機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)及應(yīng)用研究

秦引航

摘 要：伴隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，人們的工作、生活節(jié)奏越來(lái)越快，因此對(duì)生產(chǎn)效率方面也提出了更高的要求。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)也得到了進(jìn)一步推動(dòng)，該技術(shù)可以滿足目前人們的實(shí)際生產(chǎn)需要。所謂機(jī)電一體化就是將微機(jī)技術(shù)、機(jī)械、電子科技等進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，從而全面提升生產(chǎn)效率。因此，可以將該技術(shù)看作提高生產(chǎn)力的一門技術(shù)?，F(xiàn)階段機(jī)電一體化被應(yīng)用到生產(chǎn)、生活的各個(gè)領(lǐng)域中，受到各界的廣泛關(guān)注，在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占據(jù)著越來(lái)越重要的地位。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化；計(jì)算機(jī)；機(jī)械

中圖分類號(hào)：TH39 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 前言

在20世紀(jì)70年代人們提出了機(jī)電一體化理論，隨后相關(guān)人員對(duì)該技術(shù)進(jìn)行了大量研究，因此計(jì)算機(jī)、電子、集成電路等多項(xiàng)技術(shù)得到了飛速發(fā)展，取得了良好的研究成果，機(jī)電一體化技術(shù)也得到了進(jìn)一步發(fā)展，并被應(yīng)用到更多的領(lǐng)域中。機(jī)電一體化正處于逐步發(fā)展、完善的階段，該技術(shù)的發(fā)展提高了生產(chǎn)質(zhì)量，并且在一定程度上促進(jìn)了機(jī)械工業(yè)的發(fā)展?；诖耍撐膶?duì)機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)及應(yīng)用前景進(jìn)行研究，希望可以促進(jìn)機(jī)電一體化行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

1 機(jī)電一體化技術(shù)

機(jī)電一體化是機(jī)械工程范疇中的一個(gè)概念，機(jī)電一體化技術(shù)是融合電子、計(jì)算機(jī)、信息、機(jī)械制造等眾多技術(shù)為一體的學(xué)科，該技術(shù)將諸多技術(shù)進(jìn)行了有機(jī)結(jié)合。機(jī)電一體化技術(shù)的定義是指工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)中的研制階段、設(shè)計(jì)階段、生產(chǎn)階段的所有過(guò)程，機(jī)械工程以及計(jì)算機(jī)、電子、信息等技術(shù)共同作用于工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)中，利用各項(xiàng)技術(shù)使工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)得到有效協(xié)作，并得到相應(yīng)的管理。這一技術(shù)的高速發(fā)展促進(jìn)了工業(yè)技術(shù)水平的提高，目前全球都在研究機(jī)電一體化技術(shù)的相關(guān)知識(shí)，并不斷拓展其應(yīng)用。

2 機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)

2.1 光機(jī)電一體化

機(jī)電一體化的傳統(tǒng)模式涵蓋了傳感技術(shù)、能源技術(shù)、機(jī)械結(jié)構(gòu)以及信息處理技術(shù)等幾大板塊。光學(xué)技術(shù)在機(jī)電一體化中的有效應(yīng)用，使其動(dòng)力系統(tǒng)、傳感技術(shù)以及信息處理技術(shù)得到了改善，并拓展了相關(guān)功能，所以，光機(jī)電一體化是其未來(lái)發(fā)展的主要方向。

2.2 智能一體化

最近幾年機(jī)電一體化技術(shù)越來(lái)越完善，該技術(shù)的智能化特點(diǎn)逐漸突顯，主要體現(xiàn)在機(jī)電一體化邏輯思維能力及推理判別能力的逐步提高，機(jī)電一體化技術(shù)的智能化使其控制效果不斷加強(qiáng)。象數(shù)控機(jī)床智能化或者智能化機(jī)器人等。

2.3 網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)產(chǎn)品

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在20世紀(jì)末獲得了飛速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)了工業(yè)領(lǐng)域、科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的改革進(jìn)程。同時(shí)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展加快了經(jīng)濟(jì)全球化的進(jìn)程，促使質(zhì)量更高、功能更強(qiáng)的機(jī)電一體化產(chǎn)品不斷出現(xiàn)，這些產(chǎn)品通過(guò)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)能夠有效地實(shí)現(xiàn)全球產(chǎn)銷。在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用日漸廣泛的情況下，與機(jī)電一體化產(chǎn)品相關(guān)的產(chǎn)品也得到了迅速發(fā)展。象遠(yuǎn)程控制技術(shù)、監(jiān)控技術(shù)等。可見(jiàn)，網(wǎng)絡(luò)化也是機(jī)電一體化技術(shù)的重要發(fā)展趨勢(shì)。

2.4 微型化

微型化指的是機(jī)電一體化1 m3以下產(chǎn)品向微米、納米等趨勢(shì)發(fā)展。在蝕刻技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)上，目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了亞微米等幾何尺寸元件的制造，如果將這類產(chǎn)品應(yīng)用在實(shí)際生產(chǎn)中，將不用對(duì)機(jī)械部分以及控制機(jī)部分進(jìn)行區(qū)分。在這種情況下，將達(dá)到機(jī)械技術(shù)與電子技術(shù)的有效結(jié)合，傳感器和操作部分以及機(jī)械機(jī)體等部件可以有效地集結(jié)在體積很小的元件上。可見(jiàn)，機(jī)電一體化的主要發(fā)展趨勢(shì)之一是微型化。

