机电一体化技术的发展与应用尹宾宾

机电一体化技术的发展与应用尹宾宾

尹宾宾

(南煤集团龙川发电有限责任公司山西省阳泉市045246)

摘要：现阶段，大部分与电子有关的技术随着现代科学的不断进步而获得了空前的发展空间，不同的技术之间互相影响、互相融汇。在机电一体化技术的角度进行分析能够确定，该技术是复合技术、机械技术以及电子技术互相影响互相促进发展的产物。机电一体化技术发展程度没有绝对的规定，其目的是最大程度上达成安全性好、可靠性高和低成本的生产目标。这需要通过控制以及合理的配置各个功能单位来实现。本文针对性细化分析机电一体化的核心技术，通过对其核心技术的解读延伸出机电一体化技术在当今社会的主要应用领域，进一步找寻其未来的发展前景。

关键词：机电一体化；技术；应用

前言：解读机电一体化第一步：了解机电一体化的含义；机电一体化的另一个名称是机械电子学。它是很多技术的统称，包括微电子技术、机械技术和几接口技术以及电工电子技术。常说的机电一体化就是上文中多种技术联会在一起并加以实际应用的综合性的技术。机电一体化技术首次进入大众视野是在1971年日本的某一杂志副刊《机械设计》中。从杂志中出现后进入了三个阶段的发展过程。三个阶段分别是前期、中期、后期。前期阶段是在20世纪60年代之前，在那个年代，电子技术是十分落后的，人们对于这项技术还处于懵懂的状态，甚至于机械技术和电子技术的结合才被人提出。这对于整个发展史来说还处于一种萌芽的阶段。中期阶段情况大有好转，在20世纪80阶段人们的目光渐渐转移到机电一体化上，计算机技术在那个年代快速发展，这也是机电一体化快速发展的一种趋势。大规模集成电路和微型计算机技术的发展势头也在这种催化下迅猛起来。后期阶段机电一体化已进入了更高层次的发展，在20世纪90年代神经网络技术光纤技术等智能化的技术被广泛应用于各发展行业，对机电一体化技术的发展起着重要的推动作用。

1机电一体化的核心技术

机电一体化技术作为一种综合性的技术，其并不是僵硬的将包含的技术组合在一起，而是将机械技术、微电子技术等灵活的融汇在一起。随着机电一体化技术的迅猛发展，未来可能呈现的一种趋势是一部分的机械部件被淘汰，微电子装置取而代之，将生产效率大大的提高。在机电一体化的核心技术主要分为两种，分别是：软件以及硬件。下文中将针对该技术的核心技术进行具体的分析。1.1软件技术

一般情况下，软件技术和硬件技术是共同作用的。但为了优化机电一体化技术，实现软件的标准化是必不可少的。实现软件的标准化不仅可以减少软件的成本还能实现生产效率的提高。所谓的软件标准化主要指的是程序模块化、程序标准化，以及一系列与软件和程序相关的优化。

1.2机械本体

机械本体技术是一种综合性较强的技术。为到达优化的效果可从多方面进行考虑，例如：性能方面、质量方面以及精度方面。从这些方面下手才能达到优化的目的。由于机械技术的主要产品是钢铁材料，所以减轻材料质量是优化的最好手段。在结构方面考虑，用非金属复合材料替代钢铁材料，减轻材料的质地，既提高了生产效率又精化了驱动系统。

1.3计算机与信息技术

计算机与信息技术也是一种综合性的技术。计算机与信息技术除了有一班的信息交换、存取和运算以及决策判断外还包括了专家系统技术和神经网络技术。1.4自动控制技术

自动控制技术是一种涉及范围较广的技术。既涉及操作精度低的也涉及操作精度高的。操作精度低的是进行系统的涉及以及设计后系统的仿真，操作精度高的包括了高精度定位以及自动校准等等。

1.5传感检测技术

传感检测技术是一种智能化的技术。主要动能是对系统进行自动控制以及自动调节，功能的强弱也决定着自动化的程度。现阶段的主要聚焦点在非接触型的检测技术上，以此来达到避免电磁干扰的目的。

