試論機電一體化技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展趨勢

黃炳道

摘要：隨著我國科技技術(shù)的不但發(fā)展，機電一體化技術(shù)已經(jīng)達(dá)到國際領(lǐng)先水平，在我國不同行業(yè)已經(jīng)開始廣泛應(yīng)用，而且應(yīng)用領(lǐng)域范圍仍在不斷擴(kuò)大，已經(jīng)呈現(xiàn)出一種多元化發(fā)展的良好態(tài)勢。機電一體化科技手段涉及非常廣泛的專業(yè)知識，需要多種專業(yè)技術(shù)進(jìn)行有機結(jié)合，默契高效地進(jìn)行協(xié)同作業(yè)，并不是簡單的將多種技術(shù)拼湊到一起。目前廣泛應(yīng)用的機械自動化生產(chǎn)設(shè)備都可以視作是由機電一體化作為技術(shù)支持。

關(guān)鍵詞：機電一體化；技術(shù)應(yīng)用；發(fā)展趨勢

1導(dǎo)言

機電一體化技術(shù)的出現(xiàn)，是社會生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然產(chǎn)物。機電一體化技術(shù)實現(xiàn)了機械技術(shù)與電子技術(shù)的有機融合，在信息技術(shù)的推動下，驅(qū)動及信息處理技術(shù)、傳感技術(shù)、軟件技術(shù)等各項技術(shù)之間的密切配合，使得機電一體化技術(shù)趨向于智能化和現(xiàn)代化。

2機電一體化技術(shù)及其特點

機電一體化技術(shù)是一種在生產(chǎn)實踐中具有良好應(yīng)用價值的綜合性技術(shù)形式，通過機械技術(shù)、電工電子技術(shù)、微電子技術(shù)、信息傳感器技術(shù)和信號變換技術(shù)等多種技術(shù)形態(tài)的有機結(jié)合，全面提高了工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)水平，改善了工業(yè)產(chǎn)品的系統(tǒng)性和完整性，為工業(yè)技術(shù)科學(xué)化發(fā)展提供可靠支持。機電一體化技術(shù)的應(yīng)用，能夠在一定程度上加快生產(chǎn)速率，改善生產(chǎn)效率，優(yōu)化改造工業(yè)生產(chǎn)集成電路，從而完善工業(yè)系統(tǒng)操作步驟，為工業(yè)生產(chǎn)精度控制提供可靠的技術(shù)支持。機電一體化的體積小且重量輕，尤其是新型技術(shù)產(chǎn)品在機電一體化中的融合應(yīng)用，促進(jìn)了新型半導(dǎo)體和集成電路技術(shù)研發(fā)得以實現(xiàn)，液晶顯示在機電一體化中也逐漸得到廣泛應(yīng)用，使得機電一體化體系控制有效性得到明顯改善，測量系統(tǒng)在體積和重量上也得到優(yōu)化。不僅如此，機電一體化技術(shù)具備高集成控制系統(tǒng)，操作流程運行狀況可依據(jù)計算機控制得以實現(xiàn)。機電一體化技術(shù)的應(yīng)用促進(jìn)了操作系統(tǒng)的簡化，并且為系統(tǒng)整體安全運行提供可靠保障。

3機電一體化的技術(shù)核心

3.1信息處理及驅(qū)動技術(shù)

機電一體化的技術(shù)核心由外部硬件以及內(nèi)部軟件兩方面組成。其中硬件技術(shù)是機電一體化的技術(shù)載體，信息處理器和驅(qū)動設(shè)備是硬件的基本組成單位。電機是一種目前使用非常廣泛的驅(qū)動機器，但是由于技術(shù)過時，電機的使用效率和響應(yīng)效率都存在很大的問題。目前，我國科研人員正在努力研究利用信息處理器、傳感器以及電機三者進(jìn)行有機結(jié)合。機電一體化技術(shù)和信息處理以及電子信息具有緊密的聯(lián)系，如果想要進(jìn)一步對機電一體化技術(shù)進(jìn)行發(fā)展創(chuàng)新，就需要提高信息處理效率和準(zhǔn)確性，解決機電一體化的抗干擾和標(biāo)準(zhǔn)化的問題。

3.2傳感器技術(shù)

目前雖然傳感器技術(shù)已經(jīng)有了重大突破，已經(jīng)開發(fā)出精度很高的傳感器，但是由于成本較高、專業(yè)性要求嚴(yán)格等原因，還沒有廣泛使用。目前使用的大多數(shù)傳感器在精確度、靈敏度以及可靠性方面都存在問題。如何提高傳感器精確靈敏度是機電一體化技術(shù)發(fā)展突破的關(guān)鍵因素。光纖傳感器技術(shù)是目前較為流行的前沿技術(shù)，也是未來傳感器技術(shù)的發(fā)展趨勢，未來將創(chuàng)造并使用非接觸類外部接受信息傳感器。

3.3機械制造技術(shù)

目前機械技術(shù)相對成熟，但是在機械的使用性能、精確度以及減輕質(zhì)量上仍然可以進(jìn)行改進(jìn)?，F(xiàn)階段大多數(shù)使用的原材料多以鋼鐵為主，具有個很大的進(jìn)步空間，完全可以考慮非金屬類的復(fù)合材料。研制生產(chǎn)具有高密度、強硬度、低重量的新型材料，減少機械體積，提高機械使用效率，提高相應(yīng)速度，減少能源耗費。

