機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展趨勢分析

李紅光

摘要：在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的過程中，可以提供良好的技術(shù)支持和升級自動化的是機(jī)電一體化技術(shù)。機(jī)電一體化技術(shù)促進(jìn)機(jī)械行業(yè)的戰(zhàn)略改變，它是是許多科技發(fā)展的結(jié)晶，新一代的機(jī)械和電氣設(shè)備的發(fā)展，不僅為傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行改造的必然要求，也是促進(jìn)機(jī)械產(chǎn)品的更新，開拓新的領(lǐng)域，振興機(jī)械工業(yè)的必由之路，在一定階段上是社會生產(chǎn)力發(fā)展的必然。它完全改變了傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計方法和概念。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化；發(fā)展；技術(shù)

1 機(jī)電一體化結(jié)構(gòu)要素

電源、傳感、控制與信息處理、機(jī)械本體、傳動與執(zhí)行是機(jī)電一體化的基本結(jié)構(gòu)要素。一個可識別的信號被傳感器檢測參數(shù)部分和狀態(tài)系統(tǒng)本身和外部環(huán)境轉(zhuǎn)換，并且發(fā)送到信息處理單元，以及相應(yīng)的控制信息分析和處理，機(jī)械本體的所有功能部件的機(jī)械支撐結(jié)構(gòu)體系，其中包含機(jī)身、機(jī)架和機(jī)械連接，它的功能通常是由一個特殊的傳感器驅(qū)動在信息的控制下，完成各種動作和功能。根據(jù)控制信息和指令，執(zhí)行器通常執(zhí)行各種操作和功能。集中控制和信息處理部，存儲、分析和來自各傳感器流動，以檢測信息。根據(jù)一定的程序，相應(yīng)的給出指令來獲取信息處理的結(jié)果，從而控制整個系統(tǒng)的目的的行動。它通常由計算機(jī)，可編程控制器，數(shù)控設(shè)備和邏輯電路，A/D和D/A轉(zhuǎn)換，I/O（輸入和輸出）接口，計算機(jī)和外部設(shè)備組成。電源供給系統(tǒng)的功率和功率功能部分，驅(qū)動執(zhí)行器，使系統(tǒng)按照控制要求正常運(yùn)行。

2 機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用分析

2.1 過程控制中的應(yīng)用

伴隨著生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展生產(chǎn)規(guī)模越來越大，并且在生產(chǎn)過程變得越來越復(fù)雜。特別是在連續(xù)生產(chǎn)的過程中，尋求最佳的操作條件，實(shí)現(xiàn)自動控制已經(jīng)成為人們的主要目標(biāo)。高可靠性、安全性和反應(yīng)速度的機(jī)電一體化技術(shù)不僅可以提高生產(chǎn)過程的處理效率和準(zhǔn)確性，同時也簡化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)靈活、智能的生產(chǎn)目標(biāo)。

2.1.1 提高生產(chǎn)效率和加工精度

目前大多數(shù)機(jī)電產(chǎn)品（或系統(tǒng)）具有較強(qiáng)的自動控制、自動檢測、自動計算和連續(xù)運(yùn)行能力，大大縮短了輔助時間，增加了有效工作時間，大大提高了生產(chǎn)效率。例如，測量所花費(fèi)的時間，檢查，修復(fù)部分，查看圖紙是大約50分鐘花在普通車床的生產(chǎn)。數(shù)控機(jī)床的使用可以大大縮短輔助時間，使整個加工時間縮短一秒以上，提高生產(chǎn)效率。

之所以生產(chǎn)和加工互換性強(qiáng)且一致性好，是因?yàn)椴捎脵C(jī)電產(chǎn)品，自動調(diào)速，自動糾偏，自動補(bǔ)償，自動監(jiān)控等功能。

2.1.2 簡化產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)