1.6驱动技术

电子控制在工业电机驱动中起着重要的作用。无论电气环境如何，电子控制必须适应并提高较高的系统性能。常见的问题如下：电压沿激增现象，这种现象是在驱动工作时电源电路在电机绕组上所导致的。后果是电压沿将会电容耦合进入低电压电路中。不仅如此，电源电路中的另一个问题是产生噪声，称为感性耦合噪声，这种噪声是由电源开关和寄生元件的非理想行为引起的。通过控制电路以及电路和传感器之间的长电缆噪声可耦合到控制反馈信号中。为了更方便的将各种信号如逆变器、电流和位置反馈信号驱动到电机的控制器上，可以采取隔离栅极驱动信号的方式，还能达到隔离各子系统之间的通信信号的作用。但是信号隔离也是有前提的，首先，信号路径的带宽不能改变甚至去除，其次系统的成本不得有明显的增加。一直以来跨越隔离栅实现安全隔离的方法一直是光耦合器，时间已十分久远，故在实际应用中效率以及系统性能较之以前难免会有所不足，加以改正是必要的。

2机电一体化应用领域

由于人们对电子技术的关注持续加强，机电一体化技术的应用领域也变得广泛起来。不仅仅包括人们常以为的计算机集成制造技术还包括柔性制造技术以及数控机床。

2.1计算机集成制造系统

计算机集成制造系统是计算机技术有机形成的一种多品种的产物。它的形成是以信息自动化技术为前提的情况下，计算机技术再有机的将分散在产品设计制造中的单独子系统集成，从而形成计算机集成制造系统。它的作用是将各个部门的界限消除，以此来将产品从生产之后的一系列流程有机结合起来，其中包括经营策略和生产经营等。

2.2柔性制造系统

柔性制造系统的适应性很强，在中小型生产中能够在按照各需求分配材料，满足各部门的需求。作为计算机化的制造系统组成装置也十分智能化，由机器人、自动化仓库等组成。

2.3数控机床数控

机床在产品的生产中起着不可忽视的作用，对于机床的优化改进也无可厚非。自动化机床，由于它自身装有程序控制系统，所以无论是在结构、功能或是操作上都比之前得到很大的提高。当然还有原因是该机床的编程技术是面对全车间的，这样能实现二、三维加工过程的动态仿真，不仅如此，在结构方面此种机床拥有着总线式、模块化和紧凑型的结构，以此优化更为明显。控制机和数控设备也有所改进，前者以单板、单片机作为控制机，而后者的组成是专用芯片以及模板。改进后机床能进行自身的在线诊断。

3分析机电一体化技术的发展前景

机电一体化技术的发展前景总体来说其主要在四个方面进行发展。第一个：微型化。机电一体化技术在模板大小方面下手，其微型化主要针对在电子技术、软件技术以及机械技术方面，将这三种技术微型化，再融合起来，这就是机电一体化在今后的发展趋势。经国外研究表明，研究学者推导出微电子机械系统几何尺寸将低于1立方厘米，若发展趋势良好甚至向微米和纳米方向发展。微型化无论是对航天航空还是医院设备都大有益处。第二点是模块化，所谓的模块化就是对机电一体化产品指定一定的标准由于机电一体化产品种类较多，而且各产品的生产厂家和质量都不相同，这就导致了一种混乱的情况，实现产品的模块化也不可厚非。第三个：绿色化。机电一体化产品虽然被人们广泛应用，但是在生产工程中产生的污染也不可忽视。因此产品绿色化既符合时代的发展也保护了环境。绿色产品的设计理念是将产品从生产一直到使用全程绿色化。而并不是某个过程的绿色化，但是机电一体化产品的绿色化主要注重在对其产品报废后的回收利用上，提高其回收利用率才是重点。

结语：机电一体化技术作为一种综合性的技术，它的产生是由它包含的多种技术如电子技术、计算机技术以及微电子技术等相互融汇而形成的。它的迅猛发展也彰显着社会生产力的发展到了一定的程度。依据当前社会的发展以及人们聚焦着科学技术的趋势，机电一体化技术的发展将会更上一个台阶。

参考文献：

[1]陈俊友.智能制造中机电一体化技术的应用[J].科技展望,2016,26(12):192.

[2]吴子锋.机电一体化技术的发展和思考[J].中国高新技术企业,2013(26):1-2.

[3]穆成昱.机电一体化系统在机械工程中的应用分析[J].内燃机与配件,2018(20):226-227.