機電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢及應(yīng)用研究

李斌

摘 要：在現(xiàn)代化發(fā)展建設(shè)的過程中，機電一體化是一個主要的發(fā)展趨勢，這一技術(shù)的應(yīng)用主要是依靠了先進的科學(xué)技術(shù)手段，并且在未來的發(fā)展過程中是具有良好發(fā)展前景的，因此，本文為了能夠讓更多的人了解到機電一體化技術(shù)的相關(guān)內(nèi)容，對此展開了進一步的論述，主要介紹了其基本的內(nèi)涵以及在今后主要應(yīng)用的領(lǐng)域，尤其是在數(shù)控機床以及機器人、汽車電子化產(chǎn)品的應(yīng)用中，都取得了十分令人滿意的效果，是在傳統(tǒng)技術(shù)基礎(chǔ)上的一個十分明顯的優(yōu)勢，所以希望在本文的論述下，可以對今后的相關(guān)工作帶來進一步的指導(dǎo)，更好的為機電一體化技術(shù)的發(fā)展做出貢獻。

關(guān)鍵詞：機電一體化；應(yīng)用領(lǐng)域；發(fā)展方向

在當(dāng)前的時代發(fā)展變化中，機電一體化技術(shù)可以說是具有十分廣泛的應(yīng)用，這是一種將很多其他技術(shù)相互結(jié)合在一起綜合使用的技術(shù)，例如電工電子技術(shù)以及信息傳感器技術(shù)等，在將其結(jié)合在一起以后，其應(yīng)用效果變得更強了，所以在實際工作中的發(fā)展前景是十分廣闊的，這是一種綜合性的技術(shù)，但是并不是一種簡單的拼湊，這需要加以區(qū)分，所以在機電一體化技術(shù)中，不僅包括技術(shù)，還涵蓋了產(chǎn)品，在這兩個方面的基礎(chǔ)上共同形成了機電一體化技術(shù)，在現(xiàn)代化的應(yīng)用過程中，很多生產(chǎn)設(shè)備都采用了機電一體化技術(shù)，并且具有智能化的效果，可見其發(fā)展趨勢將是十分廣闊的，下面筆者就對此展開進一步的探索。

1、機電一體化技術(shù)的應(yīng)用

1.1數(shù)控機床

首先，機電一體化技術(shù)可以應(yīng)用在數(shù)控機床中，我國是一個機床的生產(chǎn)大國，位居世界前列，在2010年間就已經(jīng)通過機床生產(chǎn)達到了1260億人民幣的收益，在這種情況下，更加需要進一步加強對機床的生產(chǎn)，因為通過數(shù)控機床的生產(chǎn)能夠間接證明一個國家的機床整體生產(chǎn)水平。我國在當(dāng)前占據(jù)的市場份額大約是31%左右，剩下的一部分都是在國外進口獲得的，并且在進口的部分大部分是高端的機床，只有4%的高端機床是我國國內(nèi)自主生產(chǎn)的，因此要想改變這一發(fā)展形勢，就必須要進一步加強對機床相關(guān)技術(shù)的提升，采用現(xiàn)代化的技術(shù)手段加以完善，機電一體化技術(shù)的應(yīng)用就在這一環(huán)境的發(fā)展下應(yīng)運而生的。在過去很長的一段時期內(nèi)，我國在機床生產(chǎn)方面取得了一定的成績，但是在生產(chǎn)實力以及技術(shù)手段等方面還存在一定的不足，這樣就很難得到更好的發(fā)展，所以發(fā)展數(shù)控機床是必然的趨勢，因為數(shù)控機床可以極大的提高工作效率，采用這一設(shè)備能夠完成多個獨立的任務(wù)，并且還可以同時控制不同的幾種機床，在其他方面的功能也是十分顯著的，例如將其應(yīng)用在對刀具磨損的檢測過程中，或者是對物料加以搬運等，都可以應(yīng)用這一系統(tǒng)實現(xiàn)自動化的集成效果。

1.2自動機與自動生產(chǎn)線

在我國當(dāng)前的生產(chǎn)建設(shè)過程中，機械以及自動生產(chǎn)線的應(yīng)用是十分廣泛的，在這種情況下，自動化的設(shè)備以及技術(shù)就成為主要的應(yīng)用，這是機電一體化技術(shù)中的又一個表現(xiàn)形式。以啤酒生產(chǎn)線為例，平均每小時可以生產(chǎn)的數(shù)量為2000瓶至80000瓶，而在易拉罐生產(chǎn)線中，平均每小時的生產(chǎn)數(shù)量大約是在18000瓶至120000瓶之間，除此之外，在很多領(lǐng)域中，都應(yīng)用了自動化的生產(chǎn)線，并且極大的提高了工作效率，例如印刷包裝生產(chǎn)線、香煙生產(chǎn)線等，這是在傳統(tǒng)生產(chǎn)基礎(chǔ)上的一種重要的突破，這些自動生產(chǎn)線的存在都是建立在電子技術(shù)以及傳感技術(shù)的基礎(chǔ)上的，此外，還有一些可編程序控制器以及變頻調(diào)速器等，都采用了機電一體化技術(shù)，在我國今后的發(fā)展過程中，相信其還能得到更加廣泛的應(yīng)用，真正的為生產(chǎn)建設(shè)做出寶貴的貢獻。

