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摘要：本文从机电一体化的核心技术、机电一体化核心技术的应用，以及机电一体化技术在我国的发展情况和未来趋势这三个方面对机电一体化技术的核心与应用进行阐述。
关键词：机电一体化；技术；核心；应用
一、前言
在我国的经济支柱型行业中，制造业可谓是首屈一指，同时也是我国实现工业化的核心动力。随着各种新技术的使用，如何实现机电一体化成为未来制造业的发展关键。
二、机电一体化的核心技术
机电一体化包括软件和硬件两方面技术。硬件是由机械本体、传感器、信息处理单元和驱动单元等部分组成。因此，为加速推进机电一体化的发展，必须从以下几方面着手：
1.机械本体技术。
现代机械产品一般都是以钢铁材料为主，为了减轻质量除了在结构上加以改进，还应考虑利用非金属复合材料。只有机械本体减轻了重量，才有可能实现驱动系统的小型化，进而在控制方面改善快速响应特性，减少能量消耗，提高效率。
2.传感技术。
传感器的问题集中在提高可靠性、灵敏度和精确度方面，提高可靠性与防干扰有着直接的关系。对外部信息传感器来说，目前主要发展非接触型检测技术。
3.信息处理技术。
为进一步发展机电一体化，必须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的输入输出的可靠性，进而提高处理速度，并解决抗干扰及标准化问题。
4.驱动技术。
电机作为驱动机构已被广泛采用，但在快速响应和效率等方面还存在一些问题。目前，正在积极发展内部装有编码器的电机以及控制专用组件- 传感器-电机三位一体的伺服驱动单元。
5.接口技术。
为了与计算机进行通信，必须使数据传递的格式标准化、规格化。接口采用同一标准规格不仅有利于信息传递和维修，而且可以简化设计。
6.软件技术。
软件与硬件必须协调一致地发展。为了减少软件的研制成本，提高生产维修的效率，要逐步推行软件标准化，包括程序标准化、程序模块化、软件程序的固化、推行软件工程等。
三、机电一体化核心技术的应用
1.在现代机械制造业中的应用
传统机械制造业是建立在规模经济的基础上，靠企业规模、生产批量、产品结构和重复性来获得竞争优势的，它强调资源的有效利用，以低成本获得高质量和高效率，其生产盈利是靠机器取代人力，靠复杂的专业加工取代人的技能来获取的。先进的机械制造业是以信息为主导，采用先进生产模式、先进制造系统、先进制造技术和先进组织管理形式的全新的机械制造业，其特征是全球化、网络化、虚拟化、智能化以及环保协调的绿色制造。现代制造业集成了现代科学技术的发展，充分利用电子计算机技术，使制造技术提高到新的高度。近年来，制造工程领域的新技术相继诞生，如计算机数字控制、现代集成制造系统、柔性制造技术、敏捷制造、虚拟制造、并行工程等。
2.在饮料行业中的应用
机电一体化核心技术是当今发展最快、应用前景最为广泛的技术之一。机电一体化核心技术在食品、饮料包装机械的开发、设计和制造过程中的应用。不仅使单机的自动化程度大大提高，而且使整条包装生产线的自动化控制水平、生产能力得到很大提高，使其竞争能力远远超过传统的机械控制的同类设备。可以大大改善食品饮料包装生产设备产品的质量，提高其国内、国际竞争能力。
3.在钢铁企业中的应用
（1）计算机集成制造系统（CIMS）钢铁企业的CIMS 是将人与生产经营、生产管理以及过程控制连成一体，用以实现从原料进厂，生产加工到产品发货的整个生产过程全局和过程一体化控制。
（2）现场总线技术（FBT）现场总线技术是连接设置在现场的仪表与设置在控制室内的控制设备之间的数字式、双向、多站通信链路。采用现场总线技术取代现行的信号传输技术就能使更多的信息在智能化现场仪表装置与更高一级的控制系统之间在共同的通信媒体上进行双向传送。
（3）交流传动技术随着电力电子技术和微电子技术的发展，交流调速技术的发展非常迅速。由于交流传动的优越性，电气传动技术在不久的将来由交流传动全面取代直流传动，数字技术的发展，使复杂的矢量控制技术实用化得以实现，交流调速系统的调速性能已达到和超过直流调速水平。交流传动系统在轧钢生产中一出现就受到用户的欢迎，应用不断扩大。
