摘 要：隨著經(jīng)濟的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進步，機電一體化技術(shù)在我國得到發(fā)展和普及，不僅是傳統(tǒng)機械工業(yè)技術(shù)改造的重要手段和內(nèi)容，而且是加速我國機械工業(yè)現(xiàn)代化的主要途徑。作為一種新興的科學(xué)技術(shù)，機電一體化技術(shù)促進了傳統(tǒng)機械產(chǎn)品的更新?lián)Q代，提高了我國在國際市場的競爭力。文章基于多年工作經(jīng)驗，詳細(xì)探索了機電一體化的核心技術(shù)，并分析了機電一體化的未來發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞：機電一體化；核心技術(shù)；機械工業(yè)；傳感器技術(shù)

中圖分類號：TH-39 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2012）29-0080-02

隨著我國計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和微電子技術(shù)的快速發(fā)展，其應(yīng)用越來越廣泛，尤其是在機械工業(yè)中，機電一體化技術(shù)得到了大規(guī)模使用，該技術(shù)的誕生、普及應(yīng)用為機械工業(yè)的生產(chǎn)方式、技術(shù)架構(gòu)和管理方式都帶來了重大的改變，目前，機械工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用已經(jīng)從原來的“機械電氣化”發(fā)展到了“機電一體化”。

1 機電一體化的核心技術(shù)

機電一體化又被稱為機械電子學(xué)，是把計算機技術(shù)、微電子技機械技術(shù)、信息技術(shù)、傳感器技術(shù)、電工電子技術(shù)等融合在一起的一種新興科學(xué)技術(shù)。通過幾十年的發(fā)展，機電一體化已經(jīng)具備自身體系，并且隨著科技的不斷發(fā)展，其內(nèi)容還在不斷的更新和豐富。從系統(tǒng)觀點出發(fā)，機電一體技術(shù)有機集成了計算機技術(shù)、信息化技術(shù)、自動化技術(shù)、微電子技術(shù)和嵌入式編程技術(shù)等諸多技術(shù)學(xué)科，其針對機械工業(yè)各個功能單元進行合理配置，以優(yōu)化系統(tǒng)功能為基本目標(biāo)，實現(xiàn)了高質(zhì)量、低能耗和可靠性較高的機電一體化產(chǎn)品。

1.1 機械本體技術(shù)

對于機電一體化技術(shù)來講，其本體技術(shù)是機械技術(shù)，其核心是采用高新技術(shù)對機械技術(shù)進行概念更新，實現(xiàn)機電一體化技術(shù)的有機統(tǒng)一。機械本體技術(shù)從減輕質(zhì)量、改善性能、提高精度等方面入手，有效實現(xiàn)材料、性能的變更，從而真正實現(xiàn)體積縮小、重量減輕、剛精度提高和性能完善等要求。機械本體的重量減輕是驅(qū)動系統(tǒng)實現(xiàn)小型化的基礎(chǔ)，為改進控制功能提供保障，不僅有效提高功率，而且?guī)椭鷾p少能量的消耗。

1.2 信息處理技術(shù)

機電一體化和信息處理設(shè)備的應(yīng)用普及以及微電子學(xué)的發(fā)展進步密不可分。只有提高信息處理設(shè)備的可靠性、分時處理的輸出入可靠性和模/數(shù)轉(zhuǎn)換設(shè)備的可靠性，妥善解決標(biāo)準(zhǔn)化和抗干擾問題，提升處理速度，才能促進機電一體化的快速發(fā)展。

1.3 傳感技術(shù)

傳感器存在有待提高精確度、可靠性和靈敏度等方面的問題，由于提高可靠性與防干擾有著密切聯(lián)系，因此多采用光纖電纜傳感器的方法。而就外部信息感應(yīng)器而言，大多使用非接觸型的檢測技術(shù)。

1.4 驅(qū)動技術(shù)

作為驅(qū)動機構(gòu)，電機得到了廣泛使用，但是它在效率等方面存在一些問題，為了有效避免其缺點，控制專用組件—傳感器—電機三位一體的伺服驅(qū)動單元和內(nèi)部裝有編碼器的電機正在被研發(fā)和推廣中。

1.5 軟件技術(shù)

軟硬件的協(xié)調(diào)發(fā)展，才能更好的帶動機電一體化的發(fā)展。大力推行軟件標(biāo)準(zhǔn)化、陳旭模塊化、程序標(biāo)準(zhǔn)化、軟件工程等，可以有效提高生產(chǎn)維修效率，減少投入成本，提升市場競爭力。

1.6 接口技術(shù)

數(shù)據(jù)傳輸格式的規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化是實現(xiàn)和計算機通信的基礎(chǔ)。接口規(guī)格的統(tǒng)一為信息的傳輸和維修提供了極大便利。為了有效解決光耦器信號、電纜非接觸化和光導(dǎo)纖維的標(biāo)準(zhǔn)化、大容量化、小型化等問題，科研人員正在努力研發(fā)高速串行、成本較低的接口。

2 機電一體化技術(shù)的發(fā)展前景

2.1 智能化

智能化是機電一體化技術(shù)發(fā)展的重要方向之一，該方向也是機電一體化和傳統(tǒng)機械自動化技術(shù)之間的本質(zhì)區(qū)別。機電一體化技術(shù)向智能化方向發(fā)展，這樣就可以使得機械工業(yè)產(chǎn)品模擬人類的思維，實現(xiàn)邏輯判斷、推理和自主決策的系統(tǒng)功能。智能化是指以自動控制理論為基礎(chǔ)，集成計算機科學(xué)技術(shù)、人工智能理論、心理學(xué)、運籌學(xué)和模糊數(shù)學(xué)以及混沌動力學(xué)等多學(xué)科知識，能夠?qū)崿F(xiàn)高效的機械工業(yè)控制。隨著諸多學(xué)科技術(shù)的快速發(fā)展，機械工業(yè)的大腦——自動控制微機的性能大幅度提高，處理速度高速提升，傳感器系統(tǒng)也更加集成化和智能化，因此，其已經(jīng)為機械工業(yè)的嵌入智能控制算法編程創(chuàng)造力更加有力的條件，使機電一體化產(chǎn)品的智能化發(fā)展方向更加突出和明顯。