2.5 柔性化自律分配系統(tǒng)

通過(guò)分析得知，機(jī)電一體化在將來(lái)的發(fā)展中控制系統(tǒng)以及執(zhí)行系統(tǒng)將會(huì)具備良好的冗余度和柔性化功能，該技術(shù)可以更好的應(yīng)對(duì)突發(fā)情況，進(jìn)而形成良好的自律分配體系。在這一體系中，眾多子系統(tǒng)服務(wù)于總控制系統(tǒng)，但各子系統(tǒng)之間又保持獨(dú)立性，每個(gè)系統(tǒng)都具備自律功能，可以根據(jù)環(huán)境的變化做出有效應(yīng)對(duì)。子系統(tǒng)表現(xiàn)出的顯著特點(diǎn)就是其自身可以形成信息，同時(shí)對(duì)這些信息進(jìn)行附加，并基于總控制體系對(duì)具體的行為進(jìn)行改變，這一發(fā)展模式可以讓系統(tǒng)具備更強(qiáng)的柔性功能，同時(shí)子系統(tǒng)在發(fā)生故障時(shí)不會(huì)阻礙總控制體系的運(yùn)行。

2.6 綠色化產(chǎn)品設(shè)計(jì)

科學(xué)技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)了工業(yè)水平的提升，在此基礎(chǔ)上人們對(duì)于物質(zhì)水平的要求有所提高。隨著工業(yè)水平的不斷發(fā)展，環(huán)境問(wèn)題越發(fā)突顯，因此人們對(duì)環(huán)境保護(hù)問(wèn)題越發(fā)重視，并且提出了可持續(xù)發(fā)展理念，現(xiàn)階段綠色生產(chǎn)理念逐漸深入人心，綠色化產(chǎn)品設(shè)計(jì)也成為當(dāng)下機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)。生產(chǎn)和使用綠色化產(chǎn)品，不僅可以保護(hù)環(huán)境，而且可以保證人類健康，并且在促進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)上使人類的生存環(huán)境得到有效維護(hù)。綠色化產(chǎn)品的應(yīng)用有效地提升了資源的利用效率，促進(jìn)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，所以綠色化產(chǎn)品設(shè)計(jì)在機(jī)電一體化發(fā)展進(jìn)程中有著廣闊的前景。

3 機(jī)電一體化應(yīng)用發(fā)展

現(xiàn)階段人們對(duì)機(jī)電產(chǎn)品的質(zhì)量與性能提出了更高的要求，并且在機(jī)電產(chǎn)品生產(chǎn)效率、控制噪音方面的要求也在逐漸提高。基于這種情況，機(jī)電產(chǎn)品中逐漸生產(chǎn)出了形狀各異的產(chǎn)品部件，這些部件在空間曲面上具有更高的復(fù)雜性，并且這些部件需要使用高超的制造技術(shù)進(jìn)行制造。而機(jī)電一體化技術(shù)具備良好的智能控制能力，在這些產(chǎn)品的生產(chǎn)和制造中擁有較好的發(fā)展前景。

3.1 數(shù)控機(jī)床

數(shù)控機(jī)床在機(jī)電一體化技術(shù)迅速發(fā)展的基礎(chǔ)上得到了完善，無(wú)論在結(jié)構(gòu)功能、運(yùn)行方面，還是基于控制的效果及精度方面得到了較好的發(fā)展。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是隨著機(jī)電一體化技術(shù)的高速發(fā)展，數(shù)控機(jī)床可以達(dá)到多過(guò)程以及多渠道的協(xié)同管理的目標(biāo)，可以利用一臺(tái)機(jī)床同時(shí)完成多項(xiàng)任務(wù)，在機(jī)床的運(yùn)行環(huán)節(jié)可以完成自檢刀具以及控制機(jī)械手等。

3.2 柔性制造

柔性制造系統(tǒng)就是一種計(jì)算機(jī)化的制造體系，該體系涵蓋了計(jì)算機(jī)部件、數(shù)控機(jī)床部件、自動(dòng)搬運(yùn)部件以及自動(dòng)存儲(chǔ)部件等。柔性制造系統(tǒng)可以依據(jù)生產(chǎn)任務(wù)隨時(shí)隨地制定生產(chǎn)計(jì)劃，同時(shí)對(duì)各部門展開(kāi)有效的協(xié)調(diào)指導(dǎo)。因?yàn)闄C(jī)電一體化技術(shù)的迅速發(fā)展，柔性制造系統(tǒng)得到了逐步完善，在多種類、中小批量以及需要經(jīng)常變換設(shè)計(jì)的相關(guān)零散部件生產(chǎn)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，機(jī)電一體化技術(shù)是社會(huì)發(fā)展的結(jié)晶，該技術(shù)是科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的產(chǎn)物。伴隨經(jīng)濟(jì)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)由人力逐漸過(guò)渡到技術(shù)，可見(jiàn)，機(jī)電一體化技術(shù)的有效應(yīng)用促進(jìn)了社會(huì)的發(fā)展。機(jī)電一體化技術(shù)正在逐步完善與發(fā)展，將會(huì)被應(yīng)用到越來(lái)越多的領(lǐng)域當(dāng)中，相關(guān)研究人員需要不斷完善機(jī)電一體化技術(shù)，使該技術(shù)向更好的方向發(fā)展，為機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用奠定良好的基礎(chǔ)。

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