机电一体化技术的发展趋势

机电一体化技术的发展趋势

张志强

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摘要：到目前为止，世界各国都在大力推广机电一体化技术。它已广泛应用于人们生活的各个领域，并以蓬勃的生命力向前发展，不仅深刻地影响着全球科技、经济、社会和军事的发展，而且深刻地影响着机电一体化的发展趋势。本文详细阐述了机电一体化的发展趋势，总结了应用领域的发展趋势、技术创新的发展趋势和形式政策的发展趋势。

关键词：机电一体化；发展历程；主要内容；发展趋势

引言

机电一体化的概念是指在机构的功率功能、主功能、信息处理功能和控制功能等方面集成电子技术，由机械装置和电子设计软件组成的整体系统。具体来说，机电一体化是精密机械-电子技术(包括电力电子)-计算机技术等多学科交叉融合的产物，是目前发展最快的高新技术之一，是先进制造技术的主要组成部分。它的发展促进了当前制造技术的快速升级，并且是产品向高、精、快、快的进步，使劳动生产率得到迅速提高。

1机电一体化技术的发展

机电一体化是集机械、微电子、控制、计算机、信息处理等多学科为一体的学科。它的发展和进步取决于相关技术的进步和发展，其主要发展方向是数字化、智能化、模块化、人性化等。

数字。微控制器及其发展为机电产品的数字化奠定了基础，而计算机网络的迅速兴起为数字化设计和制造铺平了道路。数字化的实施将有利于远程操作、诊断和维修，机电产品要求具有一定的智能，使其具有与人相似的逻辑思考、判断推理、独立决策的能力，这就为机电一体化技术的发展开辟了广阔的天地。

模块化。由于机电一体化产品和生产厂家的多样性，具有标准机械接口、电源接口和环境接口的机电一体化产品单元模块的研究和开发是一项复杂而有前途的工作，可以利用这些标准模块化单元快速开发新产品。

人性化。机电一体化产品的最终使用对象是人，如何赋予机电一体化产品人的智能、情感和人性变得越来越重要。

机电一体化的概念是指在机构的功率功能、主功能、信息处理功能和控制功能等方面集成电子技术，由机械装置和电子设计软件组成的整体系统。具体来说，机电一体化是精密机械-电子技术(包括电力电子)-计算机技术等多学科交叉融合的产物，是目前发展最快的高新技术之一，是先进制造技术的主要组成部分。它的发展促进了当前制造技术的快速升级，并且是产品向高、精、快、快的进步，使劳动生产率得到迅速提高。

2机电一体化技术发展过程分析

机电一体化主要是电子技术与机械设备的有机结合，从而充分发挥机械设备的动力和电子技术的信息处理功能，实现自动化的目标。机电一体化是在综合应用技术的基础上发展起来的，目前已经成为一门独立的学科，从技术层面来说，主要体现在机电一体化产品的有效实现和使用上。从产品的基础层面来看，它是由机械系统和微电子系统组成的新系统，成为具有新功能的产品。在机电一体化进一步发展的过程中，功能系统的作用更加突出。机电一体化实际上是综合技术的整合，不是简单的拼凑，而是将各领域的优势结合起来，实现概念和技术的整合。我国机电一体化的发展经历了几个重要阶段。20世纪80年代，学术界开展了对机电一体化的研究，经过几十年的努力，在理论和技术层面上都取得了长足的发展，在数控技术方面的市场份额也逐年增加，机械生产能力也有了很大的提高。工业机器人的实际生产应用、控制系统和软件编程技术等的应用，极大地促进了生产效率的提高。在计算机集成制造系统的优化与开发方面也取得了显著的成就，在许多制造生产领域的开发中得到了广泛的应用，发挥着重要的作用。

3机电一体化技术的主要内容分析

机电一体化技术内容丰富。主要从系统工程的角度对机电一体化技术进行分析。在电子和机械技术的应用下，两者可以有机地结合起来，充分发挥综合技术的应用优势。因此，机电一体化技术涵盖了技术和产品两个层面。机电一体化系统，即产品方面，是由多个特定功能的机电技术要素组成的整体，使人们的实际生产制造需求得到满足。机电一体化系统涉及的器件元件较多，其中执行装置和传感器是较为重要的器件元件。

此外，系统设计思想在机电一体化的内容中也更为重要。这涵盖了控制论和系统工程方法论。机电一体化的思想也被称为一体化的思想。该思想的应用可以有效地实现人机一体化和机电液压一体化的发展目标。机电一体化作为电子工程和机械工程的结合体，通过机电一体化技术的设计和制造系统的应用，在实际应用中发挥了重要的作用。

4机电一体化在应用领域上的发展趋势

4.1数控机床
数控机床及相应的数控技术经过40年的发展，在结构、功能、操作和控制精度上都有迅速提高，具体表现在：总线式、模块化、紧凑型的结构，即采用多CPU、多主总线的体系结构。 开放性设计，即硬件体系结构和功能模块具有层次性、兼容性、符合接口标准，能最大限度地提高用户的使用效益。WOP技术和智能化。系统能提供面向车间的编程技术和实现二、三维加工过程的动态仿真，并引入在线诊断、模糊控制等智能机制。大容量存储器的应用和软件的模块化设计，不仅丰富了数控功能，同时也加强了CNC系统的控制功能。能实现多过程、多通道控制，即具有一台机床同时完成多个独立加工任务或控制多台和多种机床的能力，并将刀具破损检测、物料搬运、机械手等控制都集成到系统中去。

4.2计算机集成制造系统（CIMS）
CIMS的实现不是现有各分散系统的简单组合，而是全局动态最优综合。它打破原有部门之间的界线，以制造为基干来控制“物流”和“信息流”，实现从经营决策、产品开发、生产准备、生产实验到生产经营管理的有机结合。企业集成度的提高可以使各种生产要素之间的配置得到更好的优化，各种生产要素的潜力可以得到更大的发挥。
4.3柔性制造系统（FMS）
柔性制造系统是计算机化的制造系统，主要由计算机、数控机床、机器人、料盘、自动搬运小车和自动化仓库等组成。它可以随机地、实时地、按量地按照装配部门的要求，生产其能力范围内的任何工件，特别适于多品种、中小批量、设计更改频繁的离散零件的批量生产。
4.4工业机器人
第1代机器人亦称示教再现机器人，它们只能根据示教进行重复运动，对工作环境和作业对象的变化缺乏适应性和灵活性；第2代机器人带有各种先进的传感元件，能获取作业环境和操作对象的简单信息，通过计算机处理、分析，做出一定的判断，对动作进行反馈控制，表现出低级智能，已开始走向实用化；第3代机器人即智能机器人，具有多种感知功能，可进行复杂的逻辑思维、判断和决策，在作业环境中独立行动，与第5代计算机关系密切。
结语

综上所述，机电一体化的发展中，技术的升级进步对机电一体化设备的优化起到了很大促进作用。我国在机电一体化的发展中有了长足进步，但是在发展中存在着诸多不足。从理论上对机电一体化的技术进行研究分析，就能为实际机电一体化发展提供理论支持，带动我国机电一体化领域的可持续发展。
参考文献
[1]张西良.机电一体化技术的发展与应用. 农机化研究，2016.09.
[2]王中杰.智能控制综述. 基础自动化，2016.03.
[3]李运华.机电控制. 北京航空航天大学出版社，2013.12.
[4]梁俊彦.机电一体化系统设计. 北京机械工业出版社，2014.04.