探索機電一體化的創(chuàng)新及發(fā)展方向

李祥貞

（新汶礦業(yè)集團生產(chǎn)服務(wù)分公司采掘二部，山東 泰安 271413）

引言

機電一體化技術(shù)簡單來說就是電子學和機械學兩個學科的緊密結(jié)合，由于機電一體化技術(shù)的產(chǎn)生，促使傳統(tǒng)機械朝著更加人性化、智能化的方向轉(zhuǎn)變[1]。就我國當前機電一體化技術(shù)應用領(lǐng)域來看，特別在數(shù)控機床方面的應用比較廣泛，隨著科技的發(fā)展，我國自主產(chǎn)權(quán)加工數(shù)控機床的平臺越來越多，已形成以數(shù)控機床企業(yè)及精密機床工程技術(shù)研究中心，為主體的數(shù)控機床體系。在數(shù)控機床的復合加工以及先進制造技術(shù)方面，獲得了突破性的進展，打破了以往發(fā)達國家在數(shù)控技術(shù)方面的壟斷局面[2]。我國目前已在傳感器和自動化儀表方面實現(xiàn)了機電一體化產(chǎn)品的微型化、高精度以及智能化。

一、機電一體化技術(shù)

機電一體化是機械工程方面的技術(shù)，融合了信息、電子、計算機、機械制造等多學科，將其作用于工業(yè)產(chǎn)品的研制、設(shè)計和生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)，促使各個環(huán)節(jié)都能夠有效配合協(xié)作，實現(xiàn)良好的有序管理，這對提高工業(yè)技術(shù)水平具有十分重要的幫助。與其他相關(guān)技術(shù)相比，機電一體化技術(shù)是多項技術(shù)融合發(fā)展后的綜合體，所以在對其進行研究的過程中，應該綜合考慮多項核心技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展，才能探索制作多功能的產(chǎn)品設(shè)備[3]。目前所應用的機電一體化技術(shù)，主要有以下幾方面的特點：1）體積小重量輕。隨著機械技術(shù)、信息技術(shù)等方面的創(chuàng)新發(fā)展，使得很多的機電一體化設(shè)備變得越來越小。2）生產(chǎn)速度快。為了應對市場經(jīng)濟的需求，很多的機電一體化設(shè)備的生產(chǎn)制造本身，也采取很多高效保質(zhì)的生產(chǎn)工藝。3）高安全性。在機電一體化中應用很多最新的信息技術(shù)，僅僅通過對計算機進行操作即可，對于實際操作提供了很大的安全保障。

二、機電一體化產(chǎn)品創(chuàng)新分析

（一）產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

產(chǎn)品結(jié)構(gòu)創(chuàng)新作為機電一體化產(chǎn)品設(shè)計過程中非常重要的一項內(nèi)容，主要體現(xiàn)在動力裝置、物理機械結(jié)構(gòu)、傳動方式以及和周邊設(shè)施的搭接方面，其目的是實現(xiàn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的多樣化及層次的豐富性。

（二）產(chǎn)品外觀

現(xiàn)如今，隨著生活水平的提高，人們對于審美方面有了更高的要求，產(chǎn)品的外觀也是吸引客戶的重要手段[4]。因此，未來在機電一體化產(chǎn)品的生產(chǎn)設(shè)計過程中，除產(chǎn)品質(zhì)量及性能這一首要考慮的環(huán)節(jié)外，會更加注重對產(chǎn)品外觀及造型方面的創(chuàng)新，盡可能的使產(chǎn)品外觀獲得客戶的認可。機電一體化產(chǎn)品的質(zhì)量、性能以及外觀創(chuàng)新方面缺一不可。

（三）產(chǎn)品材料

在機電一體化產(chǎn)品創(chuàng)新過程中，產(chǎn)品材料的創(chuàng)新也是其中非常重要的一個環(huán)節(jié)，實現(xiàn)產(chǎn)品材料的創(chuàng)新需滿足兩個條件：一是對機電一體化產(chǎn)品的材料進行創(chuàng)新，比如納米材料及合金材料的應用；二是在創(chuàng)新的同時能夠滿足人們的現(xiàn)實需要，比如采用一些質(zhì)量較輕、耐熱性較好以及體積比較小的材料。

