机电一体化技术的现状及发展趋势

来源：核心期刊咨询网时间：2019-08-23 10:3712

摘要：摘 要：在古代中国的科技一直领先于世界，中国的四大发明造福了全人类，自清朝实行闭关锁国后中国的科技一落千丈，远远落后于西方国家，新中国成立后国家便持续不断将资金投入到科技领域，加快科技研发。机电一体化便是科技发展的成果，将计算机、机械等多种

　　摘 要：在古代中国的科技一直领先于世界，中国的四大发明造福了全人类，自清朝实行闭关锁国后中国的科技一落千丈，远远落后于西方国家，新中国成立后国家便持续不断将资金投入到科技领域，加快科技研发。机电一体化便是科技发展的成果，将计算机、机械等多种技术有机的融合在一起，机电一体化技术的发展推动了国家机械技术的发展，有利于推动国家科技的发展。

　　关键词：机电一体化;应用;发展趋势

　　1 机电一体化技术的概述

　　机电一体化是机械设备和电子技术融合后的统称，机电一体化深入应用于机械设备可以使机械设备在性能控制和信息处理等各方面更加智能化、自动化。机电一体化作为一项机械系统技术，其基础就是机械电子技术、计算机技术以及自动化技术等现代化技术的综合。目前，机电一体化已经有很强的系统性和相对独立性，很大一部分的职业院校把机电一体化技术作为一门新兴学科进行教学，培养出许多的高素质的机电一体化方面的技术性、应用型人才，为我国工业技术的发展做出了很大的贡献。

　　2 机电一体化技术的发展现状

　　2.1 数控技术方面

　　目前数控技术方面正在朝着高速化、高精密化、高可靠性、结构设计模块化、智能化发面发展。为了满足市场的多变需求，数控机械不断的提高切削速度，干切削和准干切削成为发展的主流，精度也在不断提高。数控车床随着技术的发展取消了皮带、带轮等传统的驱动结构，采用电主轴技术，用直线电机做伺服驱动，省去滚珠丝杠这一传统的传送环节。使得主轴转速达到了10000r/min以上，目前我国的普通数控车床加工精度已经达到了5μm，精密级加工达到了1～1.5μm，超精密加工精度已步入了纳米级时代。

　　2.2 工业机器人方面

　　随着劳动力资源的不断紧张，用工成本大幅度提升，目前越来越多的企业投入巨资引进机器人自动生产线，供需关系的产生督促着机器人控制技术，驱动系统设计技术，软件及编程技术以及周边配套设备的发展。中国市场上现拥有近万台工业机器人，完全由中国研发及生产的机器人占据30%的市场份额。未来越来越多的机器人技术将进入加工制造行业，成为我国缓解劳动力短缺的重要发展方向。

　　2.3 计算机集成制造系统方面

　　我国经过多年的理论和技术准备，CIMS已经有了较快发展。目前，已在清华大学建成国家CIMS工程研究中心，在著名高校和研究单位建立了七个CIMS单元技术实验室和八个CIMS培训中心。2000年，全国已有20多个省市、10多个行业、200多家不同规模和类型的企业通过实施CIMS应用示范工程，取得了巨大的经济效益。当前CIMS的进一步试点推广应用已经扩展到机械、电子、航空、航天、轻工、纺织、冶金、石油化工等诸多领域，正得到各行各业越来越多的关注和投入。

　　3 该技术在各方面的应用

　　3.1 数控机床方面的应用

　　数控机床是此项技术的主要应用成果之一，该项技术的到来促使数控机床从传统向数字控制转变，这项技术在数控机床方面的应用较为明显，此技术的加入使数控机床朝着智能化方向前进，过去的数控机床较为死板，大多数时间都是利用人力管理机床，使用机电一体化技术后，数控机床转变了以往用人力的状况，节约了人力资源。除此之外，数控机床在性能方面更加开放，除了数控机床能够完成传统机床的任务之外，数控机床更加具有层次化，能够出色的完成任务，也更加符合接口标准。数控机床制作出来的设备也能让用户有更好的体验，不仅如此，数控机床也能多台设备同时运行，节省了时间，提高了工作效率。

