論機(jī)電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

付勇

摘要：機(jī)電一體化是基于機(jī)械、計(jì)算機(jī)與電子技術(shù)等多門學(xué)科的相互結(jié)合與滲透，而形成并發(fā)展的一門新興技術(shù)學(xué)科。機(jī)電一體化技術(shù)是通過微電子技術(shù)、機(jī)械技術(shù)、傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和控制技術(shù)等，實(shí)現(xiàn)機(jī)械柔性化與智能化控制的一項(xiàng)技術(shù)。機(jī)電一體化技術(shù)是一項(xiàng)技術(shù)密集型的系統(tǒng)化工程，電子技術(shù)的發(fā)展，使機(jī)電一體化在各個領(lǐng)域有了廣泛的應(yīng)用。

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

1機(jī)電一體化技術(shù)及其特點(diǎn)

機(jī)電一體化技術(shù)是一種在生產(chǎn)實(shí)踐中具有良好應(yīng)用價值的綜合性技術(shù)形式，通過機(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(shí)現(xiàn)，液晶顯示在機(jī)電一體化中也逐漸得到廣泛應(yīng)用，使得機(jī)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(jī)電一體化技術(shù)具備高集成控制系統(tǒng)，操作流程運(yùn)行狀況可依據(jù)計(jì)算機(jī)控制得以實(shí)現(xiàn)。機(jī)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(yùn)行提供可靠保障。

2機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

2.1機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展

業(yè)內(nèi)公認(rèn)的機(jī)電一體化技術(shù)出現(xiàn)的時間為20世紀(jì)60年代。機(jī)電一體化技術(shù)最初的出現(xiàn)是為了戰(zhàn)爭服務(wù)，但是隨著社會的發(fā)展，機(jī)電一體化更多的應(yīng)用于其他領(lǐng)域，包括食品加工、航空航天、金屬冶煉等。當(dāng)前，機(jī)電一體化已經(jīng)經(jīng)過了70、80年代飛速發(fā)展的階段，開始向智能化方向發(fā)展，成為了系統(tǒng)的、有獨(dú)立的知識體系的學(xué)科。在機(jī)電一體化的發(fā)展歷程里，各國的研究人員很早就將機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用到軍事領(lǐng)域之外的地方，包括食品生產(chǎn)、機(jī)械生產(chǎn)、機(jī)械設(shè)計(jì)等領(lǐng)域。在計(jì)算機(jī)技術(shù)出現(xiàn)之后，機(jī)電一體化技術(shù)又將計(jì)算機(jī)技術(shù)納入研究體系，發(fā)明了自動洗衣機(jī)、自動烘干機(jī)、抽油煙機(jī)等產(chǎn)品，極大的提高了人們的生活質(zhì)量。在我國，機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展時間較其他國家晚，在加上我國不重視相關(guān)專業(yè)的人才培養(yǎng)，傳統(tǒng)的機(jī)械行業(yè)比較落后，我國的機(jī)電一體化與發(fā)達(dá)國家存在一定的差距。

2.2機(jī)電一體化的現(xiàn)狀

機(jī)電一體化是一種將機(jī)械工程和電子技術(shù)有機(jī)的結(jié)合在一起的系統(tǒng)。機(jī)電一體化是指在對原有的機(jī)械產(chǎn)品進(jìn)行改進(jìn)，是機(jī)械產(chǎn)品在使用過程中可以使用電子技術(shù)進(jìn)行信息控制、動力控制、操作控制等。與過去的電氣制作的機(jī)械所完全不同的是，在本質(zhì)上，機(jī)電一體化是將涉及的技術(shù)全部融合在一起，雜糅為一個整體的綜合性較高的技術(shù)。由于科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，機(jī)電一體化的體系逐漸趨于完善，技術(shù)有了比較明顯的特征。從技術(shù)層面分析，機(jī)電一體化綜合涉及了各個方面的技術(shù)，包括電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動控制技術(shù)等，在運(yùn)用這些技術(shù)時進(jìn)行一定程度的磨合，科學(xué)的將這些技術(shù)組合起來，最大限度的實(shí)現(xiàn)機(jī)械生產(chǎn)的高效率、低能耗。

3機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域

3.1工業(yè)機(jī)器人

工業(yè)機(jī)器人是當(dāng)代社會的三大支柱性產(chǎn)業(yè)之一，機(jī)器人的出現(xiàn)是人類最偉大的發(fā)明，一個國家機(jī)器人的發(fā)展水平代表了一個國家工業(yè)發(fā)展的水平。機(jī)器人能夠完成人類不能完成的復(fù)雜的工作任務(wù)，智能機(jī)人作為生產(chǎn)和服務(wù)的工具，其大量的應(yīng)用了智能化技術(shù)和機(jī)電一體化技術(shù)，機(jī)器人作為信息化、智能化的設(shè)備產(chǎn)品，開辟了新的技術(shù)領(lǐng)域。

3.2數(shù)控機(jī)床

數(shù)控機(jī)床在生產(chǎn)加工中必不可少，隨著機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控機(jī)床的機(jī)構(gòu)、性能、操作方式、控制精度都有了較大的改變，例如，隨著機(jī)電一體化化技術(shù)的發(fā)展，本來需要多臺數(shù)控機(jī)床才能完成的加工任務(wù)，現(xiàn)在只需一臺數(shù)控產(chǎn)品就能完成產(chǎn)品的加工，并且加工時間大大減少，新型的數(shù)控機(jī)床能夠同時完成多個任務(wù)，提高了產(chǎn)品的加工效率。

