[摘要]將資訊技術最新成果引入傳統的機械生產領域已經成了整個社會生產領域的共同趨勢。本文從機電一體化基本組成部分開始闡述接着探討了機電一體化系統常見的應用領域，最後對機電一體化的發展方向進行了研究。
[關鍵詞]機電 機械 動力 控制 性能
資訊技術有三個大的支柱性技術，就是計算機技術、通信技術以及控制技術。而伴隨工業革命產生的機械技術與資訊技術的結合，就構成了所謂的機電—體化技術。機電一體化技術的最終目標是圍繞着以資訊技術第五次革命爲核心的資訊技術革命，最大限度的提高工業生產的效率和產品的質量。將資訊技術最新成果引入傳統的機械生產領域已經成了整個社會生產領域的共同趨勢。尤其是新興的一些諸如微電子技術等技術的引入，已經使傳統的產品在功能上、性能上以及製造工藝上提高到了一個嶄新的高度。製造出了很多革命性的新產品和新設備，給整個社會帶來了極大的經濟效益和社會效率。不斷髮機電一體化技術，設計生產出更好的產品，改變機械產品和機械工業的面貌，滿足社會和生活的各種需求，已經成爲了機電行業從業人員肩負的歷史使命。
1、機電一體化基本組成部分
1.1機械系統
機械系統是機電—體化系統的本體，其包括了框架、機身、機械傳動和連接等部分。機械系統是實現產品功能的機械基礎。所以機械系統的質量檔次要求十分高，需要在材料、結構、工藝、尺寸等全方位的滿足機電一體化產品可靠、節能、高效、儘量小輕便等現代化要求。針對機械系統的硬性指標也比較多，除了機械的剛度、體積、精度、強度、重量等指標外，機械系統技術開發的標準化、系列化、模組化都屬於對機械系統的指標考察範圍。對機械系統的嚴格要求對整個機電一體化系統是有基礎性意義的，也便於機械系統的快速組合和更換。
1.2動力系統
機電一體化系統中，動力系統的作用十分大，動力系統爲機電一體化系統提供必要的能量和動力。爲執行機構工作以完成預定的主要目標性功能。機電一體化系統中的動力系統主要包括液、電、氣或者其他一些動力來源。如今我國國內的機電一體化產品動力來源以電爲主。而電力動力系統一般包括驅動電力、電源、電動機等等。
1.3傳感檢測系統
傳感檢測裝置是機電一體化系統的感覺器官，它是實現自動控制、自動調節的關鍵環節，其功能越強，系統的自動化程度越高。傳感檢測技術的內容：一是研究如何將各種被檢測量(包括物理量化學量和生物量等)轉換爲與之成比例的電量 二是研究對轉換的電信號的加工處理，如放大、補償、標定及變換等。
傳感檢測系統的功能一般由測量儀器或者測量儀表來實現，由於現代機電一體化系統對系統要求比較高，於是對傳感與檢測系統的要求是體積相對小些，這樣便於安裝和連接，同時檢測精度也會提高，抗干擾能力隨之增強。
1.4資訊處理控制系統
根據機電—體化的產品的功能和性能要求，資訊處理及控制系統接收傳感和檢測系統的反饋資訊，井對其進行相應的處理、決策和運算，以對產品的執行施以規定的控制，實現控制的功能。機電一體化產品中，資訊處理及控制系統主要是讓計算機的軟件和硬件及其相應的接口所組成。資訊處理技術資訊處理技術包括資訊的交換存取運算判斷和決策。實現資訊處理的主要工具是計算機，因此資訊處理技術與計算機技術是密切相關的。機電一體化系統中主要採用工業控制機(包括可編程控制器，單多回路調節器，單片微控制器，總線式工業控制機，分佈式計算機控制系統)進行資訊處理。自動控制技術的目的在於實現機電一體化系統的目標最佳化。自動控制所依據的`理論是自動控制原理(包括經典控制理論現代控制理論和智能控制理論)，機電一體化系統中的自動控制技術主要包括位置控制、速度控制、最優控制、自適應控制和智能控制等。
1.5執行系統
機電一體化中的執行系統就如同軍隊中的司令部一樣支配着機電一體化系統中的各個部分去完成各自的任務，從司令部中發出各種指令和控制信號，協調系統中的各個部件合理地完成所有的既定功能和作用。都需要執行系統的直接參與完成，執行系統是運動系統，一般採用電液、電和磁以及機械等常見運動結構。
2、機電一體化系統常見的應用領域
隨着全球一體化的迅速發展，各個領域之間相互滲透也逐步深入，進一步給機電一體化系統的發展提供了很好的平臺。機電—體化系統的應用領域也越來越多，越來越豐富 一般來講，機電一體化系統在以下領域運用的較爲深入。
2.1機器人設計領域
工業機器人在我國工業中的發展中起到了不可替代的作用，業內曾經總結，工業機器人在我國工業中大致可以分爲三個時期。第一個時期被稱之爲再現機器人，這些機器人只能根據芯片要求進行活動，智能性很差，難以根據第一代機器人的具體工作環境以及不同的操作背景進行適應;第二個時期工業機器人已經有了較大規模的改進，透過在之前的基礎上加入傳感模組，這個時代的機器人以及能夠表現出一定的智能性。逐步的可以對一些實際睛況作出一定的反饋控制，逐步是的工業機器人的實用性增強。在機電一體化技術逐步增強的基礎之上，第三時期的工業機器人已經在計算機技術的深入滲透之下，可以進行相對複雜的判斷、決策、以及邏輯推理能力。可以在一定的環境中相對自主的進行作業。在這個問題上機電一體化技術功不可沒。
2.2數控機牀領域
數控機牀在工業中的地位已經毋庸置疑，經過近五十年的發展，數控機牀在機電一體化技術的幫助下，已經逐步地在其功能、操作控制、操作精度、機牀結構上都有了十分陝的提升。具體表現在以下幾個方面。首先，硬件系統的開放性設計使得功能模組的相容性、層次性逐步增強，並極大地提高使用者的機牀使用效率。其次，結構上的設計逐步採用模組化或者總線型以及緊湊型的結構，一些比較好的數控機牀已經採取了多中央處理器，多總線的體系設計，整體結構更加合理。再次，智能化、以及wOP技術的設計。在一線製造車間就可以實現加工過程中的動態仿真，同時一些好的機制，如模糊控制、在線診斷等相對智能的機制。進一步提高了一線製造車間的效率。最後，引入多通道控制以及多線程控制，一臺機牀可以同時完成多個以前需要多個機牀完成的不同人物，同時還能夠引入一些運營機制，如機牀主要部件檢測、機械手情況控制、物料搬運等，都可以集成到系統中去。增強了機牀的使用效率和能力。
3、機電一體化的發展方向
3.1智能化是機電一體化的發展趨勢之一
隨着計算機技術的飛速發展以及在機電領域的有效運用，人工智能在這一領域中的運用逐步得到業內專家的重視，其中第三代工業機器人的應用就是重要的發展體現。
3.2高性能化是機電一體化的發展趨勢之一
社會需求隨着可支配收入的增加變得越來越旺盛，在不增加人力資源的基礎之上，高性能高效率就變成了機電一體化的重要發展趨勢之一。而機電一體化中的最新的CNC系統就是針對當前高精度、高速度、高可靠性以及高效率的要求而產生的。
3.3系統化是機電一體化的發展趨勢之一
當前一些比較先進的機電一體化系統採取了開放式以及模組化的總線結構，這就是系統化的重要表現特徵之一。同時，分佈計算機控制系統和現場總線控制系統的引入也大大增強了機電一體化的系統性。
參考文獻
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