　　3.2 制造系统方面的应用

　　此项技术在制造系统方面的应用主要指的是在计算机制造系统的使用，随着现代化科技的发展，中国的计算机科学技术不断进步。此项技术应用到计算机制造系统能将计算机的生产朝着更加规范化的方向发展，机电一体化技术将计算机的制造打造成了一条龙的服务，从计算机的经营到生产中间一系列的工作中实现了有机的结合。计算机集成制造系统打破了传统的部门之间单一的联系，突破了原有的界限，使企业优化了生产要素的配置，促进了企业生产效率的提高，加强了生产要素之间的联系，有利于计算机制造系统的发展。

　　4 机电一体化未来的发展趋势

　　4.1 人工智能化

　　从目前机电一体化的发展来看，人工智能化是机电一体化未来发展的主要方向。人工智能主要是对运筹学和模糊数学的研究基础上加以实现的。伴随着科技的快速发展，人工智能已经运用到实际当中，例如，可以人工对话的数控机床，大大提高了实际的生产效率以及操作效率。以及可以与人轻松交流的人工智能机器人，人工智能机器人主要是通过赋予机器类似于人的逻辑思维以及行为方式加以实现的。现在对于机器人的应用尚处于发展阶段，只运用于少数的工业生产以及服务行业，但是按照现在的发展趋势来看，我们距离人工智能化的時代已经不远了。

　　4.2 模块化

　　模块化是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准機械接口、电气接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又非常重要的事。如研制集减速、智能调速、电机于一体的动力单元，具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元，以及各种能完成典型操作的机械装置。这样，可利用标准单元迅速开发出新产品，同时也可以扩大生产规模。这需要制定各项标准，以便各部件、单元的匹配和接口。由于利益冲突，近期很难制定国际或国内这方面的标准，但可以通过组建一些大企业逐渐形成。显然，从电气产品的标准化、系列化带来的好处可以肯定，无论是对生产标准机电一体化单元的企业，还是对生产机电一体化产品的企业，规模化将给机电一体化企业带来美好的前程。

　　4.3 光机电一体化

　　光机电一体化技术主要是利用计算机技术、微电子技术、控制技术和光学技术等等，通过不同技术手段的交叉融合，为这种一体化系统实现奠定加好的基础。机电一体化的快速发展，能够推动光机电一体化的实现。通过这种技术手段的应用，能够增加技术创新的价值，并完善技术应用具有的功能。由此，未来技术—光机电一体化，需要多种技术手段的共同配合，在激化打孔、标记和光化学沉积中，实现技术的交叉，并在此基础上研究光机器人的制作。

　　4.4 绿色化

　　绿色化发展趋势是机电一体化未来发展的重要目标。迅速发展的科技虽然在生活方面给我们带来了许多便利，但是在生态环境方面却带来了很大的破坏，例如工业排放的污水量以及达到了总排水量的百分之六十，严重违反了我国制定的可持续发展的原则。我相信随着可持续发展理念的进一步深化，机电一体化的绿色发展目标也将进一步实现。

　　4.5 微型化

　　机电一体化技术经过多年的发展，已在微型化方面取得了一些客观的研究成果，然而，与之相关的产品体积仍然较大。由于微机型的机电一体化产品的体积较小，消耗的能源相对较少，运用灵活，因此，利用这些特点可进入到很多机械无法进入的微型空间中，方便了精细化的操作过程。这种微机型的产品在生物疗、军事和信息等方面都有着非常独特的发展优势。

　　5 结束语

　　机电一体化技术结合了技术和科学的各个领域。这是科研人员无数日日夜夜辛勤工作的结果。这也是新时期社会生产力发展到一定程度的必然结果。机电一体化对提高人们的生产和生活水平具有重要意义。

　　参考文献

　　[1]王磊，陈明振.煤矿机电技术的应用现状及前景分析[J].中国高新技术企业，2014，33：52-53.

　　[2]郭龙.实现机电一体化技术发展的反思[J].科技视界，2015，12：90.

　　推荐阅读：吉林电力杂志以马列主义、毛泽东思想、邓小平理论和“三个代表”重要思想为指导，全面贯彻党的教育方针和“双百方针”，理论联系实际。

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