論機電一體化技術的發(fā)展和應用

摘 要：隨著科學技術的不斷更新，機電一體化發(fā)展也在不斷完善，不斷被賦予新的內(nèi)容。機電一體化又被稱機械電子工程，是機械工程與自動化的一種，是指在機構的主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術，將機械裝置與電子化設計及軟件結合起來所構成的系統(tǒng)的總稱，機電一體化通過相關計算機通信網(wǎng)絡，拓展了機電一體化的空間與范圍，使得機電一體化成為更方便、快捷、安全可靠的工控技術模式。本文將就機電一體化技術的應用和未來發(fā)展趨勢進行探討。

關鍵字：機電應用；一體化；發(fā)展；智能；

文章編號：1674-3520（2015）-07-00-01

一、機電一體化的應用

（一）數(shù)控機床。數(shù)控機床在經(jīng)過發(fā)展之后在結構、功能、操作和控制精度上都有迅速提高，具體表現(xiàn)在：總線式、模塊化、緊湊型的結構，開放性設計，能最大限度地提高用戶的使用效益。大容量存儲器的應用和軟件的模塊化設計。能實現(xiàn)多過程、多通道控制，系統(tǒng)的多級網(wǎng)絡功能，加強了系統(tǒng)組合及構成復雜加工系統(tǒng)的能力。

（二）計算機集成制造系統(tǒng)。計算機集成制造系統(tǒng)打破了原有部門之間的界線，實現(xiàn)從經(jīng)營決策、產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)準備、生產(chǎn)實驗到生產(chǎn)經(jīng)營管理的有機結合。而不是現(xiàn)有各分散系統(tǒng)的簡單組合，是全局動態(tài)最優(yōu)綜合。它實現(xiàn)了從經(jīng)營決策、產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)準備、生產(chǎn)實驗到生產(chǎn)經(jīng)營管理的有機結合。使各種生產(chǎn)要素的潛力可以得到更大的發(fā)揮。數(shù)字技術的發(fā)展，實現(xiàn)了復雜的矢量控制技術實用化。

（三）柔性制造系統(tǒng)。柔性制造系統(tǒng)主要由計算機、機器人、料盤、數(shù)控機床、自動搬運小車和自動化倉庫等組成，是計算機化的制造系統(tǒng)，。它可以隨機地、按量地按照裝配部門的要求來生產(chǎn)任何工件，特別適于多品種、中小批量、設計更改頻繁的離散零件的批量生產(chǎn)。

（四）工業(yè)機器人。最新的工業(yè)機器人與計算機關系密切。機電一體化是社會生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。它促使機械工業(yè)發(fā)生戰(zhàn)略性的變革，使傳統(tǒng)的機械設計方法和設計概念發(fā)生著革命性的變化。

二、機電一體化的發(fā)展趨勢

機電一體化是近幾年才出現(xiàn)的一門新科學、新技術，但它卻必將是當前世界技發(fā)展的必然趨勢，隨著科學技術的不斷發(fā)展.高新技術的發(fā)展越來越受國家、社會和企業(yè)的關注與重視。該技術的使用。不僅能夠提高企業(yè)的經(jīng)濟效益.而且能夠增強企業(yè)的核心競爭力.當今社會國際競爭的實質(zhì).是以經(jīng)濟和科技為核心的綜合國力的較量.一定隉度上代表著技術發(fā)展水平的機電一體化技術.將會越來越被重視越來越好的發(fā)展。

（一）智能化。即要求機電產(chǎn)品有一定的智能，使它具有類似人的邏輯思考、判斷推理、自主決策等能力。隨著模糊控制、灰色理論、神經(jīng)網(wǎng)絡、小波理論、混沌與分岔等人工智能技術的進步與發(fā)展，為機電一體化技術發(fā)展開辟了新的方向。

（二）數(shù)字化。數(shù)字化的實現(xiàn)將便于遠程操作、診斷。微控制器及其發(fā)展奠定了機電產(chǎn)品數(shù)字化的基礎，計算機網(wǎng)絡為數(shù)字化設計與制造提供了基礎，數(shù)字化要求機電一體化產(chǎn)品的軟件具有高可靠性、易操作性、可維護性、自診斷能力以及友好人機界面并將便于遠程操作、診斷和修復。

