關(guān)于機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用及前景分析

張博?段禹

摘要：機(jī)電一體化技術(shù)是許多科技發(fā)展的結(jié)晶，是生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的產(chǎn)物。隨著科技的不斷發(fā)展，各種科技得到不斷融合，機(jī)械工業(yè)必然迎來發(fā)展的黃金時(shí)期。機(jī)電一體化技術(shù)是一種高效、高性能的先進(jìn)科技，加強(qiáng)機(jī)電一體化技術(shù)在各領(lǐng)域的應(yīng)用，推動(dòng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化技術(shù)；應(yīng)用；發(fā)展趨勢(shì)

各種產(chǎn)品和裝置因?yàn)闄C(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展，也完成了機(jī)電一體化，從而達(dá)到了自身的整體優(yōu)化，也有利于產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率的提高，并縮短了新產(chǎn)品生產(chǎn)開發(fā)的準(zhǔn)備周期，使其由科技成果快速向商品轉(zhuǎn)化，從而深刻變革了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)。又由于新產(chǎn)品研發(fā)的需要以及發(fā)展高精密設(shè)備的需要，所以未來的機(jī)電一體化技術(shù)、產(chǎn)品及其系統(tǒng)必然會(huì)向著智能化、系統(tǒng)化、高性能、微型化、輕量化的方向邁進(jìn)，并最終為國(guó)家?guī)韯?chuàng)造巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

一、機(jī)電一體化的特點(diǎn)分析

機(jī)電一體化是一門新興的邊緣性的技術(shù)學(xué)科，它是由機(jī)械、電子技術(shù)及計(jì)算機(jī)科學(xué)等多個(gè)學(xué)科互相結(jié)合滲透而形成并發(fā)展起來的，而機(jī)電一體化產(chǎn)品則是運(yùn)用最新的微電子、計(jì)算機(jī)技術(shù)以機(jī)械產(chǎn)品為基礎(chǔ)研發(fā)出來的新產(chǎn)品。在工程領(lǐng)域?qū)Ω黝惣夹g(shù)實(shí)踐應(yīng)用后，再加以借鑒與整合就創(chuàng)造出了現(xiàn)在的機(jī)電一體化技術(shù)，所以說它是在機(jī)械、微電子、自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)和信息處理、伺服驅(qū)動(dòng)、電力電子等技術(shù)以及系統(tǒng)的總體技術(shù)的基礎(chǔ)上形成的一項(xiàng)高新技術(shù)。如下特點(diǎn)是機(jī)電一體化產(chǎn)品普遍具有的：具有可以自動(dòng)監(jiān)視、診斷、報(bào)警、保護(hù)的功能；具有自動(dòng)處理和控制信息的功能，可以通過自動(dòng)控制系統(tǒng)確保機(jī)械的操作者按照設(shè)計(jì)要求精確地完成預(yù)先設(shè)定好的程序，以使其不會(huì)依靠主觀思想來行動(dòng)，從而保證良好的工作質(zhì)量和完美的產(chǎn)品合格率，而機(jī)械控制的靈敏度和檢測(cè)的精確度及范圍也獲得了提高；采用復(fù)合技術(shù)、復(fù)合功能，這脫離了原來傳統(tǒng)機(jī)電產(chǎn)品單技術(shù)、單功能的局限，很大程度上提高了產(chǎn)品的功能水平及自動(dòng)化的程度；利用程序控制和數(shù)字顯示技術(shù)，減少了操作的按鈕和手柄的數(shù)目，使操作變得更為簡(jiǎn)單方便；在不同的應(yīng)用領(lǐng)域和場(chǎng)合，其具有可以自動(dòng)控制、自動(dòng)補(bǔ)償、調(diào)節(jié)、自動(dòng)校驗(yàn)、保護(hù)及智能化等功能，從而能夠迅速的滿足不同用戶的不同需求；具體的安裝調(diào)試過程中，可根據(jù)不同用戶對(duì)象的需要、實(shí)際參數(shù)的變化等來相應(yīng)的改變控制程序以使其適應(yīng)變化的工作方式。