（4）开放式控制系统“开放”意味着对一种标准的信息交换规程的共识和支持，按此标准设计的系统，可以实现不同厂家产品的兼容和互换，且资源共享。开放控制系统通过工业通信网络使各种控制设备、管理计算机互联，实现控制与经营、管理、决策的集成，通过现场总线使现场仪表与控制室的控制设备互联，实现测量与控制一体化。
（5）分布式控制系统（DCS）分布式控制系统采用一台中央计算机指挥若干台面向控制的现场测控计算机和智能控制单元。利用计算机对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制。分布式控制系统与集中型控制系统相比，其功能更强，具有更高的安全性，是当前大型机电一体化系统的主要潮流。随着机电一体化核心技术的发展，各种产品与装置实现了机电一体化，有利实现整体优化，提高产品质量和生产效率，缩短开发新产品的生产准备周期，加速科技成果向商品转化，有利推动传统产业发生深刻变革，同时，随着新产品的研发及高精密等设备的发展，要求新一代机电一体化技术、产品及系统朝着高性能、智能化、系统化以及轻量化、微型化方向發展，从而为国家带来更大的经济效益与社会效益。
四、机电一体化技术在我国的发展情况和未来趋势
1.发展现状
早在20世纪80年代，我国就开始致力于机电一体化的研究工作。在制定“九五”规划和2010年发展纲要以及其他重大政策时都对机电一体化技术的应用动向和随之带来的影响做了慎重考虑和周全计划。同时，国内的许多高等院校和研究机构也在机电一体化的研究工作上取得了很大的突破。虽然，相比国际上拥有机电一体化先进技术的国家来说，我国还有很大一段距离，但也因此有了更多的努力空间。 2.未来趋势
我国机电一体化的主要发展方向包括以下几个方面：
（1）模块化。在实现模块化生产之前，所生产出来的机电产品的性能很多都不稳定，往往会互相衔接性能且较差。而模块化的机电一体化的产品之间却能够实现很好的结合与兼容，这是因为模块化后的产品能够提供标准机械接口、电器接口、动力接口和环境接口等。
（2）微型化。微型机电一体化产品是机械技术与电子技术在纳米尺度上相结合的产物，产品具有体积小、能耗低、灵活等特点，已经被广泛应用在医学、军事、航空的领域。例如，医学上有运用微型机电一体化技术的微创技术；军事上，有像苍蝇一样大微型机电一体化产品——间谍窃听器；在航天事业上，也都不同程度地使用了微型化机电一体化的产品。
（3）系统化。未来的机电一体化更趋向于系统化发展，可以进行任意拼剪和组合，不但能够提高生产效率，还能更加便利人们的生活。此外，也更加注重产品与人之间的关系，将人的智能、情感和人性赋予体现在机电一体化产品中。另一方面，还可以根据生物机理的特点来开发这些产品。
（4）智能化。21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向就是——智能化，主要表现在机电产品具备一定的智能感应，拥有与人类相类似的逻辑思考、判断推理以及做出自我决策的能力。
（5）绿色化。
人们在享受现代工业化带来的物质生活的同时，也面临了资源短缺、生态破坏以及环境污染等生存危机。于是，人们又对自然充满了向往，希望能够拥有真正绿色的产品。机电一体化产品的绿色化，主要是指使用时不以破坏环境为代价，能持续回收利用。
五、结语
总的来说，机电一体化技术在许多的领域都得到了较为广泛的使用，对于我国的制造业发展有着较大的促进作用。因此，我们需要加强機电一体化在未来工业中的发展，以便促进经济的快速发展。
参考文献：
[1]王捍东 基于机电一体化概述的核心科技应用与走势分析[J]《河南科技》 -2013年7期-
[2]芦佳 浅谈机电一体化在工程机械中的应用[J]《中国科技博览》 -2011年32期-
[3]林云峰 论检测传感技术在机电一体化中现状、应用及其发展[J]《制造业自动化》 ISTIC PKU -2011年3期-
