黄华友
摘要：机电一体化技术是机械技术与电子技术的有机结合，是现代机械技术发展的必然结果，同时也是20世纪末出现的高新技术之一。它极大地提高了机电产品在国际市场上的竞争能力，世界各发达国家都给予高度重视。它使生产系统柔性化，机电产品智能化，从根本上改变了生产(特别是机械制造业)的面貌。本文以机电一体化技术为主题展开探讨，具有一定的现实意义和指导意义。
关键词：机电一体化工程技术发展趋势
一、引言
机电工程技术通常是指机械与电气控制工程结合，研究机械设备及其电力驱动与控制的方法。从20世纪中叶以来，随着微电子科学技术的发展及其广泛应用，人类进入了电子时代、计算机时代。半导体大规模集成电路的出现，促进了微电子科学技术和计算机技术向机械工业渗透，由此产生了机械电子工程。计算机控制和电子控制已经成为当前实现机械控制的主要方式，在这种形势下，机电一体化技术开始出现在人们的视野中，并发展得越来越快。它从根本上改变了机械制造业的面貌，提高了机电产品在国际市场上的竞争能力。本文将以机电一体化技术为主题展开探讨，揭示其发展趋势，因此具有一定的现实意义和指导意义。
二、机电一体化的内涵
目前，关于“机电一体化”含义尚未取得统一的定义，较为普遍的提法是“日本机械振兴协会”经济研究所对机电一体化概念所做的解释：“机电一体化是在机械主功能、功力功能、信息功能和控制功能上引进微电子技术，并将机械装置与电子装置用相关软件有机结合而构成系统的总称。”随着生产和科学技术的发展，“机电一体化”还被不断地赋予新的内容。但其基本概念的含义可概括为：机电一体化是从系统的观点出发，将机械技术、微电子技术、信息技术、控制技术、计算机技术、传感器技术、接口技术等在系统工程的基础上有机地加以综合，实现整个系统最优化而建立起来的一种新的科学技术。
近些年来，随着现代科学技术的飞速发展，推动了不同学科的相互交叉与渗透，并引发了几乎所有工程领域的技术革命与改造。再加之微电子技术的飞速发展及其向机械工业的渗透，机械工业的技术结构、产品结构、功能、生产方式及其管理体系均发生了巨大变化，机电一体化发展趋势越来越明显，它使生产系统柔性化，机电产品智能化，极大地提高了生产效率。一场“机电一体化”革命蓄势待发。
三、机电一体化的发展趋势
随着微电子技术和计算机技术突飞猛进地发展，机电工程技术越来越往着一体化的方向发展，如今，机电一体化已发展出众多核心技术，支持着工程领域的发展。
1、机械本体技术
为了改善机械本体的性能，提高其精度，所以现代机械产品要在结构上加以改进，只有采用机械本体技术，才有可能减轻机械本体的重量，同时减少能量消耗，提高其工作效率。
2、信息处理技术
为了更好地提高机械产品的使用效率，必须提高信息处理设备的可靠性，采用信息处理技术，可以提高机械设备处理信息的速度，并解决标准化和抗干扰问题。
3、传感技术
采用传感技术可以提高机电设备的精确度、灵敏度和可靠性，同时还可以避免电干扰。
上述核心技术已经在机电领域得到了广泛应用，随着时代的不断进步，机电一体化技术还将沿着更好的方向发展，以更好地促进第二工业的进步。
1、智能系统化
所谓智能系统化，是指机电产品系统体系结构进一步采用模式化和开放式的总线结构，机电系统各部分可以灵活组态，进行任意组合，这是机电一体化和传统机械自动化的主要区别之一。另外，机电产品的通信功能大大加强，局部网络开始被大范围地使用。总之，未来的机电一体化更加注重产品与人的关系，机电产品开始往着生物系统化的方向发展。
2、微型化
未来的机电一体化将会高度融合微机械技术、软件技术和微电子技术，所以未来的机电产品系统能进行精细操作，在航空航天、生物医学和信息技术等领域都将有广阔的应用前景。
3、规范化
由于机电一体化产品种类繁多，研制和开发工作相当复杂，所以需要制定一系列标准来规范生产过程。在这种形势背景下，机电一体化开始向着规范化的方向发展，如此一来，不仅可以迅速开发新产品，而且还可以扩大生产规模。
四、机电一体化产品的构成及特点
机电一体化产品的功能是通过其内部各组成部分功能的协调和综合来共同实现的。从其结构来看，机电一体化产品具有自动化、智能化和多功能的特性，而实现这种多功能一般需要机电一体化产品具备五种内部功能，即主功能、动力功能、检测功能、控制功能和执行功能，而实现这些功能的各个组成部分及其技术就构成了机电一体化产品的总体或系统。
（一）机械系统。机电一体化产品的机械系统包括机身、框架、机械传动和联接等机械部分。这部分是实现产品功能的基础，因此对机械结构提出了更高的要求，需在结构、材料、工艺加工及几何尺寸等方面满足机电一体化产品高效、多功能、可靠、节能和小型轻量等要求。
（二）动力系统。动力系统为机电一体化产品提供能量和动力功能，去驱动执行机构工作以完成预定的主功能。动力系统包括电、液、气等动力源。机电一体化产品以电能利用为主，包括电源、电动机及驱动电路等。
（三）传感与检测系统。传感器的作用是将机电一体化产品在运行过程中所需要的自身和外界环境的各种参数转换成可以测定的物理量，同时利用检测系统的功能对这些物理量进行测定，为机电一体化产品提供运行控制所需的各种信息。传感与检测系统的功能一般由测量仪器或仪表来实现，对其要求是体积小、便于安装与联接、检测精度高、抗干扰等。
（四）信息处理及控制系统。根据机电一体化产品的功能和性能要求，信息处理及控制系统接收传感与检测系统反馈的信息，并对其进行相应的处理、运算和决策，以对产品的运行施以按照要求的控制，实现控制功能。机电一体化产品中，信息处理及控制系统主要是由计算机的软件和硬件以及相应的接口所组成。
（五）执行机构。执行机构在控制信息的作用下完成要求的动作，实现产品的主功能。机电一体化产品的执行机构一般是运动部件，常采用机械、电液、气动等机构。执行机构因机电一体化产品的种类和作业对象不同而有较大的差异。执行机构是实现产品目的功能的直接执行者，其性能好坏决定着整个产品的性能，因而是机电一体化产品中最重要的组成部分。机电一体化产品的五个组成部分在工作时相互协调，共同完成所规定的目的功能。在结构上，各组成部分通过各种接口及其相应的软件有机地结合在一起，构成一个内部匹配合理、外部效能最佳的完整产品。
五、结语
如今，机电一体化已经发展成了一门有着自身体系的新型学科，它大力促进了机电产品的利用效率和核心竞争力。随着科学技术的发展，机电一体化必将走向更好的明天！
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