浅析机电一体化技术的应用及发展趋势

机电一体化技术同信息处理设备普及应用和微电子学的进步是密不可分的，以下是小编搜集的一篇关于机电一体化技术应用探究的论文范文，欢迎阅读查看。

　[摘 要]机电一体化技术是一门多学科技术，包含诸多学科内容，随着工业化的深入发展，近年来发展较为迅速。光机电一体化、智能化、微型化等等都是机电一体化技术现在和未来的发展趋势。机电一体化技术的诸多功能都是通过其内部各组成部分功能的协调与综合来共同实现的，集先进科学技术于一体。本文对机电一体化技术的应用进行简单分析，探讨未来发展趋势。

[关键词]机电一体化，核心技术，现状，应用，发展趋势

一.引言

机电一体化技术是近几年快速发展的包含诸多先进科学技术的先进生产力，是社会生产水平发展到一定阶段后的产物。伴随着科学技术的深入发展，多数产品逐渐趋于各类技术的相互融合，从而促使机电一体化技术具有光明的发展前景。

　二.机电一体化的核心技术及现状

1.机械本体技术

在机电一体化技术中，机械本体技术主要是从减轻质、改善性能及提高精度等层次进行考虑。现代机械生产一般多采用钢铁材料，为了能够减轻产品的质量，除开在产品结构上进行改进外，同时还需考虑是否能够使用非金属复合材料。通过减轻机械本身的重量，才能促使驱动系统的小型化，进而在控制系统方面实现快速响应，从而提高工作效率，降低能量消耗。

2.传感技术

传感技术的`核心主要集中在精确度、灵敏度及可靠性等方面。传感技术对于提高防干扰能力及可靠性具有非常重要的关系。为了能够避免出现电磁干扰，目前主要是采用光纤电缆传感器，而在外部信息传感器方面，主要发展非接触型检测技术。

3.信息处理技术

机电一体化技术同信息处理设备普及应用和微电子学的进步是密不可分的。机电一体化技术的深入发展，必须要建立在提高信息处理设备的可靠性基础之上。通过提高数转火模转设备的可靠性以及在实施分时处理的输入或输出可靠性，从而解决抗干扰能力、提高处理速度。

4.驱动技术

目前，广泛采用电机作为驱动动力，主要存在工作效率及响应速度等问题。通过在电机内部融入编码器及控制专用组件或电机、传感器三位一体的伺服驱动单元来改善驱动技术存在的问题。

5.接口技术

为确保同计算机的正常通信，必须要确保传递的数据具有一定的规格和标准。接口技术通过采用同一规格标准，加快信息传递速度及可靠性，同时能够简化设计。现阶段，技术人员正通过开发低成本的高速串行接口，来改善光纤纤维及光耦器容量大的问题，解决信号光缆非接触等缺陷。

6.软件技术

软件技术是同硬件技术一致发展的重要技术。为了能够减低软件的研制成本，尽量提升生产维修工作效率，通过逐步实施软件标准化，实行程序模块化，按照程序标准和软件程序，逐步推行软件工程，从而确保软件技术的提升。

　三.机电一体化技术的应用

1.数控机床中的机电一体化技术应用

数控技术及其相关技术历经约40余年的发展，机电一体化技术融入后在设备结构、操作和功能以及设备控制精度等方面都有较大提高，主要表现为：

(1)结构总线式。机电一体化技术融入后，数控机床采用紧凑型、模块化的结构，通过采用多主总线和多CPU体系结构，提高结构稳定性，从而提高设备可靠性。(2)开放性设计。在设备硬件体系结构和功能模块方面更加具有兼容性和层次性，采用符合接口的技术标准，极大幅度的提高使用效率。(3)WOP技术和智能化。通过利用系统面向车间提供的编程技术，实现二维和三维加工的过程仿真，在引入模糊控制和在线诊断技术后实现智能控制。(4)大容量存储器应用和软件模块化设计。通过加入大容量的存储设备和模块化的软件技术，极大的丰富了数控基本功能，同时也增强了设备的控制功能。(5)多通道、多过程控制。数控机床融入机电一体化技术后，能够在同一机床完成多个独立的加工任务，具有控制多种或多台数控机床的能力，通过将物理搬运、刀具状态监测、控制机械手等技术集合到系统中，提高系统能力。(6)多级网络。系统中多级网络功能，能够显著提高系统处理复杂加工系统的能力。(7)数控装置。将单片机和单板作为控制机，通过加入专用模板和芯片组合成为结构紧凑的数控装置。

