浅析机电一体化应用的优点及发展趋势
【摘要】机电一体化是在以机械、电子技术和计算机科学为主的多门学科相
互渗透、相互结合过程中逐渐形成和发展起来的一门新兴边缘技术学科，而机电
一体化产品是在机械产品的基础上，采用微电子技术和计算机技术生产出来的新
一代产品，文章综述了现在机电一体化技术的应用领域，并对其未来的发展趋势
做出了分析。
【关键词】机电一体化;微电子技术;光电子技术
一、机电一体化的基本概念
机电一体化是在以机械、电子技术和计算机科学为主的多门学科相互渗透、
相互结合过程中逐渐形成和发展起来的一门新兴边缘技术学科，而机电一体化产
品是在机械产品的基础上，采用微电子技术和计算机技术生产出来的新一代产
品。机电一体化技术同时也是工程领域不同种类技术的综合及集合，它是建立在
机械技术、微电子技术、计算机和信息处理技术、自动控制技术、电力电子技术、
伺服驱动技术以及系统总体技术基础之上的一种高新技术。
二、机电一体化的发展及其特点
（1）数控机床问世：自从1952年美国第1台数控铣床问世至今已50个年
头。我国数控机床制造业在80年代曾有过高速发展阶段，尤其是在1999年后，
国家向国防工业及关键民用工业部门投入大量技改资金，使数控设备制造市场一
派繁荣。
（2）微电子技术的发展：我国的集成电路产业起步于1965年，经过30多
年发展，已初步形成包括设计、制造、包装业共同发展的产业结构。微电子技术
是现代电子信息技术的直接基础，如微机控制的数控机床己不再是传统的机床;
又如汽车的电子化导致汽车工业的革命，目前先进的现代化汽车，其电子装备已
占其总成本的70%。进入信息化社会，集成电路成为武器的一个组成单元，电
子战、智能武器应运而生。雷达的精确定位和导航，战略导弹的减重增程，战术
导弹的精确制导，巡航导弹的图形识别与匹配，以及各类卫星的有效载荷和寿命
的提高等等，其核心技术都是微电子技术。
（3）可编程序控制器（PLC）的应用于工业：上世纪60年代后期，美国汽
车制造业开发出一种新型的工具取代继电控制盘。
（4）激光技术、模糊技术、信息技术等新技术的出现：以激光技术为首的
光电子技术是未来信息技术发展的关键技术，它集中了固体物理、波导光学、材
料科学、微细加工和半导体科学技术的科研成就，成为电子技术与光子技术自然
结合与扩展、具有强烈应用背景的新兴交叉学科，对于国家经济、科技和国防都
具有重要的战略意义。
与传统的机电产品相比，机电一体化产品具有下述优越性：
（1）使用安全性和可靠性提高
机电一体化产品一般都具有自动监视、报警、自动诊断、自动保护等功能。
在工作过程中，遇到过载、过压、过流、短路等电力故障时，能自动采取保护措
施，避免和减少人身和设备事故，显著提高设备的使用安全性。机电一体化技术
应用于安全监控系统，能够极大提升煤矿的安全系数。通过对大功率和长距离式
带式输送机的应用，煤矿的井下效率获得了很大的提升。随着国家对煤矿安全规
程相关条款的不断完善，我国的各个煤矿，不论大中小，也不论是高瓦斯还是瓦
斯突出的矿井都必须按照规定装备上矿井监控系统。此举促进行了生产监控系统
的工厂的出现和繁荣，不仅给煤矿提供了更多的机会去选择，而且也使厂家在竞
争中提升了产品的质量。多年来，实践表明，应用了机电一体化的安全监控系统
为我国的煤矿安全生产做出了十分突出的贡献。
（2）生产能力和工作质量提高
机电一体化产品大都具有信息自动处理和自动控制功能，其控制和检测的灵
敏度、精度以及范围都有很大程度的提高，通过自动控制系统可精确地保证机械
的执行机构按照设计的要求完成预定的动作，使之不受机械操作者主观因素的影
响，从而实现最佳操作，保证最佳的工作质量和产品的合格率。同时，由于机电
一体化产品实现了工作的自动化，使得生产能力大大提高。例如，数控机床在数
控装置中使用了信息自动处理和自动控制对工件的加工稳定性大大提高，生产效
率比普通机床提高5～6倍。
（3）可操作性能大大改善
机电一体化产品普遍采用程序控制和数字显示，操作按钮和手柄数量显著减
少，使得操作大大简化并且方便、简单。机电一体化产品的工作过程根据预设的
程序逐步由电子控制系统指挥实现，系统可重复实现全部动作。高级的机电一体
化产品可通过被控对象的数学模型以及外界参数的变化随机自寻最佳工作程序，
实现自动最优化操作。主要产品包括电火花加工机床、线切割机、超声波加工