論機電一體化技術的發(fā)展及應用

沈大軍　袁磊

[摘要]伴隨著機電一體化技術的不斷發(fā)展與進步，各類裝置與產品也相應的實現(xiàn)了機電的一體化，這樣，整體優(yōu)化相對容易實現(xiàn)，產品的生產效率與質量也相應提高，新產品的生產準備的周期也大大縮短，科技成果向商品轉化的速度大大增加，傳統(tǒng)產業(yè)的變革也因此開始。社會的發(fā)展離不開機電一體化技術。但是從目前機電一體化技術的發(fā)展現(xiàn)狀可以看出，只有通過不斷的研究才能使其具備各種不同的功能，在各行各業(yè)中被廣泛應用。鑒于此，本文主要分析機電一體化技術的發(fā)展及應用。

[關鍵詞]機電一體化；發(fā)展；應用

一、機電一體化的內容

機電一體化技術是從系統(tǒng)工程觀點出發(fā)，應用機械、電子等有關技術，使機械、電子有機結合，實現(xiàn)系統(tǒng)或產品整體最優(yōu)的綜合性技術。機電一體化技術，主要包括技術原理和使用機電一體化產品得以實現(xiàn)、使用和發(fā)展的技術。機電一體化技術是一個技術群的總稱。機電一體化系統(tǒng)由若干具有特定功能的機械和電子要素組成的有機整體，具有滿足人的使用要求的最佳功能，機電一體化系統(tǒng)。主要是指機械系統(tǒng)與微電子系統(tǒng)相互置換和有機結合，從而賦予新的功能和性能的新一代產品，有良好的人機協(xié)作關系。一個機電一體化的系統(tǒng)主要是由機械裝置、執(zhí)行裝置、動力源、傳感器、計算機這5個要素構成。

二、機電一體化技術的應用分析

（一）在現(xiàn)代機械制造業(yè)中的應用

在規(guī)模經濟的基礎上建立了傳統(tǒng)的機械制造業(yè)，同時，競爭優(yōu)勢的取得是通過產品結構、重復性、生產批量以及企業(yè)規(guī)模進行的，資源的有效利用是它所強調的，高效率以及高質量通過低成本來獲得，生產盈利是靠著復雜的專業(yè)加工來取代人工技能，靠機器取代人力獲得的。信息是先進的機械制造業(yè)的主導，采用先進的制造系統(tǒng)、先進的組織管理形式、先進的制造技術以及先進的生產模式的機械制造業(yè)。

（二）在飲料行業(yè)中的應用

當前應用前景最廣泛、發(fā)展最快的技術之一是機電一體化技術。機電一體化技術不僅在制造業(yè)應用廣泛，同時也在飲料、食品包裝機械的開發(fā)、制造與設計中也有著廣泛的應用。它不僅能夠讓整條包裝生產線的生產能力、自動化的控制水平提升，還能夠令單機自動化的程度提高，競爭力可以遠超傳統(tǒng)機械控制的設備。

（三）在鋼鐵企業(yè)中的應用

1.傳動交流技術

伴隨著微電子技術與電力電子技術的不斷發(fā)展，交流調速技術也有了重大的突破。因為交流傳動技術有著獨特的優(yōu)越性，所以說，直流傳動在將來會被交流傳動技術完全取代。隨著數(shù)字技術的不斷創(chuàng)新與進步，復雜的矢量控制技術的實際應用也因此實現(xiàn)，直流調速的水平已經被交流調速系統(tǒng)超越。

2.分布式的控制系統(tǒng)（DCS）

分布式控制系統(tǒng)指的是若干臺面向控制的現(xiàn)場測控計算機以及智能控制單元由一臺中央計算機指揮。通過計算機，對生產過程進行操作、管理、分散控制以及幾種監(jiān)視。相比于集中型的控制系統(tǒng)，分布式控制系統(tǒng)的安全性更高、功能更全面，成為了目前一體化的主流。

三、機電一體化技術發(fā)展的趨勢

（一）智能化

在21世紀機電一體化的主要研究就是智能化，智能化主要針對的是機器行為，是基于控制理論，綜合運用人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數(shù)學等一些新技術，讓機器能夠具有人的基礎能力，例如判斷推理、羅輯思維和自主決策的能力，通過不斷的研究，最終可以達到更高的控制要求。

（二）光機電一體化

光電一體化技包括兩方面，分別是產品和技術。光電一體化產品是一種高科技產品，是綜合運用光學、機械、微電子、自控控制和通信技術，具備高功能和附加值，產品特點極其優(yōu)良，產品體積較小，重量輕，能夠適應各種環(huán)境，長時間使用，且使用操作方便、簡潔。

（三）柔性化

柔性化指的是產品具有兩方面功能，首先是產品自身適應性，例如在紡織生產過程中，紡織設備對于各種的纖維都能夠適應，不同織物可以依據(jù)織機達到不同織造工藝的需求，一旦品種發(fā)生改變紡織設備能夠迅速做出反應。

（四）微型化

微型化是高新技術發(fā)展的最終目標，微型電機系統(tǒng)是由可控制和可運動的微型機電裝置組成的，外形都是毫米量級以下。微型機電一體化的產品具有很多的其他產品無法達到的功能，產品體積小、耗能少，能夠醫(yī)療和軍事領域被廣泛使用。

（五）網絡化

隨著網絡的普及，很多遠程控制和監(jiān)控技術的還在不斷發(fā)展，而機電一體化產品的就是遠程控制終端設備的一種。同時電器網絡化發(fā)展隨著總線和局域網技術的發(fā)展成為熱門領域，可以通過網絡技術將家庭電器組合成一個集成系統(tǒng)，人們出門在外也可以控制家里電器，所以機電一體化產品網絡化發(fā)展是必然趨勢。

總之，至今為止，機電一體化經過不斷的發(fā)展，已經成了一門具有自身體系的新學科，伴隨著相關技術的不斷發(fā)展與進步，它的內容也隨之變化。主要的特征如下：機電一體化技術綜合了微電子技術、計算機技術、電力電子技術、接口技術、自動控制技術、光學技術以及機械技術等群體性的技術，從以系統(tǒng)的觀點為出發(fā)點，使各功能單元合理的配置，是現(xiàn)在了高質量、低能耗、高可靠性、多功能上的價值。