基于机电一体化技术探析

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[摘 要]本文首先分析了机电一体化技术的特点，然后阐述了机电一体化技术的应用，最后提出了机电一体化的发展趋势。本文在此提出了自己的观点和看法，可供同行参考和借鉴。

[关键词]科学技术； 控制技术； 机电一体化；

中图分类号：TH-39 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）15-0030-01

一、前言

机电一体化是现代科学发展的必然结果，现代的机械工程离不开机电一体化的技术，机电一体化的技能在工程机械中的使用能是工程的性能有效的发挥。

二、机电一体化的概念

所谓机电一体化，是将机械技术，电子技术，信息技术，控制技术综合运用于机械中去，使得机械设备运转效率得以提高，机械设备使用寿命得以延长，由此去实现生产质量和效益的提高。现阶段机电一体化在工程机械领域的运用，主要是以电子控制系统的方式来运行的。

三、机电一体化的技术特点

1.应用范围非常广泛，而且应用性比较强

在机电一体化技术中，它是以机械作为载体的，来对机电一体化产品进行开发，几乎不会受到行业的制约。机电一体化技术，它是利用计算机的先进技术，把信息化来作为核心，这个核心就是智能化，从而可以开发以及生产一系列的机电一体化产品，这些产品的性能比较好，功能也比较强。

2.整体达到最优化

从整个系统看出，对新的技术要充分利用，而且在新技术之间能够互相交叉，就可以让机电一体化产品的附加值比较高，效率比较高，性能比较高，材料比较节省，能源比较节省，损耗比较低，污染比较低，省时而又省力。

3.综合性比较强

机电一体化是由多个方面综合而成的，这些技术组成一个整体，在这个整体中，它们互相促进，又互相制约，共同向前发展。

4.系统化的层次比较

机电一体化是将工业产品以及过程利用各种技术综合成一个完整的系统，强调各种技术的协同和集成，强调层次化和系统化。无论从单参数、单击控制到多参数、多级控制，还是从单件单品生产工艺到柔性及自动化生产线，直到整个系统工程设计，机电一体化技术都体现在系统各个层次的开发和应用中。

5.安全性得到了很大的提高

通常来说，机电一体化系统都能够进行自我保护，可以有效的避免安全事故的发生，以及减少所受到的损害，大大提高安全性。对于某些比较先进的机电一体化的系统，也可以在恶劣以及危险的环境之中，来进行无人操作的自动工作。

6.具有柔性的特点

在机电一体化的系统中，柔性是它的特点之一。依据实际需要的改变，使用机电一体化技术，就能够不再改装任何系统，就能够极其有效的对系统的构造以及生产的过程，依据系统的功能目标以及组织结构目标优化，以智能、调整、修改，因此机电一体化技术是解决多品种、小批量生产的重要途径。

7.使用时非常简单

在对机电一体化产品进行操作时，即使对机电一体化不了解的人，也能够很熟练对机电一体化产品进行操作。在这里，它的优点是显而易见的，一是功能比较强，二是操作比较简便，三是人与机器的关系比较容易协调。

8.可靠性比较高，稳定性比较高，寿命比较长

在机电一体化的系统中，基本上是不会出现机械磨损的情况，就是因为这样，它的寿命大大提高，出故障的效率大大降低，可靠性就会大大增强，以及稳定性就会大大增强。

四、机电一体化技术的主要应用领域

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：

（一）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。

（二）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。

（三）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。

（四）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。

（五）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。

（六）系统的多级网络功能，加强了系统组合及构成复杂加工系统的能力。

（七）以单板、单片机作为控制机，加上专用芯片及模板组成结构紧凑的数控装置

五、机电一体化的发展趋势

就目前的形势，来对机电一体化的发展趋势来进行推测。机电一体化向五个方向发展：其一是智能化方向，其二是柔性化方向，其三是微型化发展，其四是光机电一体化方向，其五是仿生物系统化方向。

机电一体化向智能化方向发展

就目前的机电一体化技术以及机电一体化的产品，来对它的发展趋势来进行判断。就机电一体化的技术来说，逐渐脱离了人工，离计算机控制越来越近，可以判定向智能化发展；就机电产品的发展脉络来说，智能化的程度越来越高，可以判定向智能化发展。

机电一体化向柔性化方向发展

就机电一体化产品的发展方向，来对未来的产品做出推测，在控制以及执行的系统中，有可以满足需要的“冗余度”，有比较强的“柔性”，这样就能够比较有利于更加好地来应付一些突然发生的事件，这样就可以进行设计，设计成为了“自律分配系统”。在这些系统之中，每个子系统都是彼此独立进行工作的，每个子系统都是为总系统提供服务的，与此同时，它还具有“自律性”，这样就可以把不一样的环境条件作为依据，从而做出不一样的反应。它的特点就是，每个子系统都可以产生一些自身的信息，而且可以附加一些信息。在这个总的前提之下，拥有的“行动”是完全可以进行改变的。就这样，一来它可以对系统的柔性进行增加，二来它不会由于某一个子系统明显地增加了系统的能力（柔性），又不因某一子系统的故障而影响整个系统。

机电一体化向微型化方向发展

就目前而言，在半导体元件制作的过程中，使用蚀刻的方法，已经制作出了亚微米级别的机械器件。当这个实验的结果运用于实际的使用时，至于分辨出机械部分与控制部分之间的差别，这种行为完全没有意义了。就在那时，机械与电子可以合二为一了，可以把三个部分集合起来，体积就会变得很小，最终可以组合成为自律元件。这三个部分，其一是执行结构，其二是传感器，其三是CPU。这样就能够较好的向微型化发展。

机电一体化向光机电一体化方向发展

通常来说，机电一体化的系统，是由四个部分组成的，其一是传感系统，其二是能源系统，其三是信息处理系统，其四是机械结构。在发展的过程中，可以把光学的技术引进机电一体化中，要充分利用光学技术自身的特点，就能够非常成功的改变机电一体化中的系统，其一是传感系统，其二是能源系统，其三是信息处理系统。

机电一体化向仿生物系统化方向发展

对目前的机电一体化产品以及机电一体化技术进行探析，就可以推测出，机电一体化中的装置，依赖信息是非常大的，而且经常会在结构方面，在静态时是不够稳定的。然而，在动态时，却显得非常稳定，就这种状态而言，是与动物非常相似的。

六、结语

随着我国科技发展脚步的加快，机电一体化的应用将越来越广泛，我国机电一体化所应用的领域将越来越广泛。

参考文献

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