淺談機(jī)電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

劉志勇+王鵬+鐘建偉

摘 要：現(xiàn)如今是信息和科技的時(shí)代，科學(xué)技術(shù)的不斷提高，帶動(dòng)了機(jī)電行業(yè)的發(fā)展。在人們的日常生活中，機(jī)電一體化應(yīng)用較為普遍。機(jī)電一體化是一門(mén)新興邊緣技術(shù)學(xué)科，是在生產(chǎn)和技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)上，由機(jī)械和電子等多門(mén)學(xué)科相互影響和結(jié)合而形成的。機(jī)電一體化突破傳統(tǒng)技術(shù)的限制，具有更為廣泛的發(fā)展空間。本文主要在介紹機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，探討機(jī)電一體化技術(shù)在未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，為研究人員提供參考資料。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化；技術(shù)現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢(shì)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.11.179

0 前言

科學(xué)技術(shù)的發(fā)展帶動(dòng)了機(jī)電一體化技術(shù)的廣泛應(yīng)用。其作為一項(xiàng)綜合性極強(qiáng)的技術(shù)，是傳統(tǒng)技術(shù)的新突破，在原有的層面上加入很多新的元素，經(jīng)過(guò)不斷的創(chuàng)新和改革，才發(fā)展起來(lái)。由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的普遍，出現(xiàn)很多性能良好的集成電路，所以機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用方向和領(lǐng)域變得更加寬廣。但是機(jī)電一體化技術(shù)的水平已經(jīng)不能滿(mǎn)足人們的需求，只有通過(guò)不斷的改進(jìn)和完善，才能夠讓我國(guó)的機(jī)械行業(yè)發(fā)展水平能夠跟上世界的腳步。

1 機(jī)電一體化概述

機(jī)電一體化隨著時(shí)間的推移已經(jīng)成為綜合性的新興學(xué)科，由于生產(chǎn)需求在不斷發(fā)生變化，所以對(duì)其界定也會(huì)增加新的內(nèi)容。機(jī)電一體化的基本特征可以認(rèn)為是基于系統(tǒng)的角度，將機(jī)械領(lǐng)域的所有技術(shù)綜合應(yīng)用，為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)定的目標(biāo)，需要將各個(gè)單元合理配置和布局，最終達(dá)到多功能、高質(zhì)量的的要求，使系統(tǒng)處于最優(yōu)狀態(tài)。機(jī)電一體化和機(jī)械電氣化還是有很多不同之處，只有純技術(shù)才能通過(guò)不斷發(fā)展才能形成機(jī)械電氣化，歸屬為傳統(tǒng)機(jī)械，然而發(fā)展到機(jī)電一體化，特有的微電子設(shè)置可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)機(jī)械部門(mén)的某些功能，并且還存在很多新的功能，例如自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)處理信息等。換言之，機(jī)電一體化和機(jī)械電氣化的本質(zhì)區(qū)別在于智能化特征[1]。

2 機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

至今，機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用主要在四個(gè)方面，分別是工業(yè)機(jī)器人的開(kāi)發(fā)和利用、數(shù)控機(jī)床應(yīng)用、分布式控制系統(tǒng)應(yīng)用。工業(yè)機(jī)器人的產(chǎn)生能夠在一定程度上代替人類(lèi)，經(jīng)歷了三個(gè)發(fā)展階段，第一代機(jī)器人因?yàn)椴痪邆涓咧悄芑?，只能依?jù)簡(jiǎn)單的程序執(zhí)行簡(jiǎn)易的工作；第二代機(jī)器人可以依據(jù)內(nèi)部傳感器獲取、分析環(huán)境中的信息，做出具體的動(dòng)作；第三代機(jī)器人可以在不同環(huán)境下工作。機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用最成功的案例就屬數(shù)控機(jī)床，目前數(shù)控機(jī)床是一個(gè)機(jī)床是可以同時(shí)進(jìn)行多個(gè)任務(wù)的操控，讓提高工作效率在很大程度上得到提高。分布控制系統(tǒng)的安全和功能水平極高，隨著測(cè)控技術(shù)的發(fā)展，分布式控制系統(tǒng)能夠在干生產(chǎn)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)調(diào)度、處理等多種功能。

