機電一體化應用領(lǐng)域與未來發(fā)展趨勢展望

李丹

摘 要： 機電一體化技術(shù)是對計算機技術(shù)、機械技術(shù)、自動控制技術(shù)和電子技術(shù)等的有機結(jié)合，為提高企業(yè)的工作效率發(fā)揮了重要作用。信息通信技術(shù)的進步，為機電一體化技術(shù)在未來進一步拓展發(fā)展領(lǐng)域提供了技術(shù)條件。文章就此試作論述。

關(guān)鍵詞： 機電一體化；應用領(lǐng)域；發(fā)展趨勢

改革開放四十年來，我國經(jīng)濟建設持續(xù)向好，科學技術(shù)也取得了非凡業(yè)績，這些都推動了機電一體化技術(shù)在生產(chǎn)領(lǐng)域在的發(fā)展應用。特別是在我國加入世界貿(mào)易組織關(guān)貿(mào)總協(xié)定（WTO）后，國外企業(yè)先進的生產(chǎn)技術(shù)逐步滲入到了我國市場，對我個企業(yè)造成了巨大沖擊，使我國企業(yè)面臨著激烈的市場競爭和巨大的外來挑戰(zhàn)，因此，從生產(chǎn)實踐出發(fā)，加大機電一體化技術(shù)在我國生產(chǎn)領(lǐng)域的應用研發(fā)力度，是必須重視的現(xiàn)實問題。

一、對機電一體化主要應用領(lǐng)域的分析

首先是機電一體化技術(shù)在數(shù)控機床方面的應用。改革開放后，我國數(shù)控機床技術(shù)發(fā)展很快，從實際應用情況來看，在功能、結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品制造和控制力度等方面都有了顯著進步，在這個基礎上引入機電一體化技術(shù)，將使數(shù)控機床的工作性能獲得進一步的提高，有利于數(shù)控機床進行高質(zhì)量的生產(chǎn)作業(yè)。例如，進入機電一體化技術(shù)后，可以通過一臺機床對多臺機床的性能同時進行控制，同時完成多項工作任務，這就極大的削減了企業(yè)的時間成本投入，提高企業(yè)的生產(chǎn)效率。并且，利用機電一體化技術(shù)還可以判斷問題產(chǎn)品和破損產(chǎn)品的情況，有利于企業(yè)的及時修復。

其次是機電一體化技術(shù)在工業(yè)用機器人方面的應用。長久以來，企業(yè)的工業(yè)用機器人由于受到技術(shù)條件的限制，其操作能力往往具有很大的局限性，通常只能做一些簡單的重復性動作，在實際工作中的應用效果并不大。尤其是當遇到需要以多種操作方式來完成一項工作的情況時，機器人簡單的操作功能就更沒法適應了。機電一體化技術(shù)的發(fā)展，為提高工業(yè)用機器人的實際操作性能奠定了技術(shù)基礎。機電一體化技術(shù)可以讓機器人具備多種先進的傳感軟件，機器人借此可以對操作對象進行信息獲取、處理、分析，并根據(jù)接到指令的不同而進行不同的操作，這樣一來，機器人就可以借助形式上的變換而適應不同的操作要求。機電一體化技術(shù)在工業(yè)用機器人方面的應用，減輕了企業(yè)一線生產(chǎn)工人的作業(yè)量。

第三是機電一體化技術(shù)在自動生產(chǎn)線方面的應用。所謂“自動生產(chǎn)線”，指的是“由工件傳送系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，將一組自動機床和輔助設備按照工藝順序聯(lián)結(jié)起來，自動完成產(chǎn)品全部或部分制造過程的生產(chǎn)系統(tǒng)?！睆奈覈壳肮I(yè)企業(yè)生產(chǎn)的總體情況來看，機電一體化技術(shù)在這些企業(yè)自動生產(chǎn)線上的應用已經(jīng)非常普遍，具有很大的廣泛性。這一方面緣于機電一體化技術(shù)本身的進步，自動化生產(chǎn)線被應用到企業(yè)生產(chǎn)中，不僅提高了企業(yè)的生產(chǎn)水平，而且還能夠為企業(yè)生產(chǎn)提供多種形式的服務，提高企業(yè)的生產(chǎn)效率；另一方面也得益于生產(chǎn)企業(yè)這些年的經(jīng)濟發(fā)展，生產(chǎn)企業(yè)這些年來的經(jīng)濟發(fā)展，對機電一體化技術(shù)的進步起到了很大的推動作用。

第四是機電一體化技術(shù)在計算機集成與制造系統(tǒng)中的應用。在應用機電一體化技術(shù)之前，企業(yè)部門間信息的傳遞使用的是傳統(tǒng)的方式，不僅傳遞速度慢，傳遞的準確性也受到影響。但是當把機電一體化技術(shù)應用在計算機集成與制造系統(tǒng)之中后，就突破了企業(yè)以往各部門及環(huán)節(jié)的限制，把各部門、各環(huán)節(jié)有機的結(jié)合在一起，這樣一來就大大的提高了企業(yè)各部門、各環(huán)節(jié)之間的信息傳遞速率，增強各部門、各環(huán)節(jié)之間的溝通協(xié)作能力，進而促進了計算機集成與制造系統(tǒng)動態(tài)的最優(yōu)化，提高企業(yè)的生產(chǎn)效能。

