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浅谈机电一体化技术的发展与应用 摘要：随着经济的发展以及科学技术的进步，机电一体化技术得到进一步的发展和应用，本文主要就机电一体化技术的应用以及发展方向进行了分析研究。 关键词：机电一体化技术；应用；发展 一、机电一体化技术的概述 机电一体化是一种结合电子化设计、机械装置及软件的技术，包括“技术”和“产品”两个方面。机电一体化技术，不是简单地将微电子技术和机械技术及其他新型技术相互组合而成的技术，而是一种综合技术，由此产生了一些典型的机电一体化设备，例如工业机器人、计算机集成制造系统、可编程控制器等。 二、机电一体化中的关键技术 1、自动控制技术 应用在一体化设备上的控制技术主要包含速度控制、高精度定位控制、校正、补偿及自适应控制等等。设备控制功能的不断扩展，使得设备的工作效率与精确度都在持续提升。 而且通过自动控制，机电一体化设备在运作过程当中也能够更加快速及时的发现设备内的故障，并及时的进行预警，进而有效减少了故障造成停机时长，让设备的利用率有了很大的提升。由于计算机技术的广泛普及，自动控制技术也逐渐与计算机控制技术融合在了一起，并且成为了支撑机电一体化设备的核心技术。但这项技术的难点在于对干扰的预防、对控制模型的优化、对控制边界条件的确认以及控制理论的实用化与工程化等方面。 2、信息处理技术 信息处理技术主要是指在机电一体化设备的运作过程中，对于设备状态、参数及功能控制相关的信息进行的运算、判断、存储及分析。在机电一体化设备中，实现信息处理功能的主要载具是计算机。 计算机的技术主要包含通信技术与网络技术、数据库技术及数据处理技术、软件技术与硬件技术等等。而且计算机处理装置是机电一体化设备的核心，其对整个设备的运行有着指挥与控制的作用。所以计算机的信息处理技术应用是机电一体化技术中最关键的因素。具体技术分支包含专家系统技术、神经网络技术以及人工智能技术等等。 3、传感器与检测技术 在设备工作过程中，设备的运作过程、运作状态、各项参数等相关的数据及信息，都要用传感器来进行接收，并且要通过信号检测装置来进行具体的测试。之后再将信息传送到处理装置中，向控制装置进行反馈，进而实现设备工作过程的自动化。 现今的一体化设备对传感器的精确性与实时性都有着很高的要求，并且要确保获取信息的过程不会受到外部环境的影响。所以，为了确保传感器能够及时、精确的反馈信息，就要对传感器及其信号检测装置进行进一步的强化。 4、机械技术 机械技术是支撑机电一体化技术的基础力量。机电一体化设备的主要功能及辅助功能多数都是借助机械技术来实现的。在机械控制、传动功能与电子技术互相融合的过程中，设备对机械技术的要求也在不断提升。例如对传动精确性的要求较比以往就有了很大的提升。 现今机械技术的发展过程中，新工艺、新材料、新结构及新原理都在不断的被发掘与应用，满足了设备对重量、体积、刚度及性能等方面的需求。 三、机电一体化技术的应用 1、机电一体化技术在数控机床中的应用 数控机床是机电一体化技术应用的成功典型，数控机床在经过多年的发展后，其控制精度更高、功能更丰富、操作更为方便、结构更合理，其结构的发展逐步趋向总线式、模块化、紧凑型，且采用多CPU、多主总线的体系。 在数控机床中采用开放性的设计可提高系统的层次性和兼容性，从而方便用户的编程和设备的改装、升级，为提高数控机床的智能化水平，通常会将在线诊断、模糊控制等技术引入到系统中，一旦机床出现刀具破损等故障或出现潜在性的故障时，即可通过在线诊断功能模块反馈给操作人员，以便进一步采取控制措施，同时由于模块化的设计使得系统可通过模块的组合具备丰富的功能，且使控制操作更为简便，一般通过一台机床即可同时控制多台机床，使其同时完成多个独立的加工任务，实现多过程、多通道的控制。 2、机电一体化技术在分布式控制系统中的应用 分布式控制系统是相对于集中式控制系统而言的，是通过一台中央计算机对负责现场测控的多台计算机进行控制和指挥，由于其强大的功能和安全性，使其成为当前大型机电一体化系统的主流技术。 