4機電一體化技術(shù)的應(yīng)用

4.1數(shù)控機床

數(shù)控機床的實現(xiàn)，是機電一體化技術(shù)應(yīng)用的鮮明代表，充分體現(xiàn)出國家機床生產(chǎn)水平。多年來我國科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步，機床生產(chǎn)也取得一定成績，機電一體化技術(shù)在數(shù)控機床領(lǐng)域的應(yīng)用，促進(jìn)了機床結(jié)構(gòu)優(yōu)化及操作精度的提升，機床功能更為完善，且操作安全性更高。就機床體系結(jié)構(gòu)來看，機電一體化技術(shù)的應(yīng)用，促進(jìn)了總線式、模塊化和緊湊型機床結(jié)構(gòu)的形成，在開放性設(shè)計方式下，硬件體系結(jié)構(gòu)與功能模塊更具兼容性，機床層次性更加鮮明，滿足用戶對機床的應(yīng)用需求。與此同時，通過WOP技術(shù)和智能技術(shù)的應(yīng)用，機床控制系統(tǒng)基于編程技術(shù)和動態(tài)仿真實現(xiàn)智能化控制，全面提高機床系統(tǒng)運行安全性。機電一體化技術(shù)的應(yīng)用，促進(jìn)了大容量存儲的實現(xiàn)，使得數(shù)控機床功能更為完善，便于開展多過程和多通道控制，系統(tǒng)組合能力優(yōu)化，且能夠自行建立系統(tǒng)開展復(fù)雜加工，全面提高機床生產(chǎn)效率。

4.2計算機集成制造系統(tǒng)

機電一體化技術(shù)的應(yīng)用，促進(jìn)了計算機集成制造系統(tǒng)的實現(xiàn)，通過各分散系統(tǒng)之間的有效組合，突破了部門之間的界限，基于制造對物流和信息流進(jìn)行科學(xué)化控制，通過資源的有效利用，實現(xiàn)動態(tài)優(yōu)化綜合，為產(chǎn)品研發(fā)、經(jīng)營決策以及生產(chǎn)實驗等提供可靠技術(shù)支持。機電一體化技術(shù)的應(yīng)用，促進(jìn)計算機集成制造系統(tǒng)的優(yōu)化整合，能夠?qū)Ω黜椛a(chǎn)要素進(jìn)行妥善配置，挖掘生產(chǎn)要素內(nèi)在潛力，從而全面提高企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營效率，維護(hù)企業(yè)的綜合效益。

4.3柔性制造系統(tǒng)

基于機電一體化技術(shù)的柔性制造系統(tǒng)的形成，能夠結(jié)合裝配需求實時開展生產(chǎn)工作，滿足中小批量、多品種及零散零件等生產(chǎn)需求，推進(jìn)生產(chǎn)活動的有序開展。

5機電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢

5.1人工智能化

機電一體化技術(shù)未來的發(fā)展應(yīng)用中，人工智能化的實現(xiàn)將會成為發(fā)展趨勢之一。這主要是人工智能成為當(dāng)前生產(chǎn)生活經(jīng)濟(jì)長信發(fā)展的主要部分，那么在工業(yè)機器人和數(shù)控機床應(yīng)用的基礎(chǔ)上，機電一體化實現(xiàn)人工智能化的發(fā)展更成為了必然的趨勢之一。且人工智能化技術(shù)在機電一體化技術(shù)中的應(yīng)用能夠提高其生產(chǎn)的自動化程度，真正的不需要人員進(jìn)行輔助操作管理，對于降低人力生產(chǎn)成本，提高工作效率等有著重要的作用。雖然，當(dāng)前機電一體化技術(shù)實現(xiàn)人工智能化尚未實現(xiàn)，且處在研究的階段，但是隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機電一體化技術(shù)的智能化操作將會實現(xiàn)。

5.2綠色化發(fā)展趨勢

在最近幾年，我國的工業(yè)獲得快速的發(fā)展，人們的生活也因此更加舒適，物質(zhì)條件也越來越好。但與此同時，生態(tài)環(huán)境不斷遭遇破壞，受到嚴(yán)重的污染，資源也在逐漸減少。國家越來越關(guān)注環(huán)保方面的問題，并在此基礎(chǔ)上頒布了一系列的環(huán)保措施以及與環(huán)保有關(guān)的發(fā)展戰(zhàn)略。由此可見，對環(huán)境資源進(jìn)行保護(hù)將會是未來的重要發(fā)展趨勢。綠色產(chǎn)品的概念也在這樣的背景下誕生，無論是使用、制造、效果還是設(shè)計方面，綠色產(chǎn)品都非常符合人類健康的要求和環(huán)境保護(hù)的要求。因此，機電一體化技術(shù)在未來將會朝著綠色化的方向持續(xù)發(fā)展。

5.3柔性化方向

機電一體化技術(shù)未來發(fā)展中，將會逐漸朝柔性化方向發(fā)展，也就是說，機電一體化技術(shù)將會建立自律分配系統(tǒng)，在系統(tǒng)內(nèi)部，各子系統(tǒng)之間保持相互聯(lián)系又相互獨立的狀態(tài)，共同為總系統(tǒng)服務(wù)，但也有自身的獨立性。在不同的環(huán)境條件下，系統(tǒng)能夠自行生成信息來優(yōu)化系統(tǒng)行動，使得機電一體化技術(shù)更具適應(yīng)性。

6結(jié)語

綜上所述，機電一體化目前已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在各個領(lǐng)域，是我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展不可或缺的一項重要生產(chǎn)技術(shù)。但是目前機電一體化技術(shù)仍然存在各種問題，需要進(jìn)行深度科研并實際解決。在未來不斷發(fā)展中，機電一體化技術(shù)必然更加智能化、自動化、網(wǎng)絡(luò)化，高效精確地完成各種產(chǎn)品制造，為我國社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展貢獻(xiàn)出一份力量。