淺析機(jī)電一體化技術(shù)的創(chuàng)新及發(fā)展

朱華僑

【摘 要】現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，極大地推動(dòng)了不同學(xué)科的交叉與滲透，導(dǎo)致了工程領(lǐng)域的技術(shù)革命與改造。機(jī)電一體化技術(shù)就是將機(jī)械、電子與信息技術(shù)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，以實(shí)現(xiàn)工業(yè)產(chǎn)品和生產(chǎn)過(guò)程整體最優(yōu)化的一種高新技術(shù)，在工業(yè)生產(chǎn)和工程控制領(lǐng)域具有重要應(yīng)用價(jià)值。本文對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)單分析，并探討了機(jī)電一體化技術(shù)的創(chuàng)新及發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】機(jī)電一體化技術(shù)；創(chuàng)新；發(fā)展

機(jī)電一體化技術(shù)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，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。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)不斷的研究才能使機(jī)電一體化技術(shù)的功能更加完善，進(jìn)一步推動(dòng)我國(guó)工業(yè)技術(shù)改革。

一、機(jī)電一體化技術(shù)概述

機(jī)電一體化技術(shù)指的是機(jī)械技術(shù)與微電子技術(shù)的一體化，其中包括了計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、傳感技術(shù)、自動(dòng)化控制技術(shù)、集成技術(shù)等多種類型。其中常見(jiàn)的機(jī)電一體化技術(shù)有以下幾種：第一，傳感技術(shù)，通過(guò)傳感器對(duì)機(jī)械設(shè)備、電氣設(shè)備的運(yùn)行信息進(jìn)行采集、監(jiān)測(cè)，從而方便操作人員全面了解機(jī)電設(shè)備的狀態(tài)，制定科學(xué)的控制方案；第二，自動(dòng)控制技術(shù)，可以根據(jù)工程機(jī)械的操作要求，構(gòu)建完善的自動(dòng)化系統(tǒng)，通過(guò)PID控制原理，實(shí)現(xiàn)機(jī)電設(shè)備的自動(dòng)化控制，尤其對(duì)于煤礦工程機(jī)械具有重要的應(yīng)用價(jià)值；第三，信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)機(jī)電信息的標(biāo)準(zhǔn)化、科學(xué)化管理，可以通過(guò)計(jì)算機(jī)分析和計(jì)算機(jī)電設(shè)備的相關(guān)運(yùn)行數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備信息的自動(dòng)化處理，提高設(shè)備的控制效率。自動(dòng)生產(chǎn)線與自動(dòng)機(jī)械的應(yīng)用是機(jī)電一體化技術(shù)在智能制造中應(yīng)用的一種具體體現(xiàn)，利用人機(jī)界面控制裝置、可編程序控制裝置、光電控制系統(tǒng)等實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，例如飲料自動(dòng)生產(chǎn)線、印刷包裝生產(chǎn)線、高速香煙生產(chǎn)線中都體現(xiàn)了機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。此外，我國(guó)的數(shù)控機(jī)床技術(shù)離不開(kāi)機(jī)電一體化技術(shù)的支持，把機(jī)電一體化技術(shù)運(yùn)用在數(shù)控制造中，能夠提高機(jī)械加工的精準(zhǔn)度，并且還能夠使工作效率得以有效提升。

二、機(jī)電一體化技術(shù)的創(chuàng)新

1.造型和功能的創(chuàng)新

隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，我國(guó)的機(jī)電一體化將在在造型和功能方面實(shí)現(xiàn)更好的創(chuàng)新，這樣可以更好的滿足人們對(duì)于機(jī)電一體化產(chǎn)品的需求。例如，在產(chǎn)品的造型方面，機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用將會(huì)大大的增加產(chǎn)品造型的美觀程度，滿足人們對(duì)于產(chǎn)品造型的需求。另外，在功能方面也會(huì)得到全面的創(chuàng)新，機(jī)電一體化產(chǎn)品的功能將會(huì)越來(lái)越多樣化，以滿足用戶不同時(shí)期的不同需求，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品功能的全面化和多樣化。

2.生產(chǎn)材料的創(chuàng)新

在政府倡導(dǎo)可持續(xù)發(fā)展的理念下，將來(lái)環(huán)保綠色的材料一定會(huì)更受市場(chǎng)的歡迎，可以根據(jù)具體的產(chǎn)品需要來(lái)選擇具體的材料。機(jī)電一體化將會(huì)廣泛應(yīng)用納米材料等創(chuàng)新性強(qiáng)的材料。生產(chǎn)材料的創(chuàng)新可以極大提高產(chǎn)品的便捷性，延長(zhǎng)產(chǎn)品的使用壽命。此外，我國(guó)應(yīng)該遵循可持續(xù)發(fā)展理念，將環(huán)保帶入到機(jī)電一體化中，盡量選擇綠色的生產(chǎn)材料，倡導(dǎo)與自然的和諧統(tǒng)一，開(kāi)發(fā)新的技術(shù)來(lái)最大限度降低對(duì)環(huán)境的影響。

