機電一體化技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用

李遠良++李亮

摘 要：隨著科技的發(fā)展，機電一體化技術(shù)一直在不斷地發(fā)展，各項技術(shù)不斷的完善。機電一體化技術(shù)在當今機械產(chǎn)品設(shè)計中起到的作用是不容忽視的，是當前機械行業(yè)發(fā)展的重點，機電一體化技術(shù)在機械行業(yè)中運用減輕了人們生產(chǎn)生活的負擔(dān)，節(jié)約了人力資源。因此，以后的世界必將成為機械工業(yè)的舞臺。機電一體化技術(shù)在各方面均可帶來顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。

關(guān)鍵詞：機電一體化技術(shù);現(xiàn)狀;發(fā)展趨勢

機電一體化是許多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，是社會生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。微機電一體化又是機電一體化的一個重要分支和發(fā)展，是當代微機械技術(shù)（或納米機械技術(shù)）和先進的微電子技術(shù)的高度融合，是微米（ 或納米）水平的機電一體化。機電一體化技術(shù)發(fā)展的瓶頸，是微機械技術(shù)（或納米機械技術(shù)），電子和軟件技術(shù)已滿足要求，但機械元件至今很難做到小型化，無法適應(yīng)微小空間的接口連接，控制協(xié)調(diào)和機電動作?？茖W(xué)家預(yù)言，微機電一體化是今后10年十大關(guān)鍵技術(shù)之一。

一、機電一體化基本結(jié)構(gòu)

機械本體就像人體的身軀骨架它是系統(tǒng)所有功能元素的機械支持結(jié)構(gòu)包括機身框架機械連接等。動力部分與人體內(nèi)臟產(chǎn)生能量去維持生命運動一樣為系統(tǒng)提供能量和動力功能驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)使系統(tǒng)按照控制要求正常運行。傳感部分就像人的眼鼻耳口等感覺器官將系統(tǒng)運行中所需要的本身和外界環(huán)境的各種參數(shù)及狀態(tài)進行檢測變成可識別的信號傳輸?shù)叫畔⑻幚韱卧?jīng)過分析處理后產(chǎn)生相應(yīng)的控制信息其功能一般由專門的傳感器和儀器儀表完成。驅(qū)動部分就像人體的肌肋腱接受大腦指揮驅(qū)動四肢運動一樣在控制信息作用下驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)完成各種動作和功能。執(zhí)行部分如同人的四肢由大腦支配完成各項工作任務(wù)一樣根據(jù)控制信息和指令完成各種動作和功能執(zhí)行機構(gòu)是運動部件一般采用機械電磁電液等機構(gòu)?？刂萍靶畔⑻幚聿糠知q如人的大腦指揮和控制全身運動并能記憶思考和判斷問題一樣將來自各傳感器的檢測信息集中存儲分析加工并根據(jù)信息處理的結(jié)果按照一定的程序和節(jié)奏發(fā)出相應(yīng)的指令控制整個系統(tǒng)有目的的運行它一般由計算機可編程序控制器數(shù)控裝置以及邏輯電路A/D 與D/A 轉(zhuǎn)換I/O 輸入輸出接口和計算機外部設(shè)備等組成。

二、我國機電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢

機電一體化產(chǎn)品發(fā)展最終的目的是能夠滿足人們生活和生產(chǎn)的多樣化和自動化，它的發(fā)展促進和其有相技術(shù)的發(fā)展和進步。我們從整體上對機電一體化產(chǎn)品進行分析，大致總結(jié)出機電一體化的發(fā)展方向最主要的是：智能化、網(wǎng)絡(luò)化、小型化和輕量化、綠色化和集成化。下文對此略加探討：

（一） 智能化

機電一體化技術(shù)目前正朝智能化方向快速發(fā)展。智能化就是把人的智慧融入到機械中，使之發(fā)揮更好的作用。即要求機器行為在控制理論的基礎(chǔ)上，模擬人類的才智，系統(tǒng)具有人機一體的能力，做到了人機的有機結(jié)合，但并不是取代人。比如代替人的五官功能的電子機械，通過聲音輸入輸出可以實現(xiàn)人機對話的功能。一些機械制造廠通過采用電子技術(shù)的智能化，逐步實現(xiàn)了機械廠的無人化和自動化。智能化是目前機電一體化研究的一個熱點。

