摘要：现今，国民经济增长水平持续上升，科学技术水平不断提高，机电一体化技术已经成为我国社会经济发展过程中的重要技术之一。在市场经济体制改革不断深入与发展的重要时期，机电一体化技术得到迅猛发展，并在各行业领域得到广泛应用，给企业生产经营活动做出了巨大贡献。由于机电一体化具有一定的发展性和先进性，所以在机电一体化应用过程中，它也呈现出良好的发展前景。本文就机电一体化技术的发展和应用展开分析，探讨该技术在生产活动中应用效果及发展。
关键词：机电一体化技术； 应用； 发展
机电一体化已成为具有自身体系飞速发展的新型学科，随着相关技术的不断发展，内容也不断更新。其基本特征是从系统的观点出发，综合运用机械技术、电力技术、电子技术、自动控制技术、微电子技术、计算机技术、光学技术、接口技术等群体技术，优化配置各功能单元，在保证多功能、高质量、高可靠性、低能耗上实现其特定功能和价值，使整个系统成为最优化的系统技术工程，从此工业生产由机械电气化迈入了以机电一体化为特征的发展新阶段。
一、机电一体化技术的概述及发展历程
机电一体化技术是一种综合技术，应用范围愈来愈广泛，它将微电子技术、控制技术、计算机技术、机械技术、光学技术相互交叉和融合，成为众多高新技术产业和装备的基础。它包括产品和技术两个方面。机电一体化技术的发展经历了三个阶段，1960 年以前是初级阶段，由于电子、机械两方面的技术水平不够完善，导致机电一体化技术开发出来的产品没有广泛的应用。1970 年至 1980 年之间属于第二阶段，机电一体化技术得到了计算机等提供的技术基础，特别是微型计算机和大规模集成电路促使其发展快速，在很多领域得到了应用。1990 年以后，人工智能、光纤、神经网络等技术的发展，使机电一体化技术迈向智能化阶段，发展前景更加广阔。
二、机电一体化技术的系统构成
机电一体化技术含义是将机械技术、电工电子技术、微电子技术、信息技术、传感器技术、接口技术、信号变换技术等多种技术进行有机紧密集合并综合应用到实际中去的一门先进技术。构成机电一体化系统主要由：①结构组成、②动力组成、③运动组成、④感知组成、⑤职能组成等五大要素有机结合组成。构成机电一体化系统五大组成要素的内部及相互之间必须遵循结构耦合、运动传递、信息控制与能量转换四大原则。机电一体化技术的内容主要有：①机械技术。②计算机与信息技术。③系统技术。④接口技术。⑤自动控制技术。⑥传感检测技术。⑦伺服传动技术。在机电一体化系统制造过程中，机械理论与工艺都借助于计算机辅助技术，人工智能与专家系统等形成新一代的机械制造技术。
三、机电一体化技术的应用
3.1现代机械制造业的应用
传统机械制造业与现代机械制造业相比，存在很大的差异。传统机械制造业是以经营规模为依据，主要依靠扩大生产规模，提高产量以及优化产业结构为主体，以此提高企业市场竞争力，这种经营方式注重资源的合理利用，用最低成本获取最大经济效益。而现代机械制造业主要以信息为载体，采用先进的生产模式、管理系统以及制造技术来提高企业市场竞争力，其具有网络化、虚拟化、智能化以及节能环保的特殊价值和功能。现代制造业涉及了多种高新技术手段，充分利用电子计算机技术，使制造行业的生产技术取得了巨大的成绩。现今，制造工程领域相继诞生诸多高新技术，如数字控制技术、系统集成技术、虚拟制造技术等。
3.2饮料行业的应用
以往的饮料生产、包装等一系列流程都是人工操作，机电一体化技术在饮料行业的应用，使得饮料生产的机械化水平提高，而且饮料包装的整条生产线都实现自动化控制，使得饮料行业的生产效率和质量大大提升，对促进饮料行业发展，提高国内外的市场竞争力具有极其重要的作用。
3.3钢铁行业的应用
随着钢铁行业的发展速度加快，机电一体化技术在钢铁行业的应用水平不断提高，不仅提升了钢铁行业的生产效率和质量，而且为实现钢铁行业现代化发展提供了强有力的技术保障，其在钢铁行业的应用主要表现在以下几个方面。
（1）计算机集成系统的应用，该项技术的应用使钢铁生产作业实现了将人、生产经营、组织管理的作业流程连接在一起，实现钢铁生产全过程的一体化控制。
（2）现场总线技术的应用，它是通过连接设置，将设备控制室内的设备仪器进行数字式、双向以及多种通信的一体化链路。这种技术能够使大量的数据信息在智能化仪器装置与高级控制系统间实现通信链路的双向传送。
（3）交流传动技术的应用，在计算机技术和电子信息技术不断发展的今天，交流传动技术的发展速度加快，由于这种技术具有一定的优越性，所以交流传动技术将逐步取代传统的电子传动技术。当前，各行业领域数字化水平提高，这也使得以往复杂的矢量控制技术简单化，交流传动技术在钢铁生产中的应用效果越来越成熟。
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3.4在建筑材料生产中的应用
