機(jī)電一體化技術(shù)在機(jī)械工程上的應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)

摘 要：隨著我國(guó)改革開(kāi)放不斷深化，我國(guó)科技不斷進(jìn)步，機(jī)電一體化技術(shù)也發(fā)展迅速，進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，很多機(jī)械工程領(lǐng)域的學(xué)者把機(jī)電一體化作為核心研究課題，一般認(rèn)為，機(jī)電一體化技術(shù)從根本上促進(jìn)了機(jī)械工程的高速發(fā)展，同時(shí)機(jī)電一體化技術(shù)大大擴(kuò)展了機(jī)械工程的應(yīng)用范圍，也使得機(jī)械工程技術(shù)成為當(dāng)今的熱門技術(shù)，本文在這種背景下，介紹機(jī)電一體化技術(shù)在機(jī)械工程上的應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化；應(yīng)用與發(fā)展趨勢(shì)；機(jī)械工程；前景預(yù)測(cè)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.22.151

1 機(jī)電一體化的基本概念論述

本小節(jié)主要從機(jī)電一體化的相關(guān)基本概念、機(jī)電一體化技術(shù)的基本特征、機(jī)電一體化的最新發(fā)展趨勢(shì)等三個(gè)方面對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)做較為全面的介紹，接下來(lái)詳細(xì)介紹。

1.1 機(jī)電一體化的基本概念

機(jī)電一體化技術(shù)從大的領(lǐng)域來(lái)說(shuō)屬于機(jī)械領(lǐng)域，其定義版本較多，其中一種較為權(quán)威的定義表述如下：機(jī)電一體化一般是指在機(jī)械的設(shè)計(jì)與功能擴(kuò)展中，應(yīng)用機(jī)械特有的主要功能、信息處理、功能控制等，把機(jī)械系統(tǒng)的控制中心進(jìn)行集成化，并且與安裝在計(jì)算上的上位機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)雙向通信，一般來(lái)說(shuō)，機(jī)電一體化技術(shù)也是一門交叉學(xué)科技術(shù)，涉及到的主要技術(shù)有通信技術(shù)，機(jī)械技術(shù)，微電子技術(shù)，電力電子技術(shù)等，機(jī)電一體化技術(shù)的核心功能就是把以上技術(shù)結(jié)合起來(lái)，形成一個(gè)整體并內(nèi)嵌入機(jī)械系統(tǒng)中。

1.2 機(jī)電一體化技術(shù)的基本特征

機(jī)電一體化技術(shù)作為一門應(yīng)用廣泛的技術(shù)，有其自身的特點(diǎn)，通過(guò)實(shí)際調(diào)查總結(jié)和查閱相關(guān)資料，本文總結(jié)出了機(jī)電一體化技術(shù)的3個(gè)主要特點(diǎn)，接下來(lái)詳細(xì)說(shuō)明如下。

（1）應(yīng)用的廣泛性：機(jī)電一體化技術(shù)由于涉及的技術(shù)較多，是一門涉及多學(xué)科的交叉技術(shù)，正是由于這一特點(diǎn)，使得機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用十分廣泛，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了機(jī)械工程的應(yīng)用范疇，當(dāng)然，本文的研究重點(diǎn)還是放在機(jī)電一體化技術(shù)在機(jī)械工程上的應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)。

（2）具有很強(qiáng)的邏輯性：由于機(jī)電一體化的核心任務(wù)就是把各種技術(shù)合理融合，應(yīng)用到機(jī)械領(lǐng)域中，把系統(tǒng)的機(jī)械機(jī)構(gòu)和上位機(jī)軟件控制合為一體，也就是形成一個(gè)統(tǒng)一的整體，從這個(gè)層面來(lái)說(shuō)，機(jī)電一體化技術(shù)具有很強(qiáng)的邏輯性，或者說(shuō)擁有很強(qiáng)的系統(tǒng)性。

（3）機(jī)電一體化具有很強(qiáng)的最優(yōu)化建模理論：機(jī)電一體化技術(shù)經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，已經(jīng)形成完整的最優(yōu)化理論體系，相關(guān)算法可以參閱相關(guān)文獻(xiàn)，限于論文篇幅，在這里不再累述。

1.3 機(jī)電一體化技術(shù)的最新發(fā)展趨勢(shì)

經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)已經(jīng)形成了自己的理論體系，隨著我國(guó)高新技術(shù)不斷發(fā)展，越來(lái)越多的新技術(shù)被應(yīng)用到機(jī)電一體化技術(shù)上，機(jī)電一體化的最新的發(fā)展趨勢(shì)是控制智能化、精確化、零延遲化、結(jié)合計(jì)算機(jī)處理技術(shù)和信號(hào)傳輸技術(shù)，機(jī)電一體化技術(shù)也朝著無(wú)線控制、高速控制、精確控制的方向發(fā)展。