2.2 微型化

微型化也是機電一體化技術(shù)發(fā)展的主要方向之一。作為機電一體化的一個發(fā)展方向，微機電一體化系統(tǒng)有效結(jié)合了微電子技術(shù)、軟件技術(shù)和微機械技術(shù)等高新技術(shù)。微機電一體化系統(tǒng)具有很多優(yōu)勢，比如能耗低，體積小，移動方便靈活，其可以在微型空間內(nèi)進行精細(xì)化操作，目前，微機電一體化產(chǎn)品已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于國防、航空航天、醫(yī)療器械等諸多領(lǐng)域，具有非常好的發(fā)展前景。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，微電子機械系統(tǒng)向著微米、納米的方向發(fā)展。

2.3 系統(tǒng)化

系統(tǒng)化的主要特征表現(xiàn)在兩個方面：一是其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采用模塊化和開放式的總線結(jié)構(gòu)，因此可以實現(xiàn)系統(tǒng)的各個組件之間靈活組裝，同時可以實現(xiàn)多個子系統(tǒng)之間的綜合管理和協(xié)調(diào)控制。二是系統(tǒng)的通信功能大幅度提高，可以實現(xiàn)遠(yuǎn)程系統(tǒng)通信。機電一體化在未來的發(fā)展過程中，更加注重人們的使用感知度，結(jié)合人體自身需要，向智能化、情感化和人性等多元角度發(fā)展，注重生物系統(tǒng)化發(fā)展。

2.4 網(wǎng)絡(luò)化

隨著計算機技術(shù)、通信技術(shù)的高速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)隨之興起，目前，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于人們的生產(chǎn)生活中，為人們的生產(chǎn)生活方式帶來了極大的變革。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，其已經(jīng)成為機電一體化產(chǎn)品發(fā)展的重要方向，在各種遠(yuǎn)程自動化控制和視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，可以基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)控制各種終端設(shè)備。局域網(wǎng)技術(shù)和現(xiàn)場總線技術(shù)的發(fā)展為家用電器網(wǎng)絡(luò)化提供了技術(shù)支持，以計算機為中心的計算機集成家電系統(tǒng)的實現(xiàn)為人們的生活帶來快樂和便利。而與此同時，質(zhì)量可靠，功能齊全、獨特的機電一體化產(chǎn)品一經(jīng)研發(fā)和銷售，便大受歡迎。由此可以看出，機電一體化產(chǎn)品必將向著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。

2.5 模塊化

機電一體化產(chǎn)品的又一發(fā)展方向是模塊化，它非常復(fù)雜、重要，它有利于企業(yè)新產(chǎn)品的開發(fā)和生產(chǎn)規(guī)模的擴大。目前，機電一體化生產(chǎn)制造商非常多，生產(chǎn)的產(chǎn)品應(yīng)用不同的標(biāo)準(zhǔn)，無法使機電一體化技術(shù)具有統(tǒng)一的機械電器等接口。為了保證各個單元和部件的匹配，需要制定一整套的標(biāo)準(zhǔn)，加之企業(yè)間的利益沖突，近期內(nèi)很難完成標(biāo)準(zhǔn)的制定，但是可以通過組建大型企業(yè)逐漸實現(xiàn)機電一體化的模塊化。毫無疑問的是，機電一體化產(chǎn)品的模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化、系列化所帶來的益處是顯而易見的，必將非常有利于機電一體化企業(yè)的發(fā)展。

2.6 綠色化

工業(yè)的發(fā)展給人們的生產(chǎn)生活帶來便利的同時，也帶來了環(huán)境污染，受此影響，綠色產(chǎn)品呼之欲出。產(chǎn)品綠色化是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必然趨勢，其目標(biāo)是在產(chǎn)品的整個生命周期中，做到資源利用最大化，把對生態(tài)環(huán)境的破壞降到最低。機電一體化產(chǎn)品的綠色化是指生產(chǎn)使用時不破壞生態(tài)環(huán)境，報廢后可以回收利用。

3 結(jié) 語

總而言之，隨著我國科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機電一體化技術(shù)的出現(xiàn)并不是孤立的，而是與其他技術(shù)相互促進的。機電一體化技術(shù)是多學(xué)科發(fā)展的結(jié)晶，是人類社會科技力量高速發(fā)展的產(chǎn)物。在使用過程中，機電一體化技術(shù)促進了機械工業(yè)快速實現(xiàn)戰(zhàn)略性的變革，使得傳統(tǒng)的機械工業(yè)設(shè)計理念和方法發(fā)生了革命性的轉(zhuǎn)變，因此，大力發(fā)展機電一體化技術(shù)，促進機電一體化產(chǎn)品的生產(chǎn)，不僅可以改造傳統(tǒng)機械設(shè)備的需求，而且可以快速推動機械產(chǎn)品向新領(lǐng)域邁進。未來發(fā)展過程中，隨著機電一體化相關(guān)核心技術(shù)快速發(fā)展，機電一體化的發(fā)展前景必將越來越光明。

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