（四）產(chǎn)品功能

在未來，隨著機電一體化技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)品功能方面會更加豐富及多樣，即便一個比較單一的產(chǎn)品，在功能方面實現(xiàn)多樣化，也能夠全方位滿足客戶的需求。其次，就產(chǎn)品功能創(chuàng)新方面，國家大力支持，企業(yè)資金投入少回報大，企業(yè)很容易達到智能化的生產(chǎn)目標，從而占據(jù)市場份額。

三、探索機電一體化在未來的發(fā)展方向

（一）智能化

機電一體化技術(shù)在發(fā)展進步的過程中，逐漸與人工智能技術(shù)、計算機技術(shù)等先進技術(shù)相融合，使其開始具備與人類相似的邏輯思維判斷能力，能夠得出更為科學的決策，從而對工業(yè)生產(chǎn)進行更有效的合理控制，從而逐漸朝著智能化方向發(fā)展。在未來的研究過程中，也應該注重引入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，更加充分的運用人工智能技術(shù)，從而引導機電一體化技術(shù)朝著更為廣闊的空間發(fā)展。

（二）模塊化

機電一體化產(chǎn)品的種類豐富，所有產(chǎn)品在生產(chǎn)加工的過程中都需要重點把握，產(chǎn)品接口的開發(fā)應該嚴格遵照相關(guān)的標準，從而面向模塊化的方向發(fā)展。對各項控制單元的設(shè)置應該不斷加強，促使相關(guān)功能更加完善，包括智能化速度調(diào)節(jié)、優(yōu)化動力性能、處理視覺和圈像等，從而更加能夠滿足人們的多種使用需求。在促進機電一體化技術(shù)模塊化的過程中，要想開放制造功能更為完善的新型機電產(chǎn)品，就應該更深層次開發(fā)標準單元，通過建立相關(guān)標準使得部件與接口之間能夠匹配，建立統(tǒng)一化的產(chǎn)品生產(chǎn)標準，不斷提高企業(yè)產(chǎn)品的技術(shù)含量。

（三）微型化

隨著蝕刻技術(shù)的產(chǎn)生和運用，微米、納米、亞微米等幾何尺寸元件的制造已經(jīng)得到了實現(xiàn)，通過相關(guān)機電一體化技術(shù)的有效運用，改變了以往產(chǎn)品設(shè)備體積大、重量重、占空間等弊端，呈現(xiàn)出了微型化的發(fā)展趨勢。在電子技術(shù)與機械技術(shù)不斷融合的過程中，傳感器及機械機體等部件都能在微型元件上集結(jié)，使得機電產(chǎn)品更加輕便和美觀。

（四）環(huán)?；?/h3>

生態(tài)環(huán)境保護目前已經(jīng)成為一個重要的社會發(fā)展方向，工業(yè)化生產(chǎn)確保了人們的生活質(zhì)量，但也帶來了大量的資源消耗，產(chǎn)生了各種生態(tài)破壞問題，因此機電一體化也應該注重堅持綠色化發(fā)展理念，將節(jié)能減排落實到生產(chǎn)制造的各個環(huán)節(jié)之中，促進綠色可持續(xù)發(fā)展。

結(jié)語

機電一體化技術(shù)的發(fā)展，促進了工業(yè)生產(chǎn)過程中機電一體化產(chǎn)品的創(chuàng)新及發(fā)展，也為未來工業(yè)機電一體化發(fā)展創(chuàng)造了機遇。企業(yè)為順應時代的發(fā)展要求，滿足人們生產(chǎn)及生活方面的需求，并保有市場份額，應不斷對現(xiàn)有技術(shù)加以創(chuàng)新和改進，并將該項技術(shù)涉及的各個學科進行相互交融，特別是對微電子學、機械學以及電子信息學等技術(shù)學科方面進行融合研究，從而使機電一體化這一專項技術(shù)得以創(chuàng)新和可持續(xù)發(fā)展。