2 機(jī)電一體化技術(shù)在機(jī)械工程上的應(yīng)用以及發(fā)展趨勢(shì)分析

本小節(jié)在上文介紹機(jī)電一體化技術(shù)相關(guān)知識(shí)的基礎(chǔ)上探討機(jī)電一體化技術(shù)在機(jī)械工程領(lǐng)域的當(dāng)前應(yīng)用以及未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，結(jié)合實(shí)際，本文從機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用于機(jī)械工程領(lǐng)域的歷程分析、機(jī)電一體化在現(xiàn)代機(jī)床控制上的應(yīng)用、機(jī)電一體化技術(shù)在全自動(dòng)包裝機(jī)領(lǐng)域的應(yīng)用等三方面簡(jiǎn)單論述機(jī)電一體化技術(shù)在機(jī)械工程上的應(yīng)用以及發(fā)展趨勢(shì)，下面詳細(xì)討論。

2.1 機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用于機(jī)械工程領(lǐng)域的歷程分析

在國(guó)外，機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械工程領(lǐng)域較早，通過(guò)查閱資料得知，美國(guó)在上世紀(jì)90年代就把自動(dòng)控制設(shè)備應(yīng)用與機(jī)械制造領(lǐng)域，我國(guó)相對(duì)起步晚，但是起點(diǎn)較高，20世紀(jì)60年代，我國(guó)通過(guò)引進(jìn)蘇聯(lián)控制設(shè)備，逐漸把機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械領(lǐng)域，并在20世紀(jì)80年代，實(shí)現(xiàn)機(jī)電控制設(shè)備國(guó)產(chǎn)化，隨著科技不斷進(jìn)步，以計(jì)算機(jī)處理技術(shù)和無(wú)線通信技術(shù)為代表的新技術(shù)不斷應(yīng)用與機(jī)電一體化技術(shù)，這使得機(jī)電一體化技術(shù)煥發(fā)出勃勃生機(jī)，應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)一步擴(kuò)大。

2.2 機(jī)電一體化在現(xiàn)代機(jī)床控制上的應(yīng)用

機(jī)電一體化在機(jī)械工程領(lǐng)域很重要的一個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域就是應(yīng)用在現(xiàn)代機(jī)床控制上，現(xiàn)代機(jī)床控制要求精度高、速度快、智能化高，這就要求現(xiàn)代機(jī)床的控制系統(tǒng)具有很強(qiáng)的抗干擾性，機(jī)電一體化技術(shù)由于采用計(jì)算機(jī)處理技術(shù)，處理速度快，精度高、內(nèi)置多塊DSP芯片，抗干擾能力強(qiáng)。

2.3 機(jī)電一體化技術(shù)在全自動(dòng)包裝機(jī)領(lǐng)域的應(yīng)用

機(jī)電一體化技術(shù)除了應(yīng)用與純機(jī)械工程領(lǐng)域，還大量應(yīng)用于相關(guān)機(jī)械與電子相結(jié)合的控制領(lǐng)域，通過(guò)實(shí)際調(diào)查得知，我國(guó)全自動(dòng)包裝機(jī)已經(jīng)全部采用機(jī)電一體化技術(shù)，由于包裝機(jī)械不但設(shè)計(jì)機(jī)械工程知識(shí)，還涉及機(jī)電控制技術(shù)，微機(jī)處理技術(shù)等，所以一般的控制系統(tǒng)很難勝任，機(jī)電一體化技術(shù)由于是一門交叉學(xué)科，所以具有很強(qiáng)的靈活性，所以機(jī)電一體化技術(shù)較好的解決了這個(gè)問(wèn)題，機(jī)電一體化把軟件控制和機(jī)械控制結(jié)合起來(lái)，融為一體，通過(guò)上位機(jī)軟件來(lái)控制包裝機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。

3 機(jī)電一體化技術(shù)在機(jī)械領(lǐng)域的發(fā)展前景

通過(guò)對(duì)機(jī)電一體化當(dāng)前發(fā)展趨勢(shì)的調(diào)查研究，本文認(rèn)為，機(jī)電一體化技術(shù)在機(jī)械領(lǐng)域的發(fā)展前景包括以下幾點(diǎn)：

（1）專用化趨勢(shì)不斷加強(qiáng)：隨著機(jī)電一體化應(yīng)用到機(jī)械領(lǐng)域的不斷深化，機(jī)電一體化技術(shù)表現(xiàn)出明顯的專用化趨勢(shì)。

（2）智能化不斷加強(qiáng)：近年來(lái)，隨著人工智能等新技術(shù)不斷應(yīng)用到機(jī)電一體化領(lǐng)域，機(jī)電一體化技術(shù)也呈現(xiàn)了智能化趨勢(shì)。

（3）能耗低：節(jié)約資源，保護(hù)環(huán)境成為全社會(huì)的共識(shí)，在這種背景下，機(jī)電一體化技術(shù)積極加強(qiáng)自身改革，不斷研發(fā)新技術(shù)，把能耗進(jìn)一步降低。

4 結(jié)論

本文簡(jiǎn)單探討了機(jī)電一體化技術(shù)在機(jī)械工程領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，本文認(rèn)為，機(jī)電一體化技術(shù)是改革機(jī)械工程技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)，隨著科技不斷發(fā)展，越來(lái)越多的新技術(shù)應(yīng)用到機(jī)電一體化技術(shù)，該技術(shù)也將發(fā)揮越來(lái)越大的作用。

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作者簡(jiǎn)介：楊樂(lè)新（1987-），男，教師，主要從事：機(jī)械工程及機(jī)電一體化專業(yè)教學(xué)。