施工建设要求的不断提升，对建筑材料的生产要求随之更高更严格，而具有高性能、高质量、低能耗、多功能特性的机电一体化技术为建筑材料生产行业提供了机遇，并在建筑材料的生产中发挥着至关重要的作用，得到了广泛的应用。对于现代建筑而言，材料的级配控制非常关键。如果级配出现误差，会使建筑的寿命缩短，造成安全隐患。因此，机电一体化技术的应用就可以利用微机控制最大限度的降低级配误差，提升建筑行业的竞争力。
3.5在煤矿企业中的应用
在煤矿企业中，机电一体化技术主要用于地下开采作业。因为作业在地面以下，对工人的人身安全造成了很大的威胁。机电一体化技术的应用，可以让井下作业实现自动化、机械化，既能提高工作效率，又能保障工人的安全，因此，井下机器人的智能化操作已成为煤矿行业的发展趋势。
四、机电一体化技术未来的发展
4.1全息系统化
全息系统化也即智能化，是对机器的行为描述，即在控制理论的基础上，吸收计算机科学、模糊数学、运筹学、混沌动力学、人工智能、心理学和生理学等新的学科方法、新的设计思想，从而模拟人类的思维能力，使它如同人一样具有思维、意识等能力，以便达到更高水平的控制目标。随着机电一体化技术的发展，机电一体化产品智能特征也越来越明显，智能化水平也是日趋上升，新世纪机电一体化技术中的智能化的快速发展，人工智能在机电一体化的研究中也日益得到重视，其中机器人与数控机床的智能结合就是一项重要应用。当然，要使机电一体化产品具有与人完全相同的智能永远是不可能的，也没有这个必要，但是，高性能、高速的微处理器使机电一体化产品具有低级智能或者人的部分智能，则是完全可能而又必要的。
4.2微型机电化
在实验室中，目前，通过半导体蚀刻技术，已经制造出亚微米级的机械元件，如果这一成果应用于实际产品时，那么就没有必要再区分什么是控制器、什么是机械部分了，这时就完全的实现机械和电子的“融合”，这样CPU、机体、传感器、执行机构就可以集成在一起，而且体积小，同时组成一种自律元件。这种微型机械学是机电一体化的一个重要的前进方向，更是机电一体化向微观领域和微型机器的发展趋势，在国外，人们称其为微电子机械系统，也指外观尺寸不超过1cm3的机电一体化产品，一并向微米级、纳米级发展，正因为微机电一体化产品耗能少、体积小、运动灵活，在军事、生物医疗、信息等方面占有很高的地位和很大的优势。
4.3光机电一体化
光机电一体化是机电产品发展的重要趋势，因为机电一体化系统是由机械系统、能源系统、传感系统和信息处理系统等部件构成的，因此，在机电一体化技术中引进光学技术，充分利用光学技术的先天优点，有效地改进机电一体化系统的能源系统、传感系统和信息处理系统。
4.4产品网络全球化
计算机网络技术的兴起和飞速发展带动了科学技术的巨大发展，同时给日常生活都带来了全新的面貌，全球生产、经济被各种网络连成一片，企业间的竞争也将出现网络全球化，一旦研制出机电一体化新产品，只要其质量有保证，功能可靠，必然会畅销全球。因为有了网络的普及，那么只要是关于网络的各种远程监视和控制技术也就方兴未艾，然而远程控制的终端设备就是机电一体化产品，因此，机电一体化产品也必然会朝着网络全球化发展。
4.5产品绿色化
随着工业的发达，人们的生活也发生了巨大的变化：①物质需求丰富，生活舒适；②可用资源减少，生态环境受到严重破坏。因为这些现象的出现，人们开始呼吁保护环境资源，回归自然，那么此时，绿色产品的概念也就应运而生，这是一个时代的绿色化趋势，在这里，机电一体化产品的绿色化主要是指：使用时不破坏生态环境，报废后还能回收利用。因此，机电一体化绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的过程中，应完全符合生存环境和人类健康的要求，对生态环境尽可能的无害或危害极少，资源利用率要极高。由于这种客观的存在性，设计绿色的机电一体化产品所需要的技术成本很高，但其具有远大的发展空间。
结束语
机电一体化技术的发展，使各种产品与装置控制实现了机电一体化，有利于推动传统产业发生深刻变革，有利于实现整体优化，有利于提高产品质量和生产效率，有利于缩短开发新产品的生产准备周期，加速科技成果向商品转化，同时，随着新产品的研制、开发、高精密等设备的发展，要求新一代机电一体化技术产品及系统朝着高性能、智能化、系统化、轻量化、微型化方向发展，为国家带来更大的经济效益和社会效益。
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论文作者:武彦
论文发表刊物:《电力设备》2017年第33期
论文发表时间:2018/4/18
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