文/王志強

淺析機電一體化技術的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

文/王志強

湖南湘鋼鑫通爐料有限公司

機電一體化是現(xiàn)代科學技術和時代飛速發(fā)展的產(chǎn)物。機電一體化技術的發(fā)展速度驚人，應用越來越廣泛?；跈C電一體化技術的應用分析，機電一體化技術進行了系統(tǒng)的分析結構，并思考其未來的發(fā)展方向，以加速機械電子工業(yè)在我國的發(fā)展。

機電一體化；現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢

引言

科學技術的不斷發(fā)展，使整個社會快速的向科學技術發(fā)展，對人類的生活日益關系密切。當然，機械和電氣領域也不能脫離時代，一枝獨秀。在科技革命的影響下，機電一體化技術逐漸應用到社會的相關產(chǎn)業(yè)中。據(jù)筆者所知，有許多行業(yè)均采用機電一體化技術。機電一體化技術的應用現(xiàn)狀和未來的發(fā)展還有待于進一步的探索和研究。

1 機電一體化技術發(fā)展現(xiàn)狀

機電一體化在20世紀90年代才開始進入新的發(fā)展階段，經(jīng)過近20年的發(fā)展，機電一體化技術已取得了一定的成績。所謂機電一體化技術，是指機械、電工、計算機等多種儀器和技術的集成，并將其應用到相關領域。具體來說，機電一體化技術主要包括機械技術、自運動控制技術等技術的綜合應用。機電一體化技術的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾個方面：一是采用多種技術和設備，功能多，應用范圍廣，大大提高了生產(chǎn)質量和效率。其次，應用各種軟件，特別是編程技術，不僅效率高，而且易于檢查和維護。另外，機電一體化技術和設備自帶的監(jiān)控功能，對提高運行安全起著至關重要的作用，要優(yōu)化性能，大幅度提高效率和質量。

2 機電一體化技術的應用

機電一體化技術在我國的各個領域都有著廣泛的應用，典型應用包括工業(yè)機器人、鋼鐵等，具體性能如下：

2.1機電一體化在工業(yè)機器人中的應用

我國將研究與開發(fā)的機器人在1986年列入國家科學和技術，掌握了設計和制造的機器人技術、機器人關鍵部件的生產(chǎn)等，并進入實用化階段，開發(fā)了弧焊、點焊以及可以步行、攀巖的各種機器人進行水下作業(yè)。目前，國內相關研究機構和企業(yè)已經(jīng)掌握了工業(yè)機器人，利用制造技術的優(yōu)化來解決工業(yè)機器人的控制、驅動系統(tǒng)的設計技術，如軟件設計和機器人編程的關鍵技術，并掌握大機器人弧焊、點焊自動生產(chǎn)線（工作站）和外圍設備的開發(fā)和制備技術?，F(xiàn)在，有超過200家在中國從事機器人研發(fā)的單位，專業(yè)從事工業(yè)機器人的發(fā)展已經(jīng)超過50家，中國市場共有近一萬臺工業(yè)機器人。前三名工業(yè)機器人企業(yè)的行業(yè)集中度約為30%。目前，大量智能化、數(shù)字化的工業(yè)機器人逐漸取代了傳統(tǒng)手工裝配流水線的工作方式，智能工業(yè)機器人的廣泛應用，不僅解放了大量的人力，而且大大提高了工業(yè)生產(chǎn)的質量和水平。此外，隨著機電一體化技術在工業(yè)機器人優(yōu)化升級中的應用和產(chǎn)生，逐步推動機電一體化技術在工業(yè)上的發(fā)展。

2.2機電一體化技術在鋼鐵企業(yè)中的應用

機電一體化技術在鋼鐵企業(yè)中的應用，能使儀表、顯示設備、通信設備、微機等系統(tǒng)聯(lián)合起來，以提高鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)的安全質量，在可靠性和精度等方面做出了重大貢獻。機電一體化技術在鋼鐵企業(yè)中的應用主要體現(xiàn)在以下幾個方面：其在高爐控制系統(tǒng)中的應用可以實現(xiàn)系統(tǒng)的智能控制。其次，利用信息采集系統(tǒng)收集在鋼鐵企業(yè)中各單位的數(shù)據(jù)和信息的計算機控制中心，并由計算機控制中心通過網(wǎng)絡通信系統(tǒng)實現(xiàn)對機組的動態(tài)控制；再次，采用現(xiàn)場總線技術，它可以提高溝通的效率。第四，計算機集成制造系統(tǒng)可以全面地控制生產(chǎn)過程，為鋼鐵企業(yè)的綜合控制打下堅實的基礎。

