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机电一体化是一种复合技术，是机械技术、微电子技术和信息技术相互渗透的产物，是机电工业发展的必然趋势。本文简述了机电一体化技术的基本结构和主要应用领域，并指出了其发展趋势。

关键词:机械行业；机电一体化；数控；模块化

现代科学技术的发展极大地促进了不同学科的交叉和渗透，引起了工程领域的技术变革和革命。在机械工程领域，由于微电子和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透，机械工业的技术结构、产品组织、功能与组成、生产方式和管理体制都发生了巨大的变化，工业生产进入了以“机械电气化”为特征的发展阶段。

一、机电一体化核心技术

机电一体化包括软件和硬件技术。硬件由机械本体、传感器、信息处理单元和驱动单元组成。因此，为了加速机电一体化的发展，必须从以下几个方面着手。

(一)机械本体技术

机械体必须从提高性能、减轻质量、提高精度等几个方面考虑。现代机械产品一般都是用钢铁材料制造的。为了减轻质量，除了改进结构外，还应考虑使用非金属复合材料。只有当机械体的重量减小时，才有可能实现驱动系统的小型化，进而提高快速响应特性，降低能量消耗并提高控制效率。

(2)传感技术

传感器的问题集中在提高可靠性、灵敏度和精度上，直接关系到抗干扰。为了避免电干扰，有采用光纤电缆传感器的趋势。对于外部信息传感器，目前主要发展非接触式检测技术。

(3)信息处理技术

机电一体化与微电子学的显著进步和信息处理设备(特别是微型计算机)的普及应用密切相关。为了进一步发展机电一体化，需要提高信息处理设备的可靠性，包括模数转换设备的可靠性和分时处理输入输出的可靠性，以提高处理速度，解决抗干扰和标准化问题。

(4)驾驶技术

电机作为一种驱动机构已经得到了广泛的应用，但是在快速响应和效率方面还存在一些问题。目前，内置编码器的电机和带有特殊控制元件-传感器-电机的伺服驱动单元正在积极开发中。

(5)接口技术

为了与计算机通信，有必要对数据传输格式进行标准化。使用相同的接口标准规范不仅有利于信息传输和维护，而且可以简化设计。目前，技术人员正在努力开发低成本、高速串行接口，以解决非接触式信号电缆、大容量、光纤和光耦合器的小型化和标准化问题。

㈥软件技术

软件和硬件必须协调发展。为了降低软件开发成本，提高生产和维护效率，应逐步实施软件标准化，包括程序标准化、程序模块化、软件程序固化和软件工程化。

二、机电一体化技术的主要应用领域

(1)数控机床

经过40年的发展，数控机床和相应的数控技术在结构、功能、操作和控制精度方面都有了迅速的提高，具体表现在:

1，总线型，模块化，结构紧凑，即采用多CPU多主总线的架构。

2.开放式设计，即硬件架构和功能模块层次分明、兼容并符合接口标准，可以最大限度地提高用户的使用效率。

3.WOP技术与智能。该系统可提供面向车间的编程技术，实现二维和三维加工过程的动态仿真，并引入在线诊断和模糊控制等智能机制。

4.海量存储的应用和软件的模块化设计不仅丰富了数控系统的功能，而且增强了数控系统的控制功能。

5.可实现多工序、多通道控制，即一台机床具有同时完成多项独立加工任务或控制多台、多台机床的能力，并将刀具破损检测、物料搬运、机械手的控制集成到系统中。

6.系统的多级网络功能增强了系统组合和复杂加工系统的能力。

7.以单板和单片机为控制机，加上专用芯片和模板，组成一个紧凑的数控装置。

(2)计算机集成制造系统(CIMS)

CIMS的实现不是现有分散系统的简单组合，而是全局动态最优综合。它打破了原有部门之间的界限，以制造为基础控制“物流”和“信息流”，实现了从经营决策、产品开发、生产准备、生产实验到生产管理的有机结合。企业整合度的提高可以更好地优化各种生产要素的配置，更大程度地发挥各种生产要素的潜力。

(3)柔性制造系统

柔性制造系统是一种计算机化的制造系统，主要由计算机、数控机床、机器人、托盘、自动搬运小车和自动化仓库组成。它可以根据装配部门的要求，随机、及时、定量地生产其能力范围内的任何工件，特别适用于多品种、中小批量、设计变更频繁的离散零件的批量生产。