2.计算机集成制造系统(CIMS)

计算机集成制造系统是全局动态的最优综合，不仅仅是现有分散系统的简单组合。计算机集成制造系统打破了原有部门间的界限，利用基干来实施信息流和物流的控制，从而实现产品开发、生产准备、实验、生产经营及经营决策以及管理的有机组合，将各类生产要素都集中优化进行配置，最大限度发挥系统潜力。

3.柔性制造系统(FMS)

柔性制造系统主要由计算机、自动化仓库、机器人、自动搬运小车、数控机床以及料盘等组成，属于计算机化的制造系统。柔性制造系统通过实时、随机或按量装配，完成在生产能力范围内的多品类、频繁的零件、中小批量产品生产，从而满足部门生产要求。

4.工业机器人

第一代机器人为示教再现机器人，只能通过示教来重复进行运动，相对作业对象和工作环境来讲，缺乏灵活性及适应性。发展起来的第二代机器人包含多种先进传感器元件，能够获取操作对象和作业环境中的各类简单信息，利用计算机进行分析处理，作出一定判断，实施动作反馈控制。第二代机器人逐渐开始走向实用化，从表现上逐渐低级智能化。智能机器人属于第三代机器人，具有感知功能，能够进行复杂的逻辑计算，拥有判断和决策能力，同第五代计算机保持密切的关系，从而能够在作业环境中实现独立行动。

四.机电一体化技术的未来发展趋势

1.越来越智能化

同传统的机械自动化相比，机电一体化技术的最大区别在于系统的智能化，随着科学技术的发展，未来机电一体化也将越来越智能化。近几年来，随着处理器处理速度的不断提高，计算机性能逐渐提升、传感器系统集成化和智能化，促使智能控制的嵌入应用得以成功，从而将机电一体化推向高层次的智能化方向发展。机电一体化技术的深入智能化将能够模拟人类智慧，拥有较好的判断能力、逻辑思维能力，能够实现自主控制。

2.逐渐走向微型化

机电一体化属于科技含量最高的微机电分机系统，一般面积都在一立方米以下，微型化的产品具有多种优势。拥有灵活的动作及较小的体积，能够广泛应用于军事、航空、医学等方面。

3.产品绿色化

随着工业快速发展，人们的生活品质发生较大变化。机械化生产的产品种类增加，极大的丰富了人们的物质生活，提高了舒适度。生产积累的同时带来的资源的大量消耗和生态环境的污染。在此情况下，加强对环境的保护成为各行各业的重任。机电一体化技术在快速发展的同时，也需要注重产品的绿色化，尽量降低能源消耗，最大限度提高工作效率，提高产品合格率，从而实现长远发展。

4.系统化

机电一体化技术的系统化主要表现在模式化和开放式的总线结构上。此外，通信功能的加强能够将系统通信联网实现远程通讯。在不久的未来，机电一体化将更加重视人和产品的关系，同时会利用生物的优良结构来实施新型机体制造。

5.网络化

目前，计算机技术和网络技术日益完善和成熟，并得到广泛普及，对机电一体化技术产生深远影响。监控技术和网络远程控制技术等开始走人日常生活中，未来生活中，以计算机为中心的计算机集成家电系统将成为人们日常生活的重要设备。在此发展过程中，网络化技术是必不可少的重要技术。机电一体化的网络化功能越发加强，实现更加智能、更加高效、稳定。

　五.结束语

机电一体化技术的应用成为促进社会进步和经济发展的重要因素。当前，机电一体化技术在诸多领域得到广泛应用，随着科学技术的快速发展，机电一体化技术更加深入、逐渐普及到生活周边的各个领域，为工作、生活提高便利的同时，促进整体制造水平的提高。

　参考文献

[1] 高鹏.机电一体化技术发展及应用[J].科技创新导报，2011(5)：61

[2] 胡家华.机电一体化技术的应用及其发展趋势[J].中国高新技术企业，2011，(21).