3.產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新

市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下，客戶的需求是多樣的，如果產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)過(guò)于單一，就會(huì)難以滿足現(xiàn)代工業(yè)客戶的獨(dú)特的生產(chǎn)控制需求，必須要應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)使得產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)更加豐富。機(jī)電一體化產(chǎn)品在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的過(guò)程中，就需要進(jìn)行產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上的創(chuàng)新。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新主要體現(xiàn)在傳動(dòng)方式、物理機(jī)械結(jié)構(gòu)、動(dòng)力裝置以及周邊設(shè)備搭接形式等方面的創(chuàng)新。對(duì)于產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)進(jìn)行一定程度上的創(chuàng)新，從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)可以品結(jié)構(gòu)層次豐富化、多樣化的目標(biāo)。

4.控制技術(shù)的創(chuàng)新

傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)備在操作方面具有較大的繁瑣性，再加上在工作的過(guò)程中需要人為實(shí)現(xiàn)機(jī)器的操作運(yùn)行，這往往就會(huì)提升人工操作機(jī)器設(shè)備的危險(xiǎn)性。機(jī)電一體化就是能較好地避免這些潛在危險(xiǎn)的發(fā)生，可以有效地實(shí)現(xiàn)在機(jī)械設(shè)備的操作運(yùn)行中的便捷性、安全性、自動(dòng)化與高效性。例如，在機(jī)電一體化中運(yùn)用電子技術(shù)、光子技術(shù)或者現(xiàn)代新型的信息技術(shù)，并在此基礎(chǔ)之上加以創(chuàng)新就會(huì)實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的便捷性、智能化與高效性，有利于進(jìn)一步促進(jìn)機(jī)電一體化的創(chuàng)新發(fā)展的進(jìn)程。

三、機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展

1.微型化

隨著信息技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，在各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域中，微型化技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。機(jī)電一體化技術(shù)作為現(xiàn)代新型技術(shù)，也將會(huì)在生產(chǎn)中有效引入微型化技術(shù)。例如，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。在機(jī)電一體化產(chǎn)品中使用微型化技術(shù)，可以讓產(chǎn)品達(dá)到微型的目標(biāo)，從而對(duì)于生產(chǎn)的移動(dòng)以及運(yùn)輸會(huì)帶來(lái)一定的便利性，可以有效的降低相關(guān)人員的負(fù)擔(dān)，從而可以達(dá)到有效提高工作效率的目標(biāo)。

2.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。

3.網(wǎng)絡(luò)化

隨著信息技術(shù)的發(fā)展和推廣，我國(guó)的工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)等領(lǐng)域都面臨著一系列的變革要求。信息技術(shù)能夠打破空間限制，使得全球的生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)都有效聯(lián)合在一起，形成經(jīng)濟(jì)全球化的局面。隨著網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的持續(xù)發(fā)展和全面普及，各種各樣的監(jiān)視技術(shù)和遠(yuǎn)程控制技術(shù)也會(huì)得到快速發(fā)展并且成為社會(huì)熱點(diǎn)，而遠(yuǎn)程控制終端設(shè)備的研發(fā)離不開(kāi)機(jī)電一體化技術(shù)的運(yùn)用。例如，家電的網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展是未來(lái)的一個(gè)必然趨勢(shì)，不僅可以提高人們生活的舒適度和便捷性，同時(shí)也讓機(jī)電一體化的網(wǎng)絡(luò)趨勢(shì)發(fā)展更加明顯。

4.智能化

在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的情況下，機(jī)電一體化將會(huì)漸漸地實(shí)現(xiàn)智能化。與普通的產(chǎn)品相比較，智能化的機(jī)電一體化產(chǎn)品能夠更好的進(jìn)行觀察和推理判斷，并且能夠根據(jù)具體的情況及時(shí)的采取一些相對(duì)應(yīng)的解決對(duì)策。例如，智能機(jī)器人能夠?qū)Χ喾N信息進(jìn)行識(shí)別、處理和獲取，同時(shí)完成一些比較復(fù)雜的操作任務(wù)，相對(duì)于一些工業(yè)機(jī)器人，智能機(jī)器人的機(jī)動(dòng)性和靈活性更強(qiáng)，應(yīng)用領(lǐng)域也更加廣泛，在一些非制造領(lǐng)域和制造領(lǐng)域，機(jī)器人有著非常重要甚至是不可或缺的地位，比如軍事、救災(zāi)、醫(yī)用、工程機(jī)械、核工業(yè)等各個(gè)方面，都可以替代人工完成各種任務(wù)。

四、結(jié)束語(yǔ)

總而言之，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)水平的進(jìn)步，傳統(tǒng)的機(jī)械工業(yè)早已落后于時(shí)代的腳步，必須對(duì)其進(jìn)行技術(shù)革新才能滿足人們的需求。機(jī)電一體化充分結(jié)合了傳統(tǒng)機(jī)械工業(yè)和現(xiàn)代高科技的優(yōu)勢(shì)，極大地提高了生產(chǎn)效率。在科學(xué)技術(shù)的推動(dòng)下，機(jī)電一體化技術(shù)將會(huì)朝著微型化、柔性化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化的方向發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域也會(huì)得到有效的拓寬，為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)做出更多、更大的貢獻(xiàn)。

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