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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
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。
一、机电一体化的产生与应用
20世纪60年代以来，人们利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能后，刺激了机械产品与电子技术的结合。计算机技术、控制技术、通信技术的发展，为机电一体化的发展更进一步奠定了技术基础。20世纪80年代末期，机电一体化技术和产品得到了极大发展。各国均开始对机电一体化技术和产品给以很大的关注和支持，20世纪90年代后期，开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段，机电一体化进入了深入发展时期。光学、通信技术等进入了机电一体化，微细加工技术也在机电一体化中展露头脚，出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支。我国从20世纪80年代开始开展机电一体化研究和应用。取得了一定成果，它的发展和进步依赖并促进相关技术的发展和进步。机电一体化已成为一门有着自身体系的新型学科，随着科学技术的不断发展，还将被赋予新的内容。
二、机电一体化的核心技术及现状
（1）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。
（2）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。
（3）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。
（4）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。
（5）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。
（6）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。
三、机电一体化技术应用
3.1机电一体化技术融入后在设备结构、操作和功能
（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。
3.2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。
3.3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。
3.4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、机电一体化的发展趋势
4.1智能化趋势
智能化是21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向。人工智能在机电一体化建设者的研究日益得到重视，机器人与数控机床的智能化就是重要应用。这里所说的“智能化”是对机器行为的描述，是在控制理论的基础上，吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法，模拟人类智能，使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力，以求得到更高的控制目标。机电一体化产品不可能具有与人完全相同的智能。但是，高性能、高速的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或人的部分智能。
4.2模块化趋势
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机械接口、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是非常重要的事。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，也可以扩大生产规模，制定各项标准，以便各部件、单元的匹配和接口。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网络化趋势
计算机技术等的突出成就是网络技术。网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产等领域都带来了巨大的变革。各种网络将全球经济、生产连成一片，企业间的竞争也将全球化。机电一体化新产品一旦研制出来，只要其功能独到，质量可靠，很快就会畅销全球。由于网络的普及，基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾，而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。现场总线和局域网技术使家用电器网络化已成大势，利用家庭网络将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电系统，使人们在家里分享各种高技术带来的便利与快乐，因此机电一体化产品朝着网络化方向发展是为大势所趋。
4.4微型化趋势
微型化指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势，国外称其为微电子机械系统（MEMS），泛指几何尺寸不超过1cm的机电一体化产品，并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小、耗能少、运动灵活，具有不可比拟的优势。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术，微机电一体化产品的加工采用精细加工技术，即超精密技术，它包括光刻技术和蚀刻技术。
4.5绿色化趋势
工业的发达给人们生活带来了巨大变化。物质丰富，生活舒适；另一方面，资源减少，生态环境受到严重污染。于是人们呼吁保护环境资源，回归自然。绿色产品概念在这种呼声下应运而生，绿色化是时代的趋势。绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中，符合特定的环境保护和人类健康的要求，对生态环境无害或危害极少，资源利用率极高。设计绿色的机电一体化产品，具有远大的发展前途。机电一体化产品的绿色化主要是指使用时不污染生态环境，报废后能回收利用。
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]和颍歌.试析机电一体化设备的故障维修特点与可靠性[J].福建质量管理，2016，05：224.
[2]姜培刚，盖玉先.机电一体化系统设计[M].北京：机械工业出版社，2011，06.
[3]刘英贤.探讨铜金属矿山机械机电一体化技术发展的趋势[J].世界有色金属，2016，10：145-146.
[4]高鹏.机电一体化技术发展及应用[J].科技创新导报，2011（5）：61
[5]张翠梅.机电一体化技术现状和发展趋势[J].黑龙江科技信息.2010（04）
[6]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）.