摘要：机电一体化技术是多学科多领域技术的融合，是工业现代化进程中的关键技术，其发展水平的高低标志着一个国家的综合实力强弱。本文重点介绍了机电一体化技术的发展现状与主要应用领域，并对机电一体化技术的未来发展趋势做出了预测。
关键词：机电一体化； 应用； 发展趋势
序言
机电一体化又称为机械电子学，是将机械技术、电工电子技术、微电子技术、信息技术、传感器技术等多种技术进行有机结合并应用到实际中的综合技术。随着我国工业现代化进程的不断推进与计算机技术的快速发展，机电一体化技术获得了前所未有的发展，时至今日，机电一体化的概念早已被广泛接受并获得了普遍的应用。现代机电一体化技术的发展趋势已经从简单的将机械与电子进行融合转向微型化、智能化以及人性化的设计。
1 机电一体化技术发展现状与应用
机电一体化技术在20世纪60年代之后得到快速的发展，其中美国和日本在机电一体化产品的开发和应用方面一直处于世界领先的地位，这得益于两国扎实的工业基础及其快速发展的微电子工业。在20世纪90年代之后，随着机电一体化改造的不断深入，机电一体化技术进入了光学、微细加工、通讯技术等多个领域之中，并出现了光机电一体化和微机电一体化等新的分支学科。同时，机电一体化技术的发展也推进了控制技术、机器视觉技术、光纤制造技术等多学科的快速发展。
机电一体化产品质量和技术水平的高低，已是衡量一个国家实力和国际地位的重要标志。我国机电一体化技术主要应用于以下领域之中。
2 工业机器人领域
机器人技术是典型的机电一体化技术，而随着工业现代化进程的不断推进，工业机器人已经广泛应用于汽车装配、食品加工、计算机设备制造等各个工业领域之中。工业机器人的大量应用，一方面提升了产品质量，另一方面使得工业品成本大幅度降低、产量快速升高，企业的利润得以大幅度提升。
最早的工业机器人为示教再现式机器人，这种机器人只能重复示教动作，不能实施规划运动路线，适应性和灵活性都较差。随着传感器技术的发展，带有各种先进传感器的第二代机器人逐渐进入工业应用，这类机器人可以根据传感器获得的环境信息，进行综合分析和判断，可以按照程序设定选择不同的运动路径带到最终目的，可以实现躲避障碍、跟踪运动物体等简单动作，具有低级智能性。这类机器人灵活性和适应性较强，广泛应用于各种生产线上，成为了实现工业现代化的中坚力量。现在，随着超大规模集成电路技术的快速发展，以及神经网络与模糊控制等先进算法的发展，具有多种感知能力、可实现复杂逻辑判断、思维与决策的智能化第三代机器人已经开始应用，这类机器人可以根据现场环境实现动态的路径规划，有良好的人机交互界面，可以在复杂环境中独立行动。
3 数控机床领域
数控机床技术也是机电一体化技术的典型应用，我国的数控技术从20世纪50年代末开始起步，到目前为止已经改变了以前只能依靠仿制国外数控机床的情况，实现了机床主轴、传动系统的自主设计、制造，并实现了先进CNC控制系统的自主研发与设计。现在，我国生产的普通级数控机床，加工精度已经达到5，精密级的加工中心加工精度已经可达1，而我国自主研发的应用于军工等特殊领域的超精密数控加工，其加工精度可达0.01级别。除了加工精度的不断提升，数控加工技术的发展还体现在以下几个方面：
（1）采用多CPU、多总线式结构，以提高数控机床的智能化程度，提供更好的人机交互界面和更高的控制性能；
（2）WOP技术和智能化技术的应用，为客户提供面向车间的编程技术，利用数控系统可以对加工过程进行模拟仿真，同时在加工过程中可以在线诊断故障实现模糊控制；
（3）采用多级网络技术，增强系统的组合能力，可以实现多机互动，构成复杂加工系统，也方便车间管理，可以通过网络实施监控生产状况；
（4）开放性系统设计，硬件实现模块化、标准化，提供丰富的外部接口，为客户提供相应的开发环境和应用程序，以使用户可以方便的进行二次开发，提高客户的使用效益。
4 计算机集成制造系统（CIMS）
计算机集成制造系统（CIMS）是指由一个多级计算机控制硬件结构，配合一套订货、销售、设计、制造和管理综合为一体的软件系统所构成的全盘自动化制造系统。它是当前世界制造业发展的最新趋势，它的出现，打破了传统的生产部门的划分，而实现了从经营决策、产品开发到生产经营管理的有机结合。计算机集成制造系统将一件产品从下订单到送到客户手中的整个生产销售过程作为管理对象，有助于实现全局动态的最优综合。从2000年起，我国开始在全国20多个省市的200多家企业中开始实施CIMS示范工程，并已经取得了巨大的效益。现在，CIMS正在逐步向机械、电子、冶金、纺织、航空航天等诸多领域不断推进。
5 机电一体化技术发展趋势
纵观国内外机电一体化技术的发展现状和发展动向，未来机电一体化将会朝着智能化、网络化、微型化的方向不断发展。
5.1 智能化。 智能化是近年来机电一体化技术发展的重要方向，“智能化”是指机器行为的智能化，主要建立在控制理论的基础之上，随着人工智能、模糊控制、神经网络等控制方法研究的不断深入，其必将越来越多的应用于机电一体化设备当中。而运筹学、心理学、混沌动力学等新思想新方法的不断深入研究，也比较推动机电一体化设备的智能化进程，使机电一体化设备成为具有复杂逻辑判断能力，能独立学习、思考，并能自主判断自主决策的智能化设备。
5.2 网络化。 最近20年来，在计算机领域，网络技术的发展可算是最大的成就。网络技术的快速发展同样影响到了机电一体化技术的发展。现在很多的机电一体化设备都具有网络接口，可以通过网络实现对设备的远程操控。机电一体化设备未来的发展也必将越来越依赖于网络技术，通过网络，可以将数控机床或者工业机器人与另一地域的专家系统或者研发系统相连，将机电一体化设备作为整套生产系统的一个执行中端，从而实现大范围的计算机集成制造系统，甚至是全球化的计算机集成制造系统。
5.3 微型化。 微机电系统作为机电一体化技术的一个新兴分支近年来受到越来越多的重视，已经成为机电一体化技术新兴的研究热点。因为其体积小，功耗小、运动灵活，在医学、军事等领域有着巨大的应用前景。而蚀刻技术、光刻技术的发展，也为微米级、甚至亚微米级的机械元件的生产提供了新的工具。虽然对于微机电系统的研究开始的时间不长，但是其表现出的巨大市场潜力和广阔
的应用前景必将促使其成为未来机电一体化技术研究的一个新的重点。
随着相关领域的技术不断发展，机电一体化设备作为相关各种技术的融合体与最终成果之一，也必将表现出越来越强的生命力。机电一体化技术的发展空间也必将越来越广阔。
参考文献
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