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摘要：20世纪70年代人们提出了机电一体化理论，随后相关人员对该技术进行了大量研究，因此计算机、电子、集成电路等多项技术得到了飞速发展，取得了良好的研究成果，机电一体化技术也得到了进一步发展，并被应用到更多的领域中。机电一体化正处于逐步发展、完善的阶段，该技术的发展提高了生产质量，并且在一定程度上促进了机械工业的发展。基于此，以下对机电一体化技术的应用及发展趋势进行了探讨。
关键词：机电一体化技术；应用领域；发展趋势
引言
机电一体化是一项综合技术，其涉及多个学科交叉，是传统机械和电子技术的集成，也是现代人工智能的重要技术之一，在机械控制和结构设计过程中起到重要技术支持。现在科技水平不断提升，用户对电子产品、机械产品都有新的要求，传统的技术已经不适合现代企业发展需要，机电一体化技术在其领域中的应用，对提高产品质量，提高工作效率都起到重要作用，符合现代企业发展需要，同时也促进现代工业发展，也是工业技术发展的重要标志。
1机电一体化关键技术
机电一体化技术是符合现代工业发展需要，对机械、电子等行业的发展起到重要技术支持，其主要关键技术有传感器技术、电子控制技术。传感技术在机电一体化系统中的应用对提高其产品的灵敏度等起到重要作用，比如在工业机器人中的应用传感器技术，让机器人的感觉和视觉都有进一步提升，提高了机器人在现代工业生产中的运输能力，在机械操作的过程中，能更加科学有效的感觉机械零部件，能更加科学准确的完成工作。电子控制技术在数控机床等生产过程中常用的技术职业，利用现代电子技术对机床生产进行控制，改变传统的人控制，大大提高了工作效率，同时对产品的质量提升也起到促进作用。人工智能技术是现代科技水平发展的重要标志，人工智能的芯片的研发就应用了机电一体化技术，对人工智能技术的研发起到技术保障作用。
2机电一体化技术当前的应用领域
2.1领域范围：数控机床
数控机床是一种自动化机床，带有程序控制系统，也指数字控制机床。应用这种数控机床，不但可以完成零件的自动加工工作，也解决了各种复杂的零件加工问题，提高零件加工效率，是一种典型性的，对机电一体化技术应用十分深刻的产品。数控机床系统实现了自动化的刀具破损检测功能，也初步实现了物料搬运功能。数控机床的发展水平，可以直观代表一个国家的机床发展水平，从这一角度来看，虽然我国使用中的机床数量庞大，市场也十分繁荣，在世界都名列前茅，但实际上高端数控机床市场机床的生产仍旧依赖进口。
2.2自动机与自动生产线领域
随着科技发展与进步，自动化已成为生产活动的最大代名词，一方面自动化生产线解放了生产力，另一方面也大大提高行业生产效率，增加企业经济效益。如今，自动机与自动生产线技术已经在各个生产领域都创造出价值，实现了该行业的批量化生产，但是复杂的手工艺产品行业并不能应用自动机与自动生产线技术，无法进行批量化生产。
2.3机器人领域
目前的工业机器人是机电一体化技术的典型产品。机器人在社会生产中可以进入多个行业和领域之中，由于机器人的应用，为实际的生产过程节约了大量的劳动力，节约了企业的实际生产成本。同时，机器人的应用，也取代人进入一些如强辐射、高污染及存在有害气体的较为恶劣的生产环境之中。当前的工业机器人采用了成熟的机电一体化技术，因而在智能化水平上相较于以往的工业机器人有很大提升。工业机器人的产生是在20世纪60年代，由于技术的限制，当时的工业机器人只能完成简单重复的动作。
2.4应用于分布式控制系统