（三）模塊化。機電一體化產(chǎn)品和技術可分為機械、電子和軟件三個主要部分。模塊化技術是這三者的共同技術。由于機電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)各種機電一體化產(chǎn)品單元模塊是一項復雜而有前途的工作。模塊化技術降低產(chǎn)品研發(fā)成本，提高不同產(chǎn)品間的零部件通用化程度，提高產(chǎn)品的可裝配性、可維修性和可擴展性等。機械技術、微電子技術的有機結合為主體的機電一體化技術是機械工業(yè)發(fā)展的必然趨勢，規(guī)?；瘜⒔o機電一體化的相關企業(yè)帶來更廣闊的發(fā)展。

（四）網(wǎng)絡化。電子技術日新月異的發(fā)展引起了巨大的變革，網(wǎng)絡逐漸普及，基于網(wǎng)絡的各種遠程控制和監(jiān)視技術也得到了發(fā)展。而遠程控制的終端設備就是機電一體化的相關產(chǎn)品，機電一體化設備產(chǎn)品無疑應朝網(wǎng)絡化方向發(fā)展?？茖W技術、工業(yè)生產(chǎn)、政治、軍事、教育及日常生活都受其影響。機電一體化產(chǎn)品無疑朝著網(wǎng)絡化方向發(fā)展。

（五）微型化。微型化是精細加工技術發(fā)展的必然，也是提高效率的需要。隨著信息技術的發(fā)展，微電子系統(tǒng)的幾何尺寸越來越小，由于微機電一體化系統(tǒng)具有體積小、耗能小、運動靈活等特點，可以很方便的進行一些一般機構難以進行的操作，比如一些微型的手術、航天工業(yè)中，機電工程的微型化發(fā)展在這些高精尖的領域具有廣泛的應用前景。

（六）人性化。由于機電一體化產(chǎn)品的最終使用對象是人，如何給機電一體化產(chǎn)品賦予人的智能、情感和人性顯得愈來愈重要，機電一體化產(chǎn)品除了完善的性能外，還要求在色彩、造型等方面與環(huán)境相協(xié)調(diào)，最高境界就是人機一體化。光機電一體化是機電產(chǎn)品發(fā)展的重要趨勢，要在機電一體化技術中引進光學技術，充分利用光學技術，有效地改進機電一體化系統(tǒng)。

（七）集成化。集成化既包含包含在生產(chǎn)過程中同時處理加工、裝配、檢測、管理等多種工序，還包含了各種技術的相互滲透、各種產(chǎn)品不同結構的優(yōu)化與復合?？蓪⑾到y(tǒng)分解為若干層次，使系統(tǒng)功能分散，并使各部分協(xié)調(diào)而又安全地運轉，然后再通過軟、硬件將各個層次有機地聯(lián)系起來，使其性能最優(yōu)、功能最強發(fā)展。

（八）智能化。在科學技術發(fā)展的時代，機電一體化技術中的智能化也在快速發(fā)展。智能化是機電一體化與傳統(tǒng)機械的最重要的區(qū)別，這也是未來幾十年重要的發(fā)展方向。以計算機科學、模糊數(shù)學、運籌學、動力學、人工智能、心理學等新的學科方法以及設計思想模擬人類的思維能力，機電一體化產(chǎn)品將具有智能，具有一點簡單的判斷能力和決策能力，可以取代一些人類的體力勞動和一部分運算處理，并給工程的決策控制提供重要的支撐依據(jù)。隨著機電一體化技術的發(fā)展， 機電一體化產(chǎn)品智能特征也越來越明顯， 智能化水平也是日趨上升。

機電一體化技術或者產(chǎn)品的出現(xiàn)是應運而生與時俱進的，它包括了電子技術、計算機技術、微電子技術等多方向技術，是社會生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然趨勢。將來，隨著科學技術的進步以及社會生產(chǎn)力的提高，機電一體化水平將向更高層次發(fā)展。

參考文獻：

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