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摘要：机电一体化是在大数据时代中应运而生的一个学科，且正处于高速发展阶段，代表着机械工业技术革命的发展方向。在一般的认知上来说，机电一体化技术是一门跨学科的综合性高的技术，这是由于其综合了机械、电子、光学、控制、计算机、信息等多学科的交叉融合，机电一体化技术也有赖于现今先进的技术水平和知识水平，因此有其发展的意义。
关键词：机电一体化；发展；趋势
1、机电一体化概述
机电一体化技术目前经历了3个发展阶段，在20世纪60年代以前为第一阶段（初级阶段）。在这一阶段，人们为了提升机械产品生产力，将电子技术融入机械设备控制当中，以完善设备性能。在这个阶段，技术研发还处于自发性状态，电子技术与机械设备结合得还不够深入。20世纪70年-80年底，机电一体化进入了快速发展阶段。在这一时期，无论是控制技术、计算机技术，还是通信技术等，均有了空前的发展，为机体一体化提供了良好的技术支持，相关技术也得到快速普及，并受到了世界各国关注。进入20世纪90年代后，机电一体化已经逐渐朝着智能化方向发展，此时机电一体化技术就已经进入了深入发展期。微加工技术、光学技术、信息化技术逐渐融入机电一体化当中，同时机电一体化系统分析方法、集成方法机建模设计等愈来愈成熟，再加上神经网络技术等高新技术的支持，为机电一体化快速发展提供了充足的动力，也让机电一体化技术有了更大的应用空间。与欧美、日本等国家相比，我国机电一体化起步较晚，从20世纪80年代才逐步涉及该领域。但国家对机电一体化发展十分重视，并制定了相关扶持政策。国内很多大型企业、科研院校等在机电一体化领域做了大量工作，部分技术已经接近国际领先水平，取得了令人瞩目的成果。
2、机电一体化应用现状
机电一体化技术应用范围十分广泛，主要涵盖了以下几个领域：
2.1数控机床
数控机床是机电一体化的典型技术产品。数控机床的精度及效率是传统普通机床无法比拟的。在构造方面，借助多CPU技术，数控机床已经实现了构造的总线式与紧凑型，同时还实现了模块化。在功能方面，通过WOP技术实现了数控机床的智能化。以模块化软件设计、大容量存储器、单片机作为支持，让数控机床的精度及操控性有了大幅度提升。我国在数控机床领域与国际先进水平还存在一定差距。目前，我国中高端数控机床市场基本被进口产品所占领。特别是在高端市场，国内产品市场占有率仅为4%上下，技术实力依然有待提升。
2.2工业机器人
工业机器人也是机电一体化技术的重要应用领域之一。工业机器人可谓是机电一体化技术的载体。在机电一体化技术的支持下，如今的智能化工业机器人已经能够进行复杂的逻辑思维。借助传感器技术，能够对周围环境做出有效感知，从而做出正确的决策及判断。多元化的传感器与智能运算系统相结合，能够进一步增强工业机器人的环境适应能力，使其具备行动独立性，进一步提升其应用范围及工作效率。
2.3计算机集成与制造系统
利用机电一体化技术，可将分散制造系统进行组合，从而实现全局动态化控制。计算机集成与制造系统打破了各个系统之间的屏障，让企业生产集成度得到了大幅度提升，促进了各生产要素的配置优化，能够进一步发挥各生产要素的功能及价值，有利于提升整体生产效能。
3、机电一体化技术及其特点
机电一体化技术是一种在生产实践中具有良好应用价值的综合性技术形式，通过机械技术、电工电子技术、微电子技术、信息传感器技术和信号变换技术等多种技术形态的有机结合，全面提高了工业生产技术水平，改善了工业产品的系统性和完整性，为工业技术科学化发展提供可靠支持。机电一体化技术的应用，能够在一定程度上加快生产速率，改善生产效率，优化改造工业生产集成电路，从而完善工业系统操作步骤，为工业生产精度控制提供可靠的技术支持。机电一体化的体积小且重量轻，尤其是新型技术产品在机电一体化中的融合应用，促进了新型半导体和集成电路技术研发得以实现，液晶显示在机电一体化中也逐渐得到广泛应用，使得机电一体化体系控制有效性得到明显改善，测量系统在体积和重量上也得到优化。不仅如此，机电一体化技术具备高集成控制系统，操作流程运行状况可依据计算机控制得以实现。