微電子技術(shù)、電力電子技術(shù)和自動控制技術(shù)得到了迅速發(fā)展，一些大型結(jié)構(gòu)在最初的有機(jī)電子產(chǎn)品已經(jīng)被新的電子設(shè)備，極大地簡化了結(jié)構(gòu)的機(jī)電一體化產(chǎn)品。大齒輪結(jié)構(gòu)不僅可以實(shí)現(xiàn)無級變速控制，而且顯著提高機(jī)電產(chǎn)品的動態(tài)響應(yīng)速度和靈敏度。例如，使用電子調(diào)速系統(tǒng)。

2.1.3 靈活和智能生產(chǎn)過程控制的實(shí)現(xiàn)

當(dāng)現(xiàn)場流量變化時，只能重寫軟件程序改變機(jī)電設(shè)備的控制操作，特別適合靈活和智能操作控制生產(chǎn)過程。根據(jù)信息技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，機(jī)電一體化產(chǎn)品的工作狀態(tài)已基本實(shí)現(xiàn)了程序控制。

2.2 在工業(yè)技術(shù)中的應(yīng)用

2.2.1 應(yīng)用在農(nóng)業(yè)

（1）提高農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平和自動化機(jī)械產(chǎn)品。例如，新開發(fā)的播種機(jī)采用機(jī)電一體化技術(shù)，自動播種、自動驅(qū)動、自動校準(zhǔn)等功能可以有效地提高聯(lián)合收割機(jī)的性能，實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化技術(shù)。利用機(jī)電一體化技術(shù)，保證了機(jī)器運(yùn)行的穩(wěn)定性，減少了糧食收獲的損失同時實(shí)現(xiàn)了收割機(jī)切割速度的自動調(diào)節(jié)，還實(shí)現(xiàn)了收割機(jī)切削速度的自動調(diào)節(jié)。保證了機(jī)器運(yùn)行的穩(wěn)定性，減少了糧食收獲的損失。

（2）實(shí)現(xiàn)了農(nóng)田的智能化管理。利用機(jī)電一體化技術(shù)可以調(diào)節(jié)農(nóng)田和溫室的溫濕度并且改善作物生長環(huán)境。

2.2.2 機(jī)電一體化的應(yīng)用在智能制造

低成本制造技術(shù)隨著工業(yè)生產(chǎn)的需要而迅速發(fā)展。目前，在生產(chǎn)制造方面，我們主要使用非接觸式檢測方法和光纖傳感器，采用一個統(tǒng)一的、標(biāo)準(zhǔn)化的接口，適當(dāng)減少設(shè)計難度，主要是開發(fā)低成本的串行接口。隨著機(jī)電一體化在智能制造領(lǐng)域的逐步應(yīng)用，傳感器技術(shù)是其中的核心技術(shù)之一，更多的核心技術(shù)必將得到了應(yīng)用，必須保證其精度和靈敏度，并保證傳感器不是非目標(biāo)信號，將傳感器技術(shù)應(yīng)用到智能生產(chǎn)中，無傳感器網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)信息傳輸，在傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中傳感器是用來收集目標(biāo)信號，將其對計算機(jī)采集的信息進(jìn)行分析處理且控制整個生產(chǎn)過程。目前，機(jī)電一體化技術(shù)逐漸與智能制造技術(shù)相結(jié)合，以滿足生產(chǎn)的多樣化的需求。同時，這兩種技術(shù)的有機(jī)結(jié)合還提供了它們的發(fā)展更廣闊的空間。

