摘要：随着机电一体化技术的快速发展，机电一体化的概念为人们广泛接受和普遍应用。随着计算机技术的迅猛发展和广泛应用，机电一体化技术获得了前所未有的发展。现在的机电一体化技术，是机械和微电子技术紧密集合的一门技术，它的发展使冷冰冰的机器人性化、智能化。
关键词：机电一体化技术；应用
引 言
自从电子技术问世，电子技术与机械技术的结合就开始了，出现了半导体集成电路，尤其是出现了以微处理器为代表的大规模集成电路后，机电一体化技术有了明显发展，从而使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化，机械、机电融为一体，相得益彰。
一、机电一体化概论
1、机电一体化，它是一个系统的总称这个系统主要涵盖机械使用系统，电子控制系统，计算机编程系统。通过相应的系统数据将机械技术和微电子技术有机的结合到一起形成整体，这一整体有很好的使用性，可以使产品或是系统的功能达到最佳的状态。机电一体化不是单单指的机械和微电子技术，它是多个技术的总称。
2、机电一体化系统它是一个综合的智能型的系统，通过计算机，传感器，机械设备，动力装置，执行装置进行有机的结合，组成一个人机协调性极强的系统，通过计算机输入数据，接受分析处理数据后将命令传输给中央控制系统，控制系统通过执行装置利用机械装置对所要生产的产品进行加工制造。机电一体化系统主要是结合了微电子技术和机械技术。由微电子技术负责控制，机械技术负责执行。优点就是能保证产品的性能和质量。
3、机电一体化工程是将机械工程与微电子工程进行有机的结合，更加系统更完善的将机械与微电子技术相结合使用。机电一体化工程不仅包含零部件的生产制造还包括对产品的性能质量的设计。将制造与设计结合通过技术人员数据指令的输入经过机电一体化工程的分析处理后既可以生产出符合要求的产品了。
二、机电一体化的共性关键技术
1、检测传感技术
检测传感器属于机电一体化系统的检测传感元件。检测传感器的检测对象有温度、流量、压力、位移、速度、加速度、力和力矩等物理量以及物品的几何参数等，其检测的精度的高低直接影响机电一体化产品性能的好坏。因此，要求检测传感器具有高精度、高灵敏度和高可靠性。检测传感器集机、光、电、声、信息等各种技术之大成，从其传感机理、元器件结构设计到制造工艺等都有需要可靠。
2、信息处理技术
信息处理技术包括信息的输入、变换、运算、存储和输出技术。信息处理的硬件包括输入、输出设备、显示器、磁盘、计算机、可编程序控制器和数控装置等。信息处理是否正确及时，直接影响机电一体化产品的质量和效率，因而成为机电一体化产品的关键技术。
在信息处理技术方面存在的问题有减轻重量、提高处理速度、提高可靠性和抗干扰能力以及标准化、提高操作性及便于维修保养等。需要研究的问题有：①提高大规模集成电路（包括微机芯片和专用集成电路）的制造工艺水平，保证产品的可靠性，降低成品；②提高I/O、A/D、D/A转换的速度和可靠性；③开发高速处理技术（如开发高速运算的微处理器和高速处理图形技术等）；④通信与传递（包括联机、信道分配、传递速率等）；⑤加速软盘机、可编程序控制器、微机的标准化，提高维修性；⑥在信息处理部分，加上自动诊断功能，在人机接口设备上，利用声音或图像识别等方式实现信息处理部分的智能化、柔性自动化仿真技术。
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3、自动控制技术
自动控制技术包括高精度定位控制、速度控制、自适应控制、自诊断、校正、补偿、再现、检索等技术。这些都是机电一体化技术中十分重要的关键技术。其技术难点是现代控制理论的工程化与实用化，以及优化控制模型的建立等。需研究的问题有①多功能、全功能数控技术与装置（包括多轴联动 CNC等）；②分级控制系统；③复杂控制系统的模拟仿真；④智能控制技术；⑤自诊断监控技术及容错技术等。