4、机电一体化发展趋势分析
4.1网络化
网络化是机电一体化技术重要的发展趋势之一。如今计算机技术、网络技术及信息技术已经十分成熟。网络信息化技术推动社会生产变革，也让人们的生活发生了“翻天覆地”的变化。一方面，网络信息化技术为机电一体化提供了可靠的技术支持。借助相关技术，能够实现各类远程监控、操控，各类远程控制终端设备本身就是机电一体化产品。现场总线及局域网技术的成熟，能够让各类设备以计算机为中心，形成计算机集成系统，让整个生产系统变得更为完善，其功能也更为健全。另一方面，网络环境为机电一体化产品营销提供了良好途径。只要产品功能优秀、质量可靠，借助网络信息传播，能够让人们迅速了解相关产品及特点，借助线上销售进一步扩大营销范围。
4.2区域模块化
对机电一体化产品进行模块化处理，让每个单元单独负责一项功能。即便某个模块出现问题，但并不会影响到其他模块工作，有利于提升设备工作的稳定性。这些模块也能够相互串联，形成一个体系，让设备具备丰富的功能。模块化能够对相应的控制单元机动力单元做出标准化衡量，能够让单元之间匹配更优的性能。同时能够将产品相关功能集中在区域模块上，能够进一步提升产品的可转配性、维修性等。当然，要实现模块化就必须制定各项接口标准，能够让各个部件、单元有效匹配。利用标准化单元也能够缩短产品研发周期，并快速扩大生产规模。
4.3智能化
智能化是机电一体化发展的重点方法。智能化即保证机电一体化产品具备一定的智能性，能够具备与人类逻辑思维相似的功能，可进行自主决策、自动推理、自我诊断维护等。例如，在CNC数控机床上借助智能化技术可实现人机交互对话。再加上工艺数据库、智能I/O接口的支持，有利于提升设备效率，也能够为设备后期维护、升级提供便捷。近年来，随着神经网络技术、小波理论、模糊控制等的不断成熟，催使机电一体化达到了一个新的发展阶段。智能化技术赋予了机电一体化设备更为强大运算能力及感知能力，进一步扩大了相关设备的应用范围。
4.4环保化
工业的快速发展，提升了人们的生活质量，但同时也产生了巨大的资源消耗，并导致了生态环境污染、破坏。在这种情况下，机电一体化设备绿色环保化也愈来愈受到重视。在设备设计过程中，通过融入绿色环保理念，保证设备使用时不会对周围生态环境产生危害。即便设备损坏或报废后，相关模块或零件也可回收使用，充当二次资源利用。
5、结语
机电一体化设备在相关技术支持下，各方面均在不断完善，其应用范围也在不断扩大。在机电一体化技术发展过程中，机械本体技术依然具备了一定的改善空间。通过改善机械本体性能、降低机械本体质量、提升机械本体精度，借助新型复合材料对设备结构进行完善，可获得小型化驱动系统，有利于提升设备适应性。同时，要进一步加强传感技术研发。从灵敏性、可靠性、精确性方向着手，获得性能更优，可适应各种环境的传感器，有利于提升机电一体化设备生产控制精度及动态监控能力。另外，在驱动技术方面，也需要进一步完善。目前，电机内部集专用控制组件、传感器以及电机为一体的伺服驱动单元研发已日趋成熟，为相关设备驱动奠定了良好基础。总体上来看，机电一体化设备在部分技术领域、环节上有待进一步改善。在加强技术研发的同时，也要注重技术成果转化，加快新技术推广步伐，从而获得更多成熟化的设备产品。
参考文献：
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