2.2.3 應(yīng)用數(shù)控機(jī)床和自動生產(chǎn)線

作為一個生產(chǎn)大國，機(jī)床廣泛應(yīng)用于產(chǎn)品的生產(chǎn)過程。與此同時，它也極大地提高了我國經(jīng)濟(jì)水平。因此，我們必須更加注意機(jī)床的生產(chǎn)。我國機(jī)床制造與數(shù)控機(jī)床技術(shù)有著直接的聯(lián)系。隨著我國機(jī)電技術(shù)的不斷完善和發(fā)展，機(jī)床技術(shù)越來越成熟，但在綜合層面上仍處于世界的中心，需要不斷改進(jìn)。目前，機(jī)電一體化技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用是理想的，尤其是操作的準(zhǔn)確性和結(jié)構(gòu)。機(jī)電一體化技術(shù)的模塊化結(jié)構(gòu)和總線結(jié)構(gòu)建設(shè)的數(shù)控機(jī)床，應(yīng)該加強(qiáng)機(jī)電一體化技術(shù)在CPU和總線上的應(yīng)用，在開放式的設(shè)計、WOP技術(shù)和功能方面可以促進(jìn)智能數(shù)控機(jī)床的發(fā)展。除此之外使用過程中，控制計算機(jī)組成的單板計算機(jī)和單片機(jī)機(jī)，數(shù)控機(jī)床的準(zhǔn)確性已經(jīng)有效地改變，精度得到有效提高，在生產(chǎn)中取得了較好的技術(shù)支持。

此外，在自動化生產(chǎn)線，機(jī)電一體化技術(shù)還具有相當(dāng)廣泛的應(yīng)用，隨著國民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展自動化生產(chǎn)線和生產(chǎn)設(shè)備被廣泛應(yīng)用于工業(yè)建筑中。它扮演了一定的角色在促進(jìn)中國工業(yè)化進(jìn)程的發(fā)展。然而，從目前的發(fā)展?fàn)顩r來看，機(jī)電一體化技術(shù)還存在一些問題。因此在未來，有必要改善人機(jī)界面系統(tǒng)的設(shè)計促進(jìn)機(jī)電一體化技術(shù)的全面發(fā)展。

3 機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展趨勢

機(jī)電產(chǎn)品除了性能優(yōu)良外還在色彩、形狀等方面進(jìn)行協(xié)調(diào)關(guān)系，這些產(chǎn)品的使用更自然，更接近人們的習(xí)慣。其中的智能是指機(jī)電產(chǎn)品需要一定程度的智能，使其具有邏輯思維、判斷力和推理能力，具有獨(dú)立的決策能力。自動化是指機(jī)電產(chǎn)品與其自身的能源，如太陽能電池、燃料電池和大容量電池的集成，國際化與人性化五是各類產(chǎn)品發(fā)展的必然方向。

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起和快速發(fā)展，社會各個領(lǐng)域都發(fā)生了巨大的變化。隨著網(wǎng)絡(luò)的普及，各種基于網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)，遠(yuǎn)程終端設(shè)備的本身是機(jī)電一體化產(chǎn)品，現(xiàn)場總線和LAN技術(shù)使網(wǎng)絡(luò)設(shè)備成為可能。

數(shù)字微控制器和接口技術(shù)的發(fā)展為數(shù)控機(jī)床等機(jī)電產(chǎn)品的數(shù)字化奠定了基礎(chǔ)。如虛擬設(shè)計，計算機(jī)集成制造等，為數(shù)字設(shè)計和制造的工具，機(jī)器人和計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的迅速崛起鋪平了道路。

對于各種機(jī)電產(chǎn)品和制造商來說，開發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、電源接口和環(huán)境接口的機(jī)電模塊是一項復(fù)雜而有前景的任務(wù)，可見，模塊化是一項重要而又困難的工程。

4 結(jié)語

總之，機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用創(chuàng)造了巨大的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益，有效的降低了安全問題發(fā)生的可能性以及生產(chǎn)加工過程中對人力物力的過度消耗。機(jī)電一體化技術(shù)包括信息的有機(jī)結(jié)合傳感器技術(shù)、電氣與電子技術(shù)、接口技術(shù)、機(jī)械技術(shù)和其他技術(shù)，可以集成到實(shí)際操作。

參考文獻(xiàn)

[1]李鵬.機(jī)電一體化技術(shù)在機(jī)械工程上的應(yīng)用及發(fā)展趨勢[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016（8）：148-148.

[2]倪飛.機(jī)電一體化在工程機(jī)械中的應(yīng)用分析[J].科技致富向?qū)В?015（11）：277-277.

（作者身份證號碼：1302231988****5519）