4、伺服驱动技术
伺服驱动技术主要是指执行元件中的一些技术问题。伺服驱动包括电动、气动、液动等各种类型。伺服驱动技术对产品质量产生直接影响。在机电一体化产品中，对机电转换部件，如电磁螺纹管、电动机、液压马达等执行元件的精度要求更高、可靠性更好、响应速度更快；对直流伺服电动机，要求控制性更好（高分辨率和高灵敏度）、速度和转矩行更稳定；交流调速系统的难点在于变频调速、电子逆变技术、矢量变换技术等。气动和液压系统中，各种元件都存在提高性能、可靠性、标准化以及减轻重量、小型化等多方面的问题。此外，希望执行元件满足小型、重量轻和输出功率大等三方面的要求，以及提高其对环境的适应性和可靠性。其研究的问题有：①提高几点转换部件的精度、可靠性和快速响应性；②提高直流伺服电动机的性能（高分辨率、高灵敏度）；③对交流调速系统的研究（包括变频调速、电子逆变、矢量转换控制等技术）；④大功率晶体管（GTR）和晶闸管（SCR、GTO）等功能器件的研制；⑤大、中、小惯量伺服电动机的研制；⑥启动伺服系统；⑦微型电磁离合器的研制等。
5、精密机械技术
机电一体化产品对精密机械提出的新要求有：减轻重量、缩小体积、提高精度、提高强度和刚度、改善动态性能等。减轻重量、缩小体积不能降低机械刚度。除考虑静态、动态的刚度及热变形的问题外，还要提高导轨面的刚度。因此，在设计时，要考虑采用新型复合材料和新型结构。为了便于维修，要使零件模块化、标准化、规格化。需要研究的问题有：①研究机械零、部件的静态、动态刚性和热变形的问题（既要求重量轻、体积小，又要求刚性好。如对结构进行优化设计、采用新型复合材料等）；②提高关键零部件的精度（包括高精度导轨、精密滚珠丝杆、高精度主轴轴承和高精度齿轮等）并使之能批量生产，提高可靠性、降低成本；③超精加工与精密测量技术；④提高刀具、磨具质量，改进材质（高性能、超硬、复合刀具材料的开发和生产等）；⑤摩擦、磨损与润滑问题；⑥零部件的模块化、标准化和规格化（提高互换性，保证维修方便）。
6、系统总体技术
系统总体技术是一种从整体目标出发，用系统的观点和方法，将总体分解成若干功能单元，找出能完成各个功能的技术方案，再把功能与技术方案组合成方案组进行分析、评价和优选的综合应用技术。系统总体技术包括的内容很多，例如接插件、装换接口、软件开发、微机应用技术、控制系统的成套性和成套设备自动化技术等。即使各个部分的性能、可靠性都很好，如果整个系统不能很好地协调，系统与产品也很难保证正常运行。需要研究的问题：①软件的开发和应用技术，包括过程参数应用软件，实适时精度补偿软件，CAD/CAM及FMS软件，各种专用语言（如机器人语言），实时控制语言，人机对话编程技术，专用数据库的建立等；②研究接插件技术，提高可靠性；③通用接口和数据总线标准化；④控制系统成套性和成套设备自动化；⑤软件的标准化。
三、结束语
综上所述，机电一体化的出现是许多科学技术发展的结晶，是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。随着现代科学技术与信息技术的迅速发展，各种技术相互融合的趋势将越来越明显，机电一体化技术的发展前景将更为广阔。
参考文献：
[1]谢佳.略论机电一体化技术的发展[J].机电信息，2011，（06）.
[2]李晶.机电一体化技术应用之我见[J].价值工程，2011，（03）.
论文作者:李素文
论文发表刊物:《基层建设》2019年第14期
论文发表时间:2019/7/26
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