[4]谢邦军 机电一体化技术的应用与发展前景[J]《企业技术开发（学术版）》 -2013年8期-
关键词：机电一体化；技术；核心；应用
一、前言
在我国的经济支柱型行业中，制造业可谓是首屈一指，同时也是我国实现工业化的核心动力。随着各种新技术的使用，如何实现机电一体化成为未来制造业的发展关键。
二、机电一体化的核心技术
机电一体化包括软件和硬件两方面技术。硬件是由机械本体、传感器、信息处理单元和驱动单元等部分组成。因此，为加速推进机电一体化的发展，必须从以下几方面着手：
1.机械本体技术。
现代机械产品一般都是以钢铁材料为主，为了减轻质量除了在结构上加以改进，还应考虑利用非金属复合材料。只有机械本体减轻了重量，才有可能实现驱动系统的小型化，进而在控制方面改善快速响应特性，减少能量消耗，提高效率。
2.传感技术。
传感器的问题集中在提高可靠性、灵敏度和精确度方面，提高可靠性与防干扰有着直接的关系。对外部信息传感器来说，目前主要发展非接触型检测技术。
3.信息处理技术。
为进一步发展机电一体化，必须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的输入输出的可靠性，进而提高处理速度，并解决抗干扰及标准化问题。
4.驱动技术。
电机作为驱动机构已被广泛采用，但在快速响应和效率等方面还存在一些问题。目前，正在积极发展内部装有编码器的电机以及控制专用组件- 传感器-电机三位一体的伺服驱动单元。
5.接口技术。
为了与计算机进行通信，必须使数据传递的格式标准化、规格化。接口采用同一标准规格不仅有利于信息传递和维修，而且可以简化设计。
6.软件技术。
软件与硬件必须协调一致地发展。为了减少软件的研制成本，提高生产维修的效率，要逐步推行软件标准化，包括程序标准化、程序模块化、软件程序的固化、推行软件工程等。
三、机电一体化核心技术的应用
1.在现代机械制造业中的应用
传统机械制造业是建立在规模经济的基础上，靠企业规模、生产批量、产品结构和重复性来获得竞争优势的，它强调资源的有效利用，以低成本获得高质量和高效率，其生产盈利是靠机器取代人力，靠复杂的专业加工取代人的技能来获取的。先进的机械制造业是以信息为主导，采用先进生产模式、先进制造系统、先进制造技术和先进组织管理形式的全新的机械制造业，其特征是全球化、网络化、虚拟化、智能化以及环保协调的绿色制造。现代制造业集成了现代科学技术的发展，充分利用电子计算机技术，使制造技术提高到新的高度。近年来，制造工程领域的新技术相继诞生，如计算机数字控制、现代集成制造系统、柔性制造技术、敏捷制造、虚拟制造、并行工程等。
2.在饮料行业中的应用
机电一体化核心技术是当今发展最快、应用前景最为广泛的技术之一。机电一体化核心技术在食品、饮料包装机械的开发、设计和制造过程中的应用。不仅使单机的自动化程度大大提高，而且使整条包装生产线的自动化控制水平、生产能力得到很大提高，使其竞争能力远远超过传统的机械控制的同类设备。可以大大改善食品饮料包装生产设备产品的质量，提高其国内、国际竞争能力。
3.在钢铁企业中的应用
（1）计算机集成制造系统（CIMS）钢铁企业的CIMS 是将人与生产经营、生产管理以及过程控制连成一体，用以实现从原料进厂，生产加工到产品发货的整个生产过程全局和过程一体化控制。
（2）现场总线技术（FBT）现场总线技术是连接设置在现场的仪表与设置在控制室内的控制设备之间的数字式、双向、多站通信链路。采用现场总线技术取代现行的信号传输技术就能使更多的信息在智能化现场仪表装置与更高一级的控制系统之间在共同的通信媒体上进行双向传送。
（3）交流传动技术随着电力电子技术和微电子技术的发展，交流调速技术的发展非常迅速。由于交流传动的优越性，电气传动技术在不久的将来由交流传动全面取代直流传动，数字技术的发展，使复杂的矢量控制技术实用化得以实现，交流调速系统的调速性能已达到和超过直流调速水平。交流传动系统在轧钢生产中一出现就受到用户的欢迎，应用不断扩大。
