機電一體化技術(shù)的應(yīng)用研究

摘要：在對機電一體化技術(shù)在機械制造行業(yè)、自動控制以及傳感檢測中的應(yīng)用進行詳細論述的基礎(chǔ)上，就機電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢進行論述。

關(guān)鍵詞：機電一體化；應(yīng)用；發(fā)展趨勢

中圖分類號：TM文獻標識碼：A文章編號：1673-9671-(2012)042-0113-01

20世紀60年代以來，隨著計算機技術(shù)、電子技術(shù)以及微電子、信息技術(shù)的飛速發(fā)展，傳統(tǒng)的機械制造技術(shù)得到了迅速的發(fā)展，逐步形成了一門新的技術(shù)——機電一體化技術(shù)。機電一體化技術(shù)是將機械制造技術(shù)電子技術(shù)相結(jié)合，將兩者作為發(fā)展的主體，在多門學(xué)科之間形成相互滲透與結(jié)合，并逐步獲得完勝，形成一門新興的邊緣性學(xué)科。尤其是伴隨著光學(xué)技術(shù)、接口技術(shù)以及自動控制技術(shù)的發(fā)展，機電一體化技術(shù)得到了最大程度的

發(fā)展。

1機電一體化技術(shù)的應(yīng)用

1.1機電一體化技術(shù)在機械制造行業(yè)中的應(yīng)用

機械制造行業(yè)作為一種傳統(tǒng)的制造業(yè)，在產(chǎn)業(yè)發(fā)展的過程中發(fā)揮著基礎(chǔ)性的作用。而企業(yè)生產(chǎn)出的機械產(chǎn)品要想在市場競爭中獲得應(yīng)有的競爭力，就必須采用機電一體化技術(shù)，實現(xiàn)機械產(chǎn)品的智能化、信息化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化和綠色化。在發(fā)展的過程中必須得到機電一體化技術(shù)的有效支撐。尤其是隨著生物科學(xué)技術(shù)、納米技術(shù)以及信息技術(shù)的進一步發(fā)展，使得機械制造行業(yè)開始走向精密化、綠色化和智能化的發(fā)展道路。機電一體化技術(shù)的核心部件是微處理器，該設(shè)備將數(shù)據(jù)通訊、微型計算機以及儀表等聯(lián)合控制起來，提高了機械制造產(chǎn)品的加工精度，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量，給產(chǎn)品可靠性的提高創(chuàng)造了條件。

例如，機電一體化技術(shù)在數(shù)控機床中的廣泛引用，使得數(shù)控機床經(jīng)過三十多年的發(fā)展，其結(jié)構(gòu)操控、功能以及控制精度等方面都有明顯的提高。例如：在總線布置方式、模塊化控制、結(jié)構(gòu)的緊湊型設(shè)計等方面有明顯的提升。數(shù)控機床中，通過采用多個CPU、多條控制總線的開放性設(shè)計方式，使得硬件的體系結(jié)構(gòu)以及各種功能性模塊更加具有層次性和相互兼容性，極大的提高了用戶的使用效益，提高了機床的智能化程度。同時，在加工過程中的動態(tài)仿真方面，由于可以通過引入在線診斷、模糊控制等多種智能控制策略，對機床的可操作性起到了極大的提升作用。機床中大容量的存儲器以及模塊化設(shè)計的軟件有效的豐富了數(shù)控功能和程序，能夠?qū)崿F(xiàn)多過程、多程序的控制機制。同時，機床控制系統(tǒng)中的多級網(wǎng)絡(luò)可以實現(xiàn)系統(tǒng)加工復(fù)雜工件的能力。

1.2機電一體化技術(shù)在自動控制過程中的應(yīng)用

自動控制技術(shù)在現(xiàn)代機械以及現(xiàn)代機械制造過程中隨處可見。在進行機械零部件的加工過程中，傳統(tǒng)的人工加工方法存在著工作效率低、合格率低、加工質(zhì)量不高等問題。而在采用自動控制技術(shù)之后，零件加工過程中的零件裝夾、對刀以及走刀等多項操作都不需要工人來參與，工人只需要在控制面板輸入程序即可實現(xiàn)零部件的加工。在程序輸入的過程中，只需要根據(jù)加工工藝需要，利用程序來設(shè)置好對應(yīng)的操作流程即可實現(xiàn)對數(shù)控機床設(shè)備的控制，使之能夠自動完成零件的加工過程。而對于加工過程中需要的對各種數(shù)據(jù)的監(jiān)控，利用信息反饋技術(shù)就能夠?qū)崿F(xiàn)對加工過程中產(chǎn)生的各種數(shù)據(jù)的實時監(jiān)控，使得工人不需要測量就能夠獲得加工中零件的加工狀態(tài)。同時，在零部件的加工過程中，由于整個加工過程實現(xiàn)了自動化的操作，產(chǎn)品從開始加工直到成型等，不需要任何的人員參與進來，只需要在開始進行對應(yīng)的設(shè)置即可實現(xiàn)控制。這種機電控制技術(shù)有效的避免了人為因素的干擾，杜絕了由于人為因素而導(dǎo)致的加工不準確性，大大的提高了產(chǎn)品加工的效率和質(zhì)量，有效的控制了人力資源的成本。