3.3柔性制造系統(tǒng)

柔性制造系統(tǒng)主要是計(jì)算機(jī)化的制造系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要由計(jì)算機(jī)、機(jī)床、自動搬運(yùn)系統(tǒng)、自動化的倉儲系統(tǒng)等組成。柔性制造系統(tǒng)可以較好的制定加工生產(chǎn)任務(wù)和各部門的統(tǒng)一協(xié)調(diào)工作，并且由于機(jī)電一體化系統(tǒng)逐漸完善，柔性制造系統(tǒng)應(yīng)用到品種多樣、小批量、需要反復(fù)改進(jìn)的加工中。機(jī)電一體化技術(shù)正好彌補(bǔ)了這些問題。

4現(xiàn)代機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展趨勢

4.1智能化

智能化是機(jī)電一體化技術(shù)首屈一指的趨勢和特征。同時，也是機(jī)一體化被全世界矚目并報以厚望的原因所在?，F(xiàn)代機(jī)電一體化技術(shù)主要從化智能化的角度出發(fā)，通過加強(qiáng)判斷推理、邏輯思維、自主決策等類人化行為來提高技術(shù)質(zhì)量。對開發(fā)機(jī)電一體化產(chǎn)品來說，智能化并不能代表完全取代人，因此不能過度追求高智能和多智能。

4.2模塊化

機(jī)電一體化技術(shù)操作應(yīng)用的過程中，在未來的生產(chǎn)中，生產(chǎn)制造商將會逐漸變多，為了能夠促使機(jī)電一體化技術(shù)向著多功能和多層次結(jié)構(gòu)方向發(fā)展，而不需要格外的機(jī)電一體化技術(shù)升級和改裝，則可以通過設(shè)置模塊化進(jìn)行使用，以此能夠在模塊化的基礎(chǔ)上，設(shè)定功能模塊，促使在同一個主機(jī)控制下，進(jìn)行多功能的生產(chǎn)。如果在模塊生產(chǎn)運(yùn)營中出現(xiàn)問題，那么工作人員則需要對出現(xiàn)故障的模塊進(jìn)行維修，整體上降低了維修的幾率。

4.3網(wǎng)絡(luò)化

隨著計(jì)算機(jī)的普及、網(wǎng)絡(luò)化視野的打開，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和大數(shù)據(jù)時代的到來給人們?nèi)粘Ｉ罴翱蒲小⒃O(shè)計(jì)都帶來了巨大的便利。再加上網(wǎng)絡(luò)化依托經(jīng)濟(jì)全球化趨勢，新產(chǎn)品在被研制發(fā)出時，若能滿足人們的用戶體驗(yàn)，就會風(fēng)靡全球。同時，網(wǎng)絡(luò)的普及能使產(chǎn)品得到迅速推廣?，F(xiàn)場總線和局域網(wǎng)技術(shù)為家用電器網(wǎng)絡(luò)化的實(shí)現(xiàn)起到了推波助瀾的作用，通過借助家庭網(wǎng)絡(luò)能滿足人們足不出戶就可網(wǎng)購產(chǎn)品的功能。

4.4微型化

微型化是計(jì)算機(jī)產(chǎn)品在體積和規(guī)模上的一大發(fā)展趨勢和革新方向。微機(jī)電一體化產(chǎn)品，一般是指幾何尺寸最多為1cm的機(jī)電一體化產(chǎn)品。這一類產(chǎn)品有其自身優(yōu)點(diǎn)，即由于產(chǎn)品體積小、耗能少，能實(shí)現(xiàn)靈活攜帶，在應(yīng)用上非常方便。

4.5綠色化

過去中國制造業(yè)發(fā)展迅速，為經(jīng)濟(jì)創(chuàng)造效益的同時也產(chǎn)生不利影響，造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染，尤其近年來看到的霧霾正在影響著人們賴以生存的生態(tài)環(huán)境。因此保護(hù)環(huán)境資源、回歸自然也便成為了機(jī)電一體化產(chǎn)品研發(fā)的目標(biāo)和要求之一。綠色產(chǎn)品就是在這種呼聲下應(yīng)運(yùn)而生，未來綠色化也是時代的趨勢。綠色主要是指在設(shè)計(jì)、制造、使用和銷毀的生命環(huán)節(jié)中對可持續(xù)發(fā)展觀的落實(shí)和響應(yīng)，能以人們的健康生活為出發(fā)點(diǎn)設(shè)計(jì)相應(yīng)的產(chǎn)品，對生態(tài)環(huán)境無害或危害極少，堅(jiān)持資源分類并進(jìn)行回收，從而提高資源利用率。

結(jié)束語：

機(jī)電一體化是多種學(xué)科與技術(shù)結(jié)合的結(jié)晶，是制造技術(shù)發(fā)展的新方向，隨著數(shù)字化、信息化時代的加快，機(jī)電一體化在數(shù)控機(jī)床、人工智能、工業(yè)機(jī)器人、新型制造等領(lǐng)域?qū)⒉粩嗉涌熘悄芑?、模塊化、微型化和綠色化發(fā)展步伐，為我國社會生產(chǎn)提供更大的效益，為社會帶來更大的變革。

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