3 機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

（1）智能化。在21世紀(jì)機(jī)電一體化的主要研究就是智能化，智能化主要針對(duì)的是機(jī)器行為，是基于控制理論，綜合運(yùn)用人工智能、運(yùn)籌學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)等一些新技術(shù)，讓機(jī)器能夠具有人的基礎(chǔ)能力，例如判斷推理、羅輯思維和自主決策的能力，通過(guò)不斷的研究，最終可以達(dá)到更高的控制要求。研究出來(lái)的機(jī)電一體化產(chǎn)品雖然不具備和人一樣的能力，然而微處理器具備高速度和高性能的特點(diǎn)，這使機(jī)電一體化的產(chǎn)品能夠具備低級(jí)智能或者人的部分智能完全可以在未來(lái)實(shí)現(xiàn)[2]。

（2）光機(jī)電一體化。光電一體化技包括兩方面，分別是產(chǎn)品和技術(shù)。光電一體化產(chǎn)品是一種高科技產(chǎn)品，是綜合運(yùn)用光學(xué)、機(jī)械、微電子、自控控制和通信技術(shù)，具備高功能和附加值，產(chǎn)品特點(diǎn)極其優(yōu)良，產(chǎn)品體積較小，重量輕，能夠適應(yīng)各種環(huán)境，長(zhǎng)時(shí)間使用，且使用操作方便、簡(jiǎn)潔。光電一體化技術(shù)是讓產(chǎn)品可以通過(guò)技術(shù)原理實(shí)現(xiàn)特定功能的一種技術(shù)，技術(shù)發(fā)展空間較大，如果能夠科學(xué)使用這種技術(shù)，就可以讓產(chǎn)品的功能更加齊全，為生產(chǎn)商帶來(lái)高額利潤(rùn)。在未來(lái)發(fā)展過(guò)程中，光電一體化熱點(diǎn)技術(shù)是激光技術(shù)、傳感器技術(shù)等等呢，另外光機(jī)器人也可以利用這項(xiàng)技術(shù)。

（3）柔性化。柔性化指的是產(chǎn)品具有兩方面功能，首先是產(chǎn)品自身適應(yīng)性，例如在紡織生產(chǎn)過(guò)程中，紡織設(shè)備對(duì)于各種的纖維都能夠適應(yīng)，不同織物可以依據(jù)織機(jī)達(dá)到不同織造工藝的需求，一旦品種發(fā)生改變紡織設(shè)備能夠迅速做出反應(yīng)；同時(shí)，機(jī)械設(shè)備的制造商需要具備能力根據(jù)用戶(hù)的需求制造設(shè)備，想要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的柔性化必須在設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)依據(jù)模塊化理念，利用PLC、PCC技術(shù)等解決設(shè)備變頻等問(wèn)題，進(jìn)一步提高自動(dòng)化的水平。

（4）微型化。微型化是高新技術(shù)發(fā)展的最終目標(biāo)，微型電機(jī)系統(tǒng)是由可控制和可運(yùn)動(dòng)的微型機(jī)電裝置組成的，外形都是毫米量級(jí)以下。微型機(jī)電一體化的產(chǎn)品具有很多的其他產(chǎn)品無(wú)法達(dá)到的功能，產(chǎn)品體積小、耗能少，能夠醫(yī)療和軍事領(lǐng)域被廣泛使用[3]。

（5）網(wǎng)絡(luò)化。隨著網(wǎng)絡(luò)的普及，很多遠(yuǎn)程控制和監(jiān)控技術(shù)的還在不斷發(fā)展，而機(jī)電一體化產(chǎn)品的就是遠(yuǎn)程控制終端設(shè)備的一種。同時(shí)電器網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展隨著總線(xiàn)和局域網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展成為熱門(mén)領(lǐng)域，可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將家庭電器組合成一個(gè)集成系統(tǒng)，人們出門(mén)在外也可以控制家里電器，所以機(jī)電一體化產(chǎn)品網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展是必然趨勢(shì)。

4 結(jié)論

總體來(lái)說(shuō)，社會(huì)的發(fā)展離不開(kāi)機(jī)電一體化技術(shù)。但是從目前機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀可以看出，只有通過(guò)不斷的研究才能使其具備各種不同的功能，在各行各業(yè)中被廣泛應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉吉平.淺談機(jī)電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].科技與創(chuàng)新，2015（12）：153.

[2]劉澤波.機(jī)電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].電子世界，2013（12）：103.

[3]林蒞蒞.淺談機(jī)電一體化技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J].全國(guó)商情（理論研究），2011（14）：117+119.