（二）網(wǎng)絡(luò)化

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展給社會各個領(lǐng)域帶來了巨大變化，其中對機電一體化技術(shù)影響重大，使其朝著網(wǎng)絡(luò)化方向快速發(fā)展。在計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)飛速發(fā)展的同時，各種監(jiān)控技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的迅速發(fā)展起來。特別是遠程控制，對于遠程控制的終端設(shè)備就離不開機電一體化產(chǎn)品，無論距離控制對象多遠，只要利用計算機網(wǎng)絡(luò)把家用電器全部連接起來，就可以實現(xiàn)對家用電器的無線遙控，令其完成你所期望完成的工作。機電一體化產(chǎn)品朝網(wǎng)絡(luò)化方向的飛速發(fā)展給人們帶來了無窮的知識和樂趣。使人們體會到高科技帶給人們的快樂。

（三）小型化

小型化和輕量化是機電一體化向微型機器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢。小型化和輕量化就是把電子和機械完全融合在一起，執(zhí)行機構(gòu)、傳感器、信號處理與控制電路等均可集成在一起，體積小、功耗低、使用方便是它最大的特點。在軍事、醫(yī)療等領(lǐng)域占有極大的優(yōu)勢。目前，人們在過于追求發(fā)展經(jīng)濟的同時，往往忽略對環(huán)境保護的重視。人們的生活水平提高了，可環(huán)境破壞日趨嚴重，資源消耗劇烈，能源面臨枯竭。因此，我們應(yīng)保護和提高環(huán)境質(zhì)量，保護人類健康以及合理使用自然資源。綠色產(chǎn)品就有更大的發(fā)展空間，所謂綠色產(chǎn)品是指消耗低、使用材料少、環(huán)境污染低而且符合人們健康標準的要求的產(chǎn)品。產(chǎn)品在研發(fā)、設(shè)計、生產(chǎn)、包裝、使用和銷毀的過程中均符合環(huán)保的要求，對人類健康沒有威脅，資源利用率極高。因此，我們應(yīng)減少污染，只有這樣綠色機電一體化產(chǎn)品才能在未來發(fā)展的更好。

（四）集成化

所謂集成化就是把不同功能、不同方向的模塊集成為一體，這樣把生產(chǎn)過程中處理加工、裝配、檢測、管理等多種工序都包含在了一起。使系統(tǒng)具有更廣泛的柔性可以實現(xiàn)多品種、小批量生產(chǎn)的自動化與高效率。對于計算機集成制造系統(tǒng)，在發(fā)展的過程中，更注重人機一體化，均配備了硬件和一定的軟件功能。在發(fā)展的過程中，不僅追求自動化和數(shù)字化，更重要的是要注重基本技術(shù)。

三、結(jié)束語

機電一體化技術(shù)是當前社會充滿生機的一項技術(shù)，機是多種學(xué)科的交叉，是一種涵蓋多種技術(shù)的復(fù)合技術(shù)。它包括機械基礎(chǔ)知識、PLC、傳感器、電動機等方面的內(nèi)容。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，也使得機電一體機在當前機械加工中技術(shù)措施和技術(shù)控制手段不斷的結(jié)合和完善，是當前企業(yè)在發(fā)展中能夠合理有序發(fā)展的關(guān)鍵，更是當前社會在發(fā)展中逐步實現(xiàn)現(xiàn)代化發(fā)展的主要技術(shù)和方式。隨著社會的發(fā)展以及技術(shù)水平的提高，機電一體化技術(shù)所包含的領(lǐng)域也越來越廣，在企業(yè)中的使用也越來越多。通過上述，我們了解到機電一體化技術(shù)的發(fā)展歷程以及未來的發(fā)展趨勢。隨著社會發(fā)展越來越“智能”，機電一體化技術(shù)也逐漸向智能化、微型化方向發(fā)展，這在一定程度上對我國國民經(jīng)濟起到了推動作用。

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