二、對機電一體化未來發(fā)展趨勢的展望

通過對機電一體化技術(shù)在實際生產(chǎn)領(lǐng)域應用情況的了解，我們可以看出，這是一個集機械技術(shù)、電子技術(shù)、計算機應用技術(shù)和自動控制技術(shù)等為一身的有機結(jié)合。隨著我國改革開放的持續(xù)深入進行，隨著全球經(jīng)濟一體化格局的逐步形成，機電一體化在提高企業(yè)市場競爭力方面所發(fā)展的作用也將更加突出。機電一體化技術(shù)的未來發(fā)展趨勢大致涵蓋了這樣幾個方面：

第一是高性能化方向。信息通信技術(shù)的發(fā)展推動了社會生產(chǎn)力的迅速進步，在信息時代，企業(yè)對生產(chǎn)力的要求會越來越高，機電一體化技術(shù)要適應信息時代企業(yè)對高生產(chǎn)力的要求，就要繼續(xù)在高性能方面加大研發(fā)力度，以滿足生產(chǎn)企業(yè)對發(fā)展高性能產(chǎn)品要求，使生產(chǎn)企業(yè)可以以新的生產(chǎn)方式進行高質(zhì)量的快速發(fā)展。

第二是網(wǎng)絡化方向。如今，我國經(jīng)濟發(fā)展已經(jīng)與計算機網(wǎng)絡高度融合在了一起，我國經(jīng)濟發(fā)展已經(jīng)進入了“互聯(lián)網(wǎng)+”時代，在“互聯(lián)網(wǎng)+”時代，無論是工業(yè)生產(chǎn)還是社會生活都離不開網(wǎng)絡，在這種經(jīng)濟形勢下，機電一體化技術(shù)的未來發(fā)展也必須要向著網(wǎng)絡化的方向邁進，也必須要與網(wǎng)絡技術(shù)進行高度融合，這樣才能與時代的節(jié)奏共同進步。

第三是環(huán)?；较颉－h(huán)境污染問題、資源枯竭問題、生態(tài)破壞問題等環(huán)保問題，是當今人類社會共同面臨的難題，已經(jīng)引起了國際社會的廣泛熱議，因此，機電一體化技術(shù)在未來的發(fā)展中也務必要充分考慮環(huán)境保護問題，盡可能的以節(jié)約資源、減少消耗、降低污染、保護生態(tài)環(huán)境為己任，這是當今人類社會發(fā)展的共同心愿。在未來的發(fā)展中，機電一體化技術(shù)在材料的選擇方面應盡量選取一些輕便、綠色和性價比較高的原材料，或者盡量選取一些高新技術(shù)材料，如高分子材料、智能材料、納米材料等等，沿著綠色經(jīng)濟的方向前進。

第四是光機電一體化方向。一般情況下，人們所說的機電一體化技術(shù)通常包含有傳感系統(tǒng)、信息處理系統(tǒng)以及能源系統(tǒng)等內(nèi)容，這是比較常規(guī)的機電一體化概念，而光機電一體化技術(shù)則與此不同，光機電一體化技術(shù)是由機械技術(shù)與激光-微電子等技術(shù)揉合融匯在一起而形成的新興技術(shù)，是一門跨學科的技術(shù)，是集激光技術(shù)、微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、信息技術(shù)、機械技術(shù)等為一體而結(jié)合成的綜合性高技術(shù)，它的各個組成部分（如機械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動控制技術(shù)、信息技術(shù)、傳感技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)、模擬量與數(shù)字量交換技術(shù)以及軟件技術(shù)等），在綜合成一個完整的系統(tǒng)中在相互配合上的要求非常嚴格。光機電一體化技術(shù)是機電一體化技術(shù)未來發(fā)展的一個重要方向，他可以推動機電一體化技術(shù)的進一步完善和發(fā)展，增強機電一體化技術(shù)的傳感能力和信息處理能力。

第五是柔性化方向。柔性化（FMS）是一組數(shù)控機床和其他自動化的工藝設備，由計算機信息控制系統(tǒng)和物料自動儲運系統(tǒng)有機結(jié)合的整體。柔性化技術(shù)的融入可以讓機電一體化技術(shù)建立自律分配系統(tǒng)，使系統(tǒng)內(nèi)部的各子系統(tǒng)之間處于一種既保持相互聯(lián)系又能夠相互獨立的狀態(tài)，因此既可以共同為總系統(tǒng)服務，又可以有自身的獨立性，增強機電一體化技術(shù)的適應性。柔性化方向也是機電一體化技術(shù)未來發(fā)展的主要方向之一。

第六是全息系統(tǒng)化方向。全息系統(tǒng)化有兩個主要特點，一是開放式總線結(jié)構(gòu)和模式化結(jié)構(gòu)，二是通信能力的顯著提高，前者有利于系統(tǒng)的任意裁剪和重組，后者有利于人機一體化技術(shù)的實現(xiàn)。

第七是微型化方向。機電一體化技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域和軍事領(lǐng)域的應用越來越多，微型化發(fā)展方向是這兩個領(lǐng)域?qū)C電一體化技術(shù)提出的客觀要求。

第八是智能化方向。智能化發(fā)展方向是機電一體化技術(shù)發(fā)展方向的總體趨勢，信息通信技術(shù)的成熟發(fā)展為機電一體化的智能化發(fā)展提供了技術(shù)支持，智能化將使機電一體化技術(shù)擁有更加廣闊的發(fā)展前景和拓展空間。

參考文獻

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