（4）开放式控制系统“开放”意味着对一种标准的信息交换规程的共识和支持，按此标准设计的系统，可以实现不同厂家产品的兼容和互换，且资源共享。开放控制系统通过工业通信网络使各种控制设备、管理计算机互联，实现控制与经营、管理、决策的集成，通过现场总线使现场仪表与控制室的控制设备互联，实现测量与控制一体化。
（5）分布式控制系统（DCS）分布式控制系统采用一台中央计算机指挥若干台面向控制的现场测控计算机和智能控制单元。利用计算机对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制。分布式控制系统与集中型控制系统相比，其功能更强，具有更高的安全性，是当前大型机电一体化系统的主要潮流。随着机电一体化核心技术的发展，各种产品与装置实现了机电一体化，有利实现整体优化，提高产品质量和生产效率，缩短开发新产品的生产准备周期，加速科技成果向商品转化，有利推动传统产业发生深刻变革，同时，随着新产品的研发及高精密等设备的发展，要求新一代机电一体化技术、产品及系统朝着高性能、智能化、系统化以及轻量化、微型化方向發展，从而为国家带来更大的经济效益与社会效益。
四、机电一体化技术在我国的发展情况和未来趋势
1.发展现状
早在20世纪80年代，我国就开始致力于机电一体化的研究工作。在制定“九五”规划和2010年发展纲要以及其他重大政策时都对机电一体化技术的应用动向和随之带来的影响做了慎重考虑和周全计划。同时，国内的许多高等院校和研究机构也在机电一体化的研究工作上取得了很大的突破。虽然，相比国际上拥有机电一体化先进技术的国家来说，我国还有很大一段距离，但也因此有了更多的努力空间。 2.未来趋势
我国机电一体化的主要发展方向包括以下几个方面：
（1）模块化。在实现模块化生产之前，所生产出来的机电产品的性能很多都不稳定，往往会互相衔接性能且较差。而模块化的机电一体化的产品之间却能够实现很好的结合与兼容，这是因为模块化后的产品能够提供标准机械接口、电器接口、动力接口和环境接口等。
（2）微型化。微型机电一体化产品是机械技术与电子技术在纳米尺度上相结合的产物，产品具有体积小、能耗低、灵活等特点，已经被广泛应用在医学、军事、航空的领域。例如，医学上有运用微型机电一体化技术的微创技术；军事上，有像苍蝇一样大微型机电一体化产品——间谍窃听器；在航天事业上，也都不同程度地使用了微型化机电一体化的产品。
（3）系统化。未来的机电一体化更趋向于系统化发展，可以进行任意拼剪和组合，不但能够提高生产效率，还能更加便利人们的生活。此外，也更加注重产品与人之间的关系，将人的智能、情感和人性赋予体现在机电一体化产品中。另一方面，还可以根据生物机理的特点来开发这些产品。
（4）智能化。21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向就是——智能化，主要表现在机电产品具备一定的智能感应，拥有与人类相类似的逻辑思考、判断推理以及做出自我决策的能力。
（5）绿色化。
人们在享受现代工业化带来的物质生活的同时，也面临了资源短缺、生态破坏以及环境污染等生存危机。于是，人们又对自然充满了向往，希望能够拥有真正绿色的产品。机电一体化产品的绿色化，主要是指使用时不以破坏环境为代价，能持续回收利用。
五、结语
总的来说，机电一体化技术在许多的领域都得到了较为广泛的使用，对于我国的制造业发展有着较大的促进作用。因此，我们需要加强機电一体化在未来工业中的发展，以便促进经济的快速发展。
参考文献：
[1]王捍东 基于机电一体化概述的核心科技应用与走势分析[J]《河南科技》 -2013年7期-
[2]芦佳 浅谈机电一体化在工程机械中的应用[J]《中国科技博览》 -2011年32期-
[3]林云峰 论检测传感技术在机电一体化中现状、应用及其发展[J]《制造业自动化》 ISTIC PKU -2011年3期-
[4]谢邦军 机电一体化技术的应用与发展前景[J]《企业技术开发（学术版）》 -2013年8期-