分布式控制系统，也被称为集散控制系统，它可以对生产程序进行指挥和分别控制，它把器件的控制权下发到底层控制器，通过底层控制器和上位机的通讯来实现控制。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆如今，大型企业生产自动化能力越来越高，集散控制系统也应运而生，通过结合机电一体化技术，集散控制系统已经具有很高的可靠性、开放性、灵活性以及协调性，减少了不必要的信号损失。一般认为分布式控制系统的发展大概分为四个阶段。第一个阶段的典型产品是在1975年到1980年期间美国霍尼韦尔公司研发的TDC2000，由过程控制单元、数据采集装置、CRT操作站、监控计算机和数据高速公路五部分组成；第二个阶段的典型产品则是在1980年到1985年期间由霍尼韦尔公司研发的TDC3000，由局部网络LAN、多功能控制器、增强型操作站EOS、通用操作站US、网间连接器GW、系统管理模块SMM和主计算机HC组成；而在1985年到1990年，分布式控制系统发展迅速，在硬件更新了许多新技术，采用了制造自动化协议（MAP）标准，解决了一直存在的自动化孤岛问题，将分布式控制系统发展推向第三阶段；1990年以后，霍尼韦尔公司推出更加智能的TPS控制系统，采用了更加开放的硬件工作站，实现了更为高级的集中管理能力解决方法，分布式控制系统也进入现在的第四阶段。
3机电一体化技术的发展趋势
3.1智能化
机电一体化设备的智能化要求机器人和数控机床能够具备人的思考能力与逻辑思维能力、决策能力，从而更为高效地控制目标。机电一体技术智能化的本质是在控制理论的基础上，吸收包括人工智能、计算机科学、混沌动力学等新思维新方法来让机电一体化技术对人类智能进行模拟。
3.2环保化
绿色环保是当前时代的必然要求，由于在人类发展过程中对生态环境造成较大影响，所以环保化趋势是机电一体化的未来发展方向之一。环保化要求机电一体化设备具有对环境污染小，同时设备能够进行回收以及进行再利用的特点，从而降低设备本身可能对生态环境造成的影响。因此，绿色环保需求具有相当强的现实意义，实现机电一体化设备的环保可以促进资源的有效利用，促进社会的可持续发展进程。
3.3微型化
微型化指的是机电一体化1m3以下产品向微米、纳米等趋势发展。在蚀刻技术发展的基础上，目前已经实现了亚微米等几何尺寸元件的制造，如果将这类产品应用在实际生产中，将不用对机械部分以及控制机部分进行区分。在这种情况下，将达到机械技术与电子技术的有效结合，传感器和操作部分以及机械机体等部件可以有效地集结在体积很小的元件上。可见，机电一体化的主要发展趋势之一是微型化。
3.4柔性化自律分配系统
通过分析得知，机电一体化在将来的发展中控制系统以及执行系统将会具备良好的冗余度和柔性化功能，该技术可以更好的应对突发情况，进而形成良好的自律分配体系。在这一体系中，众多子系统服务于总控制系统，但各子系统之间又保持独立性，每个系统都具备自律功能，可以根据环境的变化做出有效应对。子系统表现出的显著特点就是其自身可以形成信息，同时对这些信息进行附加，并基于总控制体系对具体的行为进行改变，这一发展模式可以让系统具备更强的柔性功能，同时子系统在发生故障时不会阻碍总控制体系的运行。
结束语
机电一体化技术已然成为社会中应用广泛、不可代替的一项技术，虽然近几年国内的机电一体化技术得到了一定发展，但是随着计算机技术的不断更新换代，机电一体化技术也应该随之不断创新与发展，并且应不断发现技术中存在的漏洞，并加以解决完善，从而提高技术产品效率，推动机电一体化技术行业的发展与进步。
参考文献：
[1]赵传生.机电一体化技术在机械工程上的应用及其趋势展望[J].山东工业技术，2018（08）：79+31.
[2]侯英男.机电一体化技术的发展趋势及应用研究[J].数码世界，2018（04）：392.
[3]边继宁.浅析机电一体化技术的应用及发展趋势[J].山东工业技术，2017（23）：202.
[4]郎朋辉.探究机电一体化技术的应用及发展趋势[J].数码世界，2017（07）：255.
[5]沈雪萌.浅析机电一体化技术的应用及发展趋势[J].科技展望，2016，26（20）：102.
论文作者:李栋梁
论文发表刊物:《建筑模拟》2019年第5期
论文发表时间:2019/4/23
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