2.3機電一體化技術在煤礦企業(yè)中的應用

機電一體化技術在煤礦企業(yè)生產(chǎn)中的應用，有效地提高煤礦機械設備的質量、運行效率顯著提高，運輸安全監(jiān)管效率，而且機電一體化的設備有重量輕，體積小等眾多的功能和操作方便的優(yōu)點，減少在同一時間操作人員的工作強度，在很大程度上提高生產(chǎn)效率和煤炭質量，在提高煤炭企業(yè)經(jīng)濟效益方面發(fā)揮了重要的作用。

2.4機電一體化技術在數(shù)控機床中的應用

中國的數(shù)控技術開始在1958年。第九個五年計劃結束后，國產(chǎn)數(shù)控機床國內市場占有率達到50%，國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)配置達到10%。在對中國的數(shù)控技術發(fā)展的近50年，特別是在第四個五年計劃，我們已經(jīng)取得了良好的結果。目前，國內自動化裝備已達3000套以上，主軸及送料裝置5000多臺。數(shù)控機床以其獨特的優(yōu)勢得到了廣泛的推廣并應用于工業(yè)生產(chǎn)中，數(shù)控機床的多樣化，數(shù)字化的發(fā)展方向，通過機電一體化技術的在數(shù)控機床的應用，能促進數(shù)控機床的模塊化以及向總線型方向發(fā)展，顯著提高數(shù)控機床工具的制造效率和運行精度。同時，機電一體化技術的發(fā)展，使數(shù)控機床逐漸向智能化方向發(fā)展，大大提高了生產(chǎn)效率和精度，與傳統(tǒng)機械生產(chǎn)相比具有明顯的優(yōu)勢。

3 機電一體化技術的未來發(fā)展趨勢

以其獨特的優(yōu)勢，機電一體化技術得到了廣泛的推廣和應用，以及應用科學和技術的發(fā)展，推動機電一體化技術的創(chuàng)新發(fā)展，機電一體化技術的發(fā)展趨勢主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

3.1綠色環(huán)保趨勢

在低碳、環(huán)保的時代背景下，機電一體化技術的應用能夠有效地提高資源的利用率，發(fā)揮資源的最大價值，減少資源的浪費，大大減少對生態(tài)環(huán)境的破壞或不利影響。同時，隨著綠色、環(huán)保理念的持續(xù)推廣和進一步深入，機電一體化技術不僅可以減少資源污染物和廢棄物的排放，還可回收污染物的使用，最大限度地發(fā)揮資源的價值，實現(xiàn)經(jīng)濟效益和環(huán)境效益雙贏效果。

3.2微型化趨勢

在這個階段，不僅宏觀經(jīng)濟逐漸向微觀經(jīng)濟發(fā)展，以機電一體化技術為代表的機械行業(yè)，并逐漸向微型機械的方向發(fā)展，特別是納米技術的推廣和應用。微米技術對產(chǎn)品向小型化發(fā)展機電一體化提供了方便。同時，微機電一體化產(chǎn)品耗材少、重量輕、能耗低、體積小，已廣泛應用于工業(yè)機械行業(yè)，在法醫(yī)學、醫(yī)學和生物技術方面均有很好的發(fā)展前景。

3.3智能化趨勢

隨著科學技術的迅猛發(fā)展，當今社會逐漸進入智能時代，智能機器人的研發(fā)在應用在生活中工作中，不僅可以替代大部分的功能，而且部分功能比人類更強大，智能機器人可以升級，轉型，不斷豐富和完善智能機的功能，其在機電一體化領域中的應用，可以顯著提高機電一體化的操作和工作效率。

3.4網(wǎng)絡化趨勢

互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)覆蓋全球，并隨著計算機網(wǎng)絡應用的普及和深入，在機電一體化領域的應用中取得了良好的效果，尤其是“互聯(lián)網(wǎng)十物聯(lián)網(wǎng)”的格局，促進機電一體化在網(wǎng)格網(wǎng)絡中起的至關重要的作用和方向發(fā)展。

3.5模塊化趨勢

機電一體化產(chǎn)品和技術可分為機械、電子和軟件三部分。模塊化技術是這三種技術中常用的技術。模塊化技術可以降低產(chǎn)品的開發(fā)和生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品在不同產(chǎn)品之間的泛化程度，提高產(chǎn)品的裝配性可擴展性。隨著微處理器性能和微機械電子技術的發(fā)展，機電一體化模式越累越多的出現(xiàn)在市場上。通過這些模塊，我們可以方便快捷地設計制造各種新型機電一體化產(chǎn)品。

4 結束語

機電一體化技術的應用領域還比較少，效果有限。在未來的發(fā)展中，也需要大量的技術支持。為了推動我國更快地實現(xiàn)工業(yè)化，機電一體化技術是工業(yè)機械化發(fā)展的必然趨勢。在如今，機電一體化技術將將給各方帶來巨大的經(jīng)濟和社會效益。隨著機械技術的結合，微電子技術是機電一體化技術的主體是機械工業(yè)發(fā)展的必然趨勢，機電一體化技術的廣闊發(fā)展前景將越來越光明。

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