1.3機電一體化技術(shù)在傳感檢測技術(shù)中的應(yīng)用

在進行產(chǎn)品的加工過程中，經(jīng)常需要對產(chǎn)品的尺寸規(guī)格進行檢測，尤其是在進行高精密的機械零部件加工時，對產(chǎn)品的檢測是一個不可或缺的過程。在傳統(tǒng)的零部件檢測過程中，一般都是采用人工的方式進行測量，這種方式不但費力，同時還會由于檢測質(zhì)量不高而導(dǎo)致檢測方法的推廣問題。尤其是當前大規(guī)模生產(chǎn)的問題，導(dǎo)致生產(chǎn)速度跟不上對應(yīng)的要求和規(guī)模。而隨著機電一體化技術(shù)的不斷發(fā)展，其在傳感技術(shù)中得到了迅速的發(fā)展，其在產(chǎn)品的檢測過程中得到了廣泛的應(yīng)用。

所謂的傳感技術(shù)，就是利用紅外線進行產(chǎn)品，將產(chǎn)品內(nèi)部的缺陷以及外部的尺寸問題進行檢測，其檢測的范圍、速度和質(zhì)量都得到了迅速的 提高。尤其是隨著現(xiàn)代生產(chǎn)流程的自動控制和自動調(diào)節(jié)，傳感技術(shù)是實現(xiàn)自動控制與自動調(diào)節(jié)的根本。在一定程度上來講，傳感器的檢測功能越強，其檢測速度也就越快。尤其是一些在生產(chǎn)過程中需要進行淬火等熱處理加工的機械制造中，由于加工環(huán)境較為惡劣，因此其對傳感器檢測工作提出了更高的要求，這給精確、快速的獲取產(chǎn)品信息，把好質(zhì)量關(guān)提供了一個較好的保障。

2機電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢

2.1微型化

隨著機電技術(shù)的不斷發(fā)展，機電一體化技術(shù)朝著微型化方面的發(fā)展顯得更加的明顯。尤其是隨著精密加工技術(shù)的發(fā)展以及精密加工的基本要求，通過機電技術(shù)來發(fā)展微、精加工成為了一個有效的手段。自從美國斯坦福大學(xué)1986年研制成功了第一個醫(yī)用微型探針，美國加州大學(xué)1988年研制出了第一臺微型電機，國內(nèi)外在微電子、工藝及微觀理論等方面的研究和發(fā)展得到了快速的發(fā)展，開發(fā)出了各種微型電子器件和微型控制系統(tǒng)。例如，各種類型的微型傳感器（壓電、微加速以及微觸覺傳感器等），諸如微型齒輪、微型機器人等各種微型構(gòu)件、系統(tǒng)等。

2.2人性化

未來的機電產(chǎn)品和設(shè)備更加的注重人機工程學(xué)，要求其能夠與人建立起良好的操控兼容性。這是由機電設(shè)備產(chǎn)品額的最終服務(wù)目的所決定的——起最終都是給人提供服務(wù)。這時，人們就會考慮到如何給機電設(shè)備產(chǎn)品賦予諸如職能、情感，甚至是“人性”等。同時，還會對造型、色彩等各個方面進行協(xié)調(diào)，使得人們在使用這些產(chǎn)品的過程中不僅能夠?qū)崿F(xiàn)自己的目的，同時還將帶來藝術(shù)般的享受，最終實現(xiàn)人機一體化。

2.3光機電一體化

隨著光學(xué)技術(shù)的不但發(fā)展，其已經(jīng)滲透到了各個學(xué)科和專業(yè)領(lǐng)域當中，成為了一個專業(yè)的學(xué)科，并逐步的發(fā)展成為了一個產(chǎn)業(yè)。從當前光學(xué)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀來看，光機電一體化技術(shù)的應(yīng)用熱點主要在這樣幾個方面：其一，利用激光的高單色性，對零件和產(chǎn)品進行高精密的測量，極大的提高了零件的檢測精度和量程；其二，利用激光的高方向性，實現(xiàn)遠距離指令的傳輸，達到遠距離的激光通信、激光測距、激光導(dǎo)航以及遙控等；其三，利用激光的高亮度性和能量密度高的特點，將之用來對各種材料和產(chǎn)品進行高精度的加工；其四，利用激光的相干性，其在全息攝像、激光印刷和光學(xué)計算機的研制等方面得到廣泛的應(yīng)用。同時，還可以利用激光的準直來實現(xiàn)對機械零部件的垂直度進行檢測、遠距離測距、光纖探測器的研制等。

伴隨著機電一體化技術(shù)的不斷發(fā)展，各種不同的產(chǎn)品逐步的實現(xiàn)了機電一體化，在提高產(chǎn)品質(zhì)量的同時也提高了產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量，加快了科技成果向產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化效率。同時，機電一體化技術(shù)也逐步的向著控制系統(tǒng)模塊化、綠色化等方向發(fā)展，正改變著整個制造業(yè)的發(fā)展。

參考文獻

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