电工过程中的机电一体化应用案例二三例

摘要：机电一体化技术是在70年代电子计算机问世以来的一项新兴技术，它是电子技术和机械技术的完美结合。在电工运用中，通过机电一体化技术的利用，可以大大提高生产效率，实现经济效益最大化。本文从对机电一体化技术的发展历程介绍入手，详细列举了电工过程中机电一体化技术应用的几个案例来说明这项应用。

关键词：电工 机电一体化 应用案例

0 引言

电工制造业与我国的经济发展息息相关，无论是在工业、农业、交通运输业等国际基础建设行业，还是在人民生活中，都起着重大的作用，是推动社会经济发展的动力性因素，肩负着为各个行业提供电工设备的重任，尤其是在能源与基础设施建设方面，更是不可缺少的。改革开放以来，随着国民经济的快速发展，电工制造业取得了长足的进步，但是与世界先进水平相比，仍存在较大的差距。

当今经济发展对电工设备的要求不再局限于提高质量和降低成本，更好的满足人民日益增长的物质需求，而是更加看重更新换代，提高科技含量，尽早达到世界先进水平。在积极发展电工制造业的过程中，需要采用新材料、新方法、新技术革新传统电工产业，在这个探索过程中，大力推动电工一体化发展就是机电产业发展的核心内容之一，是发展电子工业的关键所在，大力推动电工过程中机电一体化的应用将是未来电工制造业发展的重中之重。

1 电工过程中的机电一体化技术概述

1.1 机电一体化的概念 机电一体化技术是电子计算机问世以来的一项新兴技术，它是电子技术和机械技术的完美结合，是机械工业、电子计算机工业、微电子技术与数字化控制工程之间形成的交叉学科，其彼此交叉融合、相互渗透。机电一体化技术的发展一方面依赖于已有工业技术的发展进步，一方面有推动已有工业技术的发展革新。机电一体化技术主要是在技术和装备两个方面。机电一体化技术主要是电子技术和机械制造的结合过程中积累的各种知识经验和操作技术；技术装备则主要是指应用机电一体化技术制造的各种应用型产品。二者相辅相成，前者指导后者的制造，后者体现前者的技术特点。在机电一体化产品中，机械的部分是设备运转的基础，信息处理器是设备的核心（包括微处理器和微电子器）。二者相辅相成，不可分割。

1.2 机电一体化的发展历程 五六十年代是机电一体化技术发展的准备时期，1952年第一台数控铣床的问世和1959年第一个可编程机器人的问世都标志着机电一体化技术快速发展的来临。到七、八十年代，随着大规模和超大规模集成电路的发展，机电一体进入了快速发展时期，逐渐被大众所接受和认可。1989年，第一届国际先进机电一体化会议在日本东京召开，标志着机电一体化技术进入深入发展时期，并促进机电一体化技术形成了完整的学科体系。此后，长期以来，机电一体化技术主要向着数字网络化、模块集成化、人工智能化、绿色环保化的方向发展。

1.3 机电一体化技术发展存在的主要问题及改进措施 目前，机电一体化技术的推广中仍存在一些问题，主要体现在以下几个方面：第一，重视整机设备引进，轻视国内基础设施及基础元件的研究，以至于某些生产过程长期被国外企业控制。对此，国家应该积极鼓励基础技术和元件的开发工作，重视自主知识产权，早日摆脱国外企业的技术垄断。第二，数控设备人才大量缺乏，尤其是在生产第一线的拥有维护、管理技术的工人大量欠缺，导致我国机电一体化技术的研发和实际生产使用相脱离。对此，在培养高技术高学历相关专业人才的同时，应该重视现有技术工人的继续教育和岗位培训，充分发挥机电一体化设备在实际生产中的强大优势。第三，国内自主研发的机电一体化设备可靠性差、安全性低、工作效率与国际先进水平差距大。这就要求我国在开发自主品牌的同时，重视生产制造工艺，提高设备质量，降低维修率和返厂率，这也将有利于自主品牌的推广。

2 电工过程中机电一体化的应用案例

2.1 微机械技术 微机械技术，也称为电子机械系统，出现于80年代后期，是机电一体化技术中高科技含量的一个重要的发展方向。这一应用是从微型化的传感器开始发展的。60年代中期，脑电极阵列探针在美国斯坦福大学诞生，这标志着机电一体化微机械技术的开始。随后，斯坦福大学有成功的开发出新一代的微型硅片压力传感器，美国加利福尼亚大学柏克莱分校也制作出直径仅60mm的硅马达。这种新型硅马达是利用硅片上刻蚀成的定子与转子之间的静电力来驱动，利用了半导体可以进行微细加工的特质，引起了电器制造业的广泛关注，并作为高新技术被推广开来。此后，微机械技术的研究席卷全球，美、日、德等国家还为此定期举行学术研讨会议，极大地推动了微机械技术的发展。

通常，微型机械的制造一般有三种方法：一是采用半导体微细加工技术在硅片上进行光刻腐蚀制作；二是利用激光束或电子束加工制作；三是利用化学方法做成分子尺寸低聚物的结构块体，再装配成微型机械。

微机械技术目前被广泛应用于各个领域，尤其是在生物制药、电子信息设备、超大规模电路集成化、流体控制、微型机器人制造及微型光学设备研制方面，起到了极大的推动作用。这些微机械技术的广泛使用彻底颠覆了人们对于机械的传统印象，改变了以往的机械观念。我国在微机械技术上虽然起步较晚，但后来居上，某些技术领域已经处于世界先进水平，国家相关部门对这一领域的发展相当重视，微机械技术在我国具有很大的发展潜力。

2.2 智能制造技术 作为20世纪的新型机电一体化技术，IMT—IMS是继CIMS大发展之后的又一新型技术，被称为智能制造技术。它是一项多学科融合的综合技术，欲将人工智能、模糊系统、生物神经网络的理念引入到机械制造中来，是机械制造的整个过程具有人工智能的特点，并产生自我组织的能力，真正实现机械制造的智能化发展，这对于未来科技的影响将是不可估量的，被誉为21世纪最具研究意义和研究价值的新兴技术之一。国际上，以美国为首的各个科研大国正相互竞争，投入了大量的人力和财力，希望在这一领域掌握先机。目前，各种智能机械的大量出现也逐渐将这一技术推向成熟发展的应用道路，生产中主要体现在各种数控操作平台的出现。此外，人工智能化已经走入了我们的生活，苹果公司第4代智能手机的推出，完全达到了人机的无障碍交流和互动的目的，机器可以按照人的命令自主识别声音信号并分析应该使用的程序，做出反应，这是智能化在生活中应用的典型代表。