摘要：制造业是现代国民经济的重要支柱和综合国力，特别是现代制造业是一个国家企业生产能力构成中的首要地位。介绍了机电一体化的概念，从智能化、微型化、集成化、绿色化四个方面阐述了机电一体化技术及其产品在现代机械制造业中的应用。
关键词：机电一体化；智能技术；发展与应用
引言：
在机械工程领域，由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其渗透形成的机电一体化机械工业的技术结构、产品结构、功能与构成、生产方式及管理体系的机械行业发生了巨大的变化。机电一体化技术的发展是现代科学技术发展的必然，是机械技术与信息控制技术有机融合、相互渗透的结果。改变整个机械制造业的面貌具有重要的意义。
1 系统化概述
机电一体化从系统的角度，综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术和信息技术，传感器测量和控制技术和电力电子技术，根据系统功能的要求目标，合理配置和布局各功能单元，在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上，实现了某一特定功能的价值，并优化了整个系统的系统工程技术。
从机械产品的发展到机电一体化产品的开发，分为四个阶段。第一阶段，产品纯机械结构。第二阶段，在机械产品中加入电机、开关等部件，形成机电产品。第三阶段是产品与电子技术的集成，使软件变得“智能化”，并能与上位控制调节系统的信息流和通信流进行集成。第四阶段，进一步整合机械、电子和软件在空间和机电一体化产品的形成。机电一体化不再是机械设备与电子设备的简单结合，而是机械、电子、控制、光学、信息技术与计算机技术的有机结合。
2 发展现状
在我国企业的应用中，人们将机电一体化技术应用于计算机集成制造系统、自动包装机、自动堆垛机、数控机床等智能控制领域。不仅如此，机电一体化技术已经有了学习能力和分析思考的能力，现在发达的智能机器人，例如，通过信息技术的生物建模方法、生物技术等，除了手动输入控制指令，也可以做简单的自我分析、自我诊断和自我决策，该信息技术为机械操作和诊断提供了大量的数据依据。
3 发展趋势
首先，智能发展方向，人工智能在机电一体化的研究中越来越受到重视，机器人和数控机床的智能是其中的重要应用。二是较为复杂的模块化开发，由于机电一体化的产品类型和制造商，研究和开发机电一体化的产品单元具有标准的机械接口、电气接口、电源接口和环境接口是一件非常复杂但又非常重要的事情。目前，网络的迅速发展和应用决定了各种基于网络的远程控制与监控技术的兴起，而远程控制终端设备本身就是机电一体化产品。微型化出现于20世纪80年代末，是指机电一体化向微机械和微领域发展的趋势。国外称其为微机电系统（MEMS），一般是指几何尺寸不超过1cm3的机电一体化产品，发展到微米级和纳米级。Mems产品体积小，能耗低，运动灵活。最后，发展环境保护。工业革命以来，工业的发展给人们的生活带来了巨大的变化。一方面，物质充裕，生活舒适；另一方面，资源减少，生态环境受到严重污染。因此，人们呼吁保护环境资源，回归自然。机电产品的绿化主要是指机电产品在使用过程中不污染生态环境，废弃后可回收利用。
由于人工智能技术、神经网络技术和光纤技术的巨大进步，机电一体化技术开辟了广阔的发展领域，也为工业发展提供了坚实的基础。未来机电一体化更加注重产品与人的关系。一是机电一体化产品如何赋予人的智能、情感和人性越来越重要，尤其是对家用机器人而言，其高层次领域是人机一体化。另一层含义是模仿生物机理，开发各种机电一体化产品。
4 在现代机械制造业中的应用
4.1 对老旧设备改造的应用
将数字显示、数控、微机、可编程控制器等微电子技术应用于设备改造。变换原始设备结构，更新部分，或安装新配件，新设备，或形成一个机流水线，确保机床的加工精度，提高产品质量，减轻工人的劳动强度，提高劳动生产率，基本方法是加速企业的发展，机械制造工业的发展是可行的。
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4.2 机械智能化应用
由于仪器制造具有规模化、高速化、连续化的特点，传统的控制技术已不能满足需求，因此采用智能控制技术代替传统的控制技术。智能控制技术主要包括专家系统、模糊控制和神经网络等。智能控制技术广泛应用于产品设计、生产、控制、设备和产品质量诊断等机械制造方面。智能控制也克服了传统技术难以解决的问题。其中，专家系统、模糊控制和神经网络也是钢铁制造业发展的关键工业技术。智能控制使制造业更加合理，从而达到更高的控制目标。计算机数控机床、加工中心、柔性制造系统和计算机集成制造系统等自动化设备的发展适应了工业产品的多品种、小批量生产模式，人类越来越关注研究的建筑商的生产，在大规模、高速度和连续在钢铁行业。
4.3 控制微型化应用
目前，在半导体器件的制造过程中，亚微米尺度的机械元件已经在实验室中采用蚀刻技术制造出来。当结果应用于实际产品时，无需区分控制器的机械部分。小型化是机电一体化的一个新的发展方向。机电产品可以通过改变控制和执行系统程序来改变工作方法，以满足不同用户对象和现场参数变化的需要。机电产品的主动检测和主动监测功能可以主动采取措施，使工作恢复正常。机械电子产品的小型化可以适应微型机床的发展，提供新的制造技术和设备与微、小型和微型和纳米加工精度，包括各种微切削（车削、铣削、磨削）机床、微电加工机器，微激光加工机器和微压机。机电一体化产品包括信号处理器、执行器、控制电路和扩展接口等集成微设备和系统。
4.4 系统集成化应用
机电一体化系统包括机械系统、能源系统、传感器系统和信息处理系统组件，从节约能源的角度和环境因素，光学技术在机电一体化产品，充分利用光学技术的固有优势，有效提高系统能量的机电一体化系统中，传感器系统和信息处理系统。计算机技术应用于机械电子产品实现的集成人力和生产管理、生产管理和过程控制，从而实现整个生产过程的整体和集成控制从原材料到厂，生产加工到产品交付，实现生产管理的自动化。
4.5 绿色化应用
工业的发展给人们带来了巨大的变化。一方面，物质充裕，生活舒适；另一方面，资源减少，生态环境受到严重污染。绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中都符合环保和人类健康的具体要求。它们对生态环境无危害或危害小，资源利用率高。绿色制造技术是一个封闭的循环系统，从设计、制造、使用到产品报废和回收的整个生命周期对环境影响最小，资源效率最高，也就是说，在产品整个生命周期中，通过系统集成产品环境属性的观点，环境保护从源头上抓起，改变了传统的制造模式，只在治理末期的环保措施上，考虑产品的基本属性，使产品在满足环境目标要求的同时，保证产品应有的基本性能、使用寿命、质量等。从原材料的提取到产品的最终处理，包括产品的设计、生产、包装、运输、流通、销售和报废，合理利用资源，尽量减少对环境的污染和破坏。
结束语：
综上所述，机电一体化和机械制造的出现并不是孤立的，它是许多科技发展的结晶，是社会生产力发展到一定阶段的必然要求和产品。机电一体化技术是制造自动化的重要支撑。随着微电子技术、计算机技术、软件技术、传感器技术和自动化技术的迅速发展，信息流成为机电一体化的主要特征。适当引入机械技术、电子技术的出现产品和行业的外观可以迅速改变，实现机电一体化的产品，它有一个高水平的功能和附加值，将带来巨大的社会效益和经济效益的发展生产者和使用者。
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论文作者:黄利平1,张红艳2,董翠娟3
论文发表刊物:《基层建设》2019年第14期
论文发表时间:2019/7/30
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