摘要：随着机电一体化的快速发展，机电一体化技术已经成为一门专业技术学科，在我国各大高校中均有开设，它能够将电子技术、信息技术以及机械技术结合呈一个整体，广泛应用到自动生产当中。本文将对机电一体化的发展进程进行分析，并对机电一体化系统的智能化及未来发展趋势加以阐述。
关键词：机电一体化；智能化；微电子技术
1.机电一体化的发展进程
1.1微电子技术
上个世纪八十年代，我国开展对机电一体化的研究，同国外发达国家相比发展较晚，并且尚未形成科学合理的引导机制。在进行机电一体化的发展之前，我国的集成电子技术已经形成了完善的理论体系，获得了丰富的实践经验。在微电子技术的研究中，主要包括产品设计、生产制造以及产品再加工等多个方面。进入二十一世纪之后，电子行业迅猛发展，以往传统的技术工艺已经逐渐与时代的发展潮流相背离，现代化的微电子技术逐渐兴起并且在社会中的多个领域广泛应用。例如汽车制造业中应用电子技术产生的数控机床，对汽车制造行业的发展起到极大的推动作用。微电子技术的发展是对集成电路的完善和优化，实现了构建更加科学多元化系统的目标。
1.2数控机床
数控机床是美国研发的技术，诞生时间相对较早，但是由于受到历史发展和技术条件等多方面因素制约，没有实现在多个领域中广泛应用。在八十年代初期，世界经济发展整体来说已经趋于稳定，国家之间的经济交流变得频繁，因此数控机床被得到更多行业的认可，加以后期对其投入资金增加，使其发展速度逐渐加快，目前已经实现多个领域中必可缺少的技术之一。
1.3可编写程序控制器
在上世纪六十年代后期，可编址控制器在控制工业的生产中得到广泛的应用，此后美国的汽车制造领域对其进行深入的研发，研制出新型的机电控制器MODICON，成为当时世界级的先进PLC。在七十年代初期，PLC开始进行批量生产，凭借其在实践过程中获得的优质效果得到进一步的推广和使用。当时社会中的各个行业都加强与PLC相结合，从而提升生产效率，实现自身的发展和进步。在九十年代时，标准IEC61131D的诞生标志着PLC已经成为技术研究领域中的重要内容，在世界的工业生产过程中都具有不可动摇的地位。在PLC的结构方面，前期的PLC结构属于一种单机模式，结构较为简单，目前该技术的发展已经与不同的分布系统和CPU相结合，PLC的结构和功能更加完善，较为先进的PLC已经具有远程控制功能。
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结合后的PLC在其内置软件的设计方面，能够演化出不同类型的图像处理方法和文本格式，在一定程度上使其原有的文字处理功能、编写设计功能以及语言表达等方面得到显著的提升。在使用效果和范围方面，该功能在机械加工生产线应用中的价值得到显著的提升，在原本控制机械加工自动生产线之外，还在OLC应用的基础上形成了DCS系统、监控和数据采集系统以及柔性制造FMS系统以及运动控制系统等等，使得该系统的应用更加广泛。现如今，PLC已经能够和现场的总线密切结合，实现多元化的发展。在未来的应用过程中，严格按照国际统一化的工业要求，搭配不同的硬件平台系统，例如PLC、DCS等，使其能够在计算机技术、网络技术以及通信技术的基础上，建立统一的硬件管理平台[1]。
1.4新技术的出现
现如今，随着科学技术的发展，各种各样的新技术层出不穷，例如激光技术、模糊技术以及信息技术等等，并且在激光技术的基础上形成了光电子技术，它能够实现将固体物理、波导光学以及材料科学等多个学科领域相结合，是未来信息技术发展的关键。因此，应加强对光子技术的研究，使其能够在更多领域中得到广泛应用，为我国的经济、科技以及国防的发展提供强有力的技术支持。
2.机电一体化系统的智能化分析
2.1智能控制理论基础
智能控制理论是在被控动态过程的特征模式下进行的，在知识、经验的推理以及智能决策的基础上进行控制，打破了以往提出的“模型论”观点，实施智能化的“控制论”。智能控制是以模拟智能为核心，不再侧重于研究被控对象，而更加重视控制器本身。
2.2智能控制系统的基本结构
智能控制系统的结构多种多样，主要是根据被控对象、环境的不确定性、性能指标要求的不同进行划分。在其基本结构中主要将智能控制系统划分为两个部分，即智能控制器和外部环境。其中，智能控制器主要包括认知学习、控制知识库、评价机构以及规划与控制决策等6个部分，具体如图1所示。外部环境主要包括被控对象、执行器、传感器以及外部各种干扰因素。智能控制系统的优势较多，具有较强的自学习能力、自适应性、超常的协调性等，凭借这些优势智能控制系统在社会中的多个领域得到广泛的应用。
图1 智能控制系统的结构
2.3在数控机床中的应用
目前，机电一体化智能化得到广泛的应用，尤其是在数控机床和智能机器人之中。在智能机器人中，利用视觉、触觉和听觉等传感器检测工作状态，使其能够根据实际的需要通过反馈信息作出正确的判断。在数控机床中，通过检测各类传感器在进行切削加工前后和加工过程的各项参数，在计算机中进行判断，从而发掘出存在问题的信息并进行调整和改善，以此来保障加工过程的顺利进行。本文将注重对机电一体化智能化在数控机床中的应用进行分析。
数控机床的智能化主要通过数控技术来实现，它是一种能够进行自动化控制的高新技术，主要通过计算机对机械加工过程中的各种信息进行数字化的处理和控制来实现。机械加工工艺具有多样性和复杂性的特点，因此对于数控机床的规格、类型等要求也不尽相同，具有性能差异大、参数控制较难、操作复杂等缺点，因此在数控机床中实现智能化成为大势所趋。
在数控机床中应用智能化数控系统，使其能够具有模拟人智能的特征，能够实现模拟、延伸、扩展等智能行为的处理功能。智能数控系统能够对加工精度和效率产生不良影响的物理量进行检测、提取特征，快速实现最佳目标的智能决策，对生产中的切削深度、坐标移动、主轴转速等参数进行实时控制，从而使机床能够始终处于最佳的工作状态当中[2]。
3.机电一体化智能化的发展趋势
上世纪九十年代后期，越来越多的国家走上机电一体化智能化的道路。为了充分满足机电一体化产品在可靠度、操作性等方面的更高要求，首要要保障其具有和人类相似的思维逻辑，从而实现自主决策、判断推理、远程操作以及诊断维修等等。此外，现代社会中存在的主要问题就是资源短缺和环境污染的问题。因此，为了实现可持续发展，在机电一体化智能化发展应坚持绿色环保可持续的原则，要求产品的设计、制造等对环境不会产生不利影响，能够在产品报废后分解再利用，注重产品的绿色环保。
结束语：综上所述，现代社会整体发展方向为智能化，因此机电一体化要符合当代发展潮流，向智能化的方向迈进。此外，机电一体化的发展不是依靠自身力量能够实现的，在日后的发展中，应加强与各种技术的有机结合，从而使机电一体化技术获得显著的发展，在社会中越来越多的领域得到广泛的应用。
参考文献：
[1]石建军.浅谈机电一体化的进程和智能化研究[J].电子制作,2015(06).
[2]刘敬东.机电一体化技术的应用与发展前景[J].科技资讯,2012,12:128.
论文作者:李靖
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第17期
论文发表时间:2017/11/20
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