根据实际情况分布式控制系统的层级可分为两级、三级或更多级，通过中央计算机完成对现场生产过程的实时监控、管理和操作控制等，同时，随着测控技术的不断发展与创新，分布式控制系统还可以对生产过程实现实时调度、在线最优化、生产计划统计管理等功能，成为一种集测、控、管于一体的综合系统，具有功能丰富、可靠性高、操作方便、低故障率、便于维护和可扩展等优点，因此使系统的可靠性大幅提高。 3、机电一体化技术在建筑材料生产中的应用 目前，我国在施工建设方面的要求越来越高，相应的，对于建筑材料的生产更是提出了较高的要求。 这样一来，机电一体化技术就成了有关单位的首要选择。毕竟机电一体化是一种综合技术，其高质量、高性能、多功能、低能耗的特性对于建筑材料的生产有着至关重要的作用。 此外，材料的级配控制对于现代建筑和公共设施相当重要。一旦有级配误差现象的出现，必定会减短建筑和公共设施的寿命，安全问题就得不到保障。然而，在建筑材料中应用机电一体化技术就可以实现微机控制，使级配的误差降到最小。 四、机电一体化的发展 1、网络化 网络技术的发展给机电一体化设备远程监视和远程控制提供了便利条件，因此，将网络技术与机电一体化技术结合起来将是机电一体化技术发展的重点。 在生产过程中，操作人员需要在车间内来回走动，对设备的状态进行掌握，并对机床的操作面板进行操作，通过在机电一体化设备与控制终端之间建立通信协议，并通过光纤等介质实现信息数据的传递，即可实现远程监视和操作，降低工人的劳动量，并且各种控制系统功能的实现，理论上来说都是建立在网络技术基础上的。 2、模块化 一体化技术的模块化是一个艰难但至关重要的环节。因为一体化设备的生产厂家很多，设备类型也很多，所以研发具有标准电气接口、动力接口、环境接口及机械接口的机电一体化设备，是一项繁杂又很重要的工作。 例如研制集合智能减速调速机的动力装置，具有图像处理、测距、识别等多项功能的控制装置，以及能够完成特殊难度操作的机械装置等等。利用新研发的装置进行集合，便能迅速开发出具有更强性能的一体化设备。 而要完成这一过程，首先需要制定多项相关的规章，让整个制造流程更加流畅、规范，但是因为利益的冲突，国内外也始终并未制定出一个统一的规章标准。 但各个装置设备生产的规范化是十分必要的，所以，我们不难看出，无论是一体化设备的生产流程，还是对生产一体化设备的企业，模块化的管理模式都是能够提升生产效率与整体效益的有效措施。 3、人工智能化 人工智能就是使工业机器人或数控机床模拟人脑的智力，使其在生产过程中具备一定的推理判断、逻辑思维和自主决策的能力，可大幅提升工业生产过程的自动化程度，甚至实现真正的无人值守，对于降低人力成本，提高加工精度和工作效率具有十分重要的意义。 目前，人工智能已经不只是停留在概念上，因此可预见机电一体化技术将向着人工智能化的方向发展。虽然以当前的科学技术水平不可能使机器人或数控机床完全具备人类的思维模式和智力特点，但在工业生产中，使这些机电一体化设备具备部分人类的职能是完全可以通过先进的技术达到的。 结束语 随着科学技术的发展，机电工程得到一定的发展，尤其是机电一体化技术的应用在很大程度上促进了机电工程的发展，因此，加强机电一体化技术具有重要的意义。 参考文献 [1]刘耀海.浅谈机电一体化技术的应用与发展趋势[J].信息系统工程, 2012,10:89+95. [2]徐世亮.浅谈机电一体化技术的应用及发展[J].科技致富向导, 2014,03:197. [3]蒋琳,徐忠根.浅谈机电一体化技术的现状和发展[J].科技信息(学术研究),2007,34:168. 本文来源：https://www.dywdw.cn/c05bbd76d838376baf1ffc4ffe4733687e21fca7.html
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2022-05-23