二、機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用分析

經(jīng)過多年發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)在操控精度、功能以及構(gòu)造等方面的應(yīng)用效果非常明顯。比如，在構(gòu)造方面，應(yīng)用總線和CPU的體系結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的模塊化、構(gòu)造緊湊型和總線式。在功能方面，采取開放性的設(shè)計(jì)，并采用WOP技術(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床智能化，加上大容量?jī)?chǔ)存器、單片機(jī)組成的控制機(jī)以及單板機(jī)的應(yīng)用，大大提高了數(shù)控機(jī)床技術(shù)的精度，為產(chǎn)品生產(chǎn)提供了技術(shù)支持。CIMS是指計(jì)算機(jī)制造和集成系統(tǒng)，加強(qiáng)機(jī)電一體化技術(shù)在CIMS中的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)全局動(dòng)態(tài)的綜合化和最優(yōu)化，突破傳統(tǒng)部門間的界限，保證控制信息流和物流的暢通，將產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)準(zhǔn)備、經(jīng)營(yíng)決策及經(jīng)營(yíng)管理等有機(jī)結(jié)合，提升企業(yè)的集成度，優(yōu)化配置各生產(chǎn)要素，從而充分發(fā)揮機(jī)電一體化技術(shù)在各要素配置中的作用。FMS是指柔性制造系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要是由料盤、計(jì)算機(jī)、數(shù)控機(jī)床、自動(dòng)搬運(yùn)小車、機(jī)器人以及自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)等部分構(gòu)成，根據(jù)裝配的實(shí)際需求，能隨機(jī)按量生產(chǎn)任何工件，該系統(tǒng)主要適用于批量小、品種多、需要頻繁更改的零散構(gòu)件的生產(chǎn)。加強(qiáng)機(jī)電一體化技術(shù)在FMS中的應(yīng)用，有助于提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量。機(jī)電一體化技術(shù)在工業(yè)機(jī)器人中的應(yīng)用主要經(jīng)歷了三個(gè)階段，第一階段，工業(yè)機(jī)器人按照規(guī)定重復(fù)某一動(dòng)作，對(duì)對(duì)象變更及作業(yè)環(huán)境的應(yīng)變力比較差；第二階段，工業(yè)機(jī)器人擁有較為先進(jìn)的傳感元件，能處理和獲取對(duì)象的一般信息以及作業(yè)環(huán)境相關(guān)情況，反饋信息，并控制動(dòng)作方式，該階段的工業(yè)機(jī)器人已經(jīng)具備低水平的職能，實(shí)現(xiàn)了實(shí)用化。第三階段，工業(yè)機(jī)器人逐漸向智能化方向發(fā)展，能獲得感知。并能運(yùn)行較為復(fù)雜的邏輯思維，做出科學(xué)準(zhǔn)確的決策和判斷，特別是具備較強(qiáng)的行動(dòng)獨(dú)立性和環(huán)境適應(yīng)性。

三、機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展前景及趨勢(shì)

第一，高性能化。隨著科技和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)的要求更加嚴(yán)格，為了順應(yīng)時(shí)代的發(fā)展，新一代的機(jī)電一體化技術(shù)對(duì)效率、速度、可靠度以及精度的要求非常高。因此，實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化技術(shù)在高效率、高速度、高可靠度、高精度、高性能化是未來發(fā)展的重要趨勢(shì)第二，微型化。微型化主要是指機(jī)電一體化技術(shù)逐漸朝著微型領(lǐng)域或微型機(jī)器方向發(fā)展，源于人們對(duì)先進(jìn)技術(shù)微型化的追求。微型機(jī)電一體化的產(chǎn)品在信息、醫(yī)療以及軍事等方面有著巨大的優(yōu)勢(shì)，具體表現(xiàn)是產(chǎn)品耗能低、體積小、運(yùn)動(dòng)靈活，能完成常人無(wú)法完成的任務(wù)。第三，智能化。智能化是機(jī)電一體化技術(shù)的重要發(fā)展方向之一，人工智能已引起社會(huì)各界的廣泛關(guān)注，智能化包括數(shù)控機(jī)床智能化和機(jī)器人智能化。智能化是針對(duì)機(jī)器行為而言，以控制理論為指導(dǎo)，吸收各種新方法、新思維，模擬人類智能，提高推理判斷、邏輯思維及自我決策的能力，提高了控制目標(biāo)。目前，機(jī)電一體化產(chǎn)品還很難具備與人同樣的智能，但可以利用高效率、高性能的微處理器，實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化產(chǎn)品的高級(jí)智能或人類部分智能。第四，網(wǎng)絡(luò)化。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境發(fā)生巨大的變化，從而為網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和機(jī)電一體化技術(shù)的融合創(chuàng)造了有利條件。隨著網(wǎng)絡(luò)的普及，涌現(xiàn)出各種遠(yuǎn)程控制技術(shù)和監(jiān)視技術(shù)，遠(yuǎn)程控制終端設(shè)備實(shí)際是一種機(jī)電一體化產(chǎn)品。另外，由于局域網(wǎng)技術(shù)和現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的應(yīng)用，家用電器逐漸朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展，利用以計(jì)算機(jī)為中心的集成用電器系統(tǒng)，人們不出門就能享受各種高科技帶來的便利。因此，網(wǎng)絡(luò)化是機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的重要方向。

四、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，就機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行探討具有十分重要的意義，我們?cè)谡J(rèn)清機(jī)電一體化技術(shù)概念的同時(shí)還應(yīng)加大對(duì)其的推廣、應(yīng)用和研發(fā)力度，大力發(fā)展市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)，以不斷推進(jìn)社會(huì)主義事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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