1.3機器人

機器人是20世紀人類最偉大的發(fā)明之一。從某種意義上講，一個國家機器人技術(shù)水平的高低反映了這個國家綜合技術(shù)實力的高低。機器人已在工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，而且正以驚人的速度不斷向軍事、醫(yī)療、服務(wù)、娛樂等非工業(yè)領(lǐng)域擴展。毋庸質(zhì)疑，21世紀機器人技術(shù)必將得到更大的發(fā)展，成為各國必爭的知識經(jīng)濟至高點。

在計算機技術(shù)和人工智能科學(xué)發(fā)展的基礎(chǔ)上，產(chǎn)生了具有感知、思維和行動功能的智能機器人，是機構(gòu)學(xué)、自動控制、計算機、人工智能、微電子學(xué)、光學(xué)、通訊技術(shù)、傳感技術(shù)、仿生學(xué)等多種學(xué)科和技術(shù)的綜合成果。智能機器人可獲取、處理和識別多種信息，自主地完成較為復(fù)雜的操作任務(wù)，比一般的工業(yè)機器人具有更大的靈活登、機動性和更廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。智能機器人作為新一代生產(chǎn)和服務(wù)工具，在制造領(lǐng)域和非制造領(lǐng)域具有更廣泛、更重要的位置，如核工業(yè)、水下、空間、農(nóng)業(yè)、工程機械（地上和地下）、建筑、醫(yī)用、救災(zāi)、排驗、軍事、服務(wù)、娛樂等方面，可代替人完成各種工作。同時，智能機器人作為自動化、信息化的裝置與設(shè)備，完全可以進人網(wǎng)絡(luò)世界，發(fā)揮更多、更大的作用，這對人類開辟新的產(chǎn)業(yè)，提高生產(chǎn)水平與生活水平具有十分現(xiàn)實的意義。

2、機電一體化技術(shù)的發(fā)展方向

2.1光機電一體化

一般的機電一體化系統(tǒng)是由傳感系統(tǒng)、能源系統(tǒng)、信息處理系統(tǒng)、機械結(jié)構(gòu)等部件組成的。因此，引進光學(xué)技術(shù)，實現(xiàn)光學(xué)技術(shù)的先天優(yōu)點能有效地改進機電一體化系統(tǒng)的傳感系統(tǒng)、能源（動力）系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng)。光機電一體化是機電產(chǎn)品發(fā)展的重要趨勢。

2.2自律分配系統(tǒng)化（柔性化）

今后的機電一體化產(chǎn)品，控制和執(zhí)行系統(tǒng)有足夠的“冗余”，更“靈活”，能更好地應(yīng)付突發(fā)事件，被設(shè)計為“自律分配系統(tǒng)”。在自律分配系統(tǒng)中，各系統(tǒng)相互獨立工作，子系統(tǒng)為總系統(tǒng)服務(wù)，有其自身的“自律性”。根據(jù)不同的環(huán)境條件的不同反應(yīng)。它的特點是，系統(tǒng)可以生成自己的信息和附加信息，在總的前提下，可以改變的“行動”。在這種方式中，顯著提高了系統(tǒng)的適應(yīng)性，靈活的，而不是因為對整個系統(tǒng)的一個子系統(tǒng)的故障。

2.3全息系統(tǒng)化（智能化）

機電產(chǎn)品的“全息”功能將越來越明顯，智能化程度也越來越高。這主要是由于模糊技術(shù)，信息技術(shù)，特別是軟件和芯片技術(shù)的發(fā)展。此外，從簡單的“自上而下”系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)的情況已經(jīng)變成了一個復(fù)雜的，有更多的雙向鏈路冗余。

2.4微型機電化

目前，利用半導(dǎo)體器件制造過程中的蝕刻技術(shù)，，在實驗室中產(chǎn)生的亞微米的機械部件。當(dāng)我們把這個結(jié)果用于實際產(chǎn)品，沒有必要區(qū)分機械部分和控制器。將完全機械和電子的“融合”，機體，執(zhí)行器，傳感器等CPU可以集成在一起，體積很小，和一個自我調(diào)控元件的形成的微觀機制是機電一體化的重要發(fā)展方向。

3、結(jié)語

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。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種技術(shù)相互融合的趨勢將越來越明顯，是機械工業(yè)發(fā)展的必然趨勢。是21世紀機械工業(yè)的主角，在各方面均可帶來顯著的經(jīng)濟效益和社會效益，具有廣闊的發(fā)展前景。

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