电一体化技术，积极倡导绿色生产。将绿色生态理念融入工业生产，实现机电一体化技术绿色生态理念发展趋势的目标。

结语

总而言之，机电一体化技术的不断发展，加速了机电一体化产品在工业生产中的创新和发展，为未来机电一体化的发展提供了许多新的机遇。企业必须与时俱进，充分满足人们生活生产的需要，保持一定的市场份额，不断创新现有技术，将这些技术所包含的各个领域结合起来，促进机电一体化技术创新发展。