淺談機(jī)電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

馬英華

【摘 要】在機(jī)械工業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展過程中，機(jī)電一體化技術(shù)是微電子技術(shù)、微機(jī)技術(shù)向機(jī)械工業(yè)智能化中滲透所形成的一項(xiàng)技術(shù)，使機(jī)械工業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、技術(shù)結(jié)構(gòu)和功能、管理體系、生產(chǎn)方式等發(fā)生了很大的改變。機(jī)電一體化技術(shù)為相關(guān)技術(shù)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，如生物技術(shù)、材料技術(shù)、信息技術(shù)等，在機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床、家用智能電器、無人駕駛汽車等領(lǐng)域中得到有效應(yīng)用[1]。因此，在未來的行業(yè)發(fā)展中，機(jī)電一體化的技術(shù)水平將得到進(jìn)一步提升。

【Abstract】In the development process of mechanical industry， mechatronics technology is a technology formed by the penetration of micro-electronic technology and micro-computer technology in the intelligent mechanical industry， which has greatly changed the industrial structure， technical structure and function， management system and production mode of the mechanical industry. Mechatronics technology has laid a foundation for the development of related technologies， such as biotechnology， material technology， information technology， etc.， and has been effectively applied in robotics， CNC machine tools， household intelligent appliances， driverless cars and other fields[1]. Therefore， in the future development of the industry， the technical level of mechatronics will be further enhanced.

【關(guān)鍵詞】機(jī)電一體化技術(shù);現(xiàn)狀;發(fā)展趨勢(shì)

【Keywords】mechatronics technology; present situation; development trend

【中圖分類號(hào)】TH-39? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章編號(hào)】1673-1069（2019）07-0175-02

1 引言

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)已在工業(yè)領(lǐng)域得到廣泛地應(yīng)用。機(jī)電一體化指的是將系統(tǒng)作為出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)用各項(xiàng)技術(shù)，如機(jī)械技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息轉(zhuǎn)換技術(shù)等，并引進(jìn)先進(jìn)的軟件程序和編程技術(shù)，在各個(gè)行業(yè)得到有效地應(yīng)用。機(jī)電一體化技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域中的有效應(yīng)用，為企業(yè)創(chuàng)造了更多的經(jīng)濟(jì)效益，保障了產(chǎn)品生產(chǎn)的高效性和可靠性?；诖?，文章分析了機(jī)電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀，研究了機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。

2 機(jī)電一體化的相關(guān)內(nèi)容

在機(jī)電一體化的長(zhǎng)期發(fā)展中，已有了豐富的理論基礎(chǔ)，并與很多先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行了有效融合，逐漸發(fā)展成一門新的學(xué)科，在科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展中，融入了更多新的內(nèi)容，并賦予了新的內(nèi)涵。機(jī)電一體化是從整體發(fā)展的角度，將各項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行有效融合，如微電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、接口技術(shù)等，通過制定科學(xué)合理的目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了各項(xiàng)系統(tǒng)目標(biāo)的精細(xì)化，有效地對(duì)各項(xiàng)功能進(jìn)行了劃分，使得各個(gè)單元的工作范圍更加明確，為生產(chǎn)的整體質(zhì)量和可靠性提供了保障，減少了能源的消耗量，并衍生出了很多產(chǎn)品種類。因此，機(jī)電一體化指的是技術(shù)和產(chǎn)品，但機(jī)電一體化是在以多項(xiàng)技術(shù)為載體的基礎(chǔ)上，將各項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行有效融合所形成的綜合性技術(shù)，具有系統(tǒng)性特點(diǎn)。這項(xiàng)技術(shù)不是簡(jiǎn)單地將相關(guān)技術(shù)進(jìn)行融合，這就是與傳統(tǒng)技術(shù)的區(qū)別。因此，在機(jī)電一體化工作中，相關(guān)人員需要引進(jìn)微電子裝置，使其替代原有的零件，有效地調(diào)節(jié)零件的運(yùn)行速度，并完成自動(dòng)檢測(cè)，合理地調(diào)節(jié)相關(guān)程序，這樣就能夠在遇到系統(tǒng)故障的情況下，自動(dòng)檢測(cè)故障的原因，并予以保護(hù)。

3 機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的歷程和現(xiàn)狀

在機(jī)電一體化技術(shù)的長(zhǎng)期發(fā)展中，一共經(jīng)歷了三個(gè)發(fā)展階段。首先，初級(jí)階段。機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的初級(jí)階段指的是20世紀(jì)60年代以前，人民群眾應(yīng)用初始狀態(tài)下的電子技術(shù)，有效地改善了機(jī)械產(chǎn)品的各項(xiàng)性能。如第二次世界大戰(zhàn)期間，機(jī)械產(chǎn)品和電子技術(shù)的有效融合得到了快速發(fā)展，軍方應(yīng)用的傳統(tǒng)技術(shù)很多轉(zhuǎn)變到了民用領(lǐng)域，使得戰(zhàn)后經(jīng)濟(jì)得以快速恢復(fù)。其次，蓬勃發(fā)展時(shí)期。機(jī)電一體化技術(shù)的蓬勃發(fā)展階段指的是20世紀(jì)70年代至20世紀(jì)80年代，其主要體現(xiàn)在計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展，為機(jī)電一體化技術(shù)的快速發(fā)展提供了支持。最后，快速發(fā)展階段。在20世紀(jì)90年代以后，集成電路實(shí)現(xiàn)了大規(guī)?；统笠?guī)?；l(fā)展，集成電路和微型計(jì)算機(jī)的有效融合得到了快速發(fā)展，為機(jī)電一體化技術(shù)的快速發(fā)展提供了物質(zhì)保障，這也是機(jī)電一體化技術(shù)智能化發(fā)展的重要階段。在這一時(shí)期的發(fā)展中，光學(xué)技術(shù)、通信技術(shù)、微細(xì)加工技術(shù)都得到了一定程度的發(fā)展，使得光機(jī)電、微機(jī)電應(yīng)運(yùn)而生，這就在很大程度上推動(dòng)了工業(yè)制造行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。因此，在新時(shí)期的快速發(fā)展中，社會(huì)各界加大了機(jī)電一體化技術(shù)系統(tǒng)的建模設(shè)計(jì)、學(xué)科體系建設(shè)的研究力度[2]。

4 機(jī)電一體化技術(shù)在工業(yè)智能制造中的發(fā)展與應(yīng)用

在新時(shí)期的發(fā)展中，很多先進(jìn)技術(shù)已得到了十分廣泛的應(yīng)用。機(jī)電一體化技術(shù)在工業(yè)智能制造過程中得到了一定的發(fā)展，并取得了很大的成就。因此，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，工業(yè)企業(yè)需要加大機(jī)電一體化技術(shù)的研究力度，為工業(yè)制造的有效進(jìn)行提供支持，下文主要介紹了機(jī)電一體化技術(shù)在工業(yè)智能制造中的發(fā)展與應(yīng)用。

4.1 傳感技術(shù)的應(yīng)用

傳感技術(shù)是機(jī)電一體化技術(shù)中的重要組成部分之一，其具有精準(zhǔn)性、靈敏性高等特點(diǎn)，能夠有效地避免外部信號(hào)對(duì)設(shè)備造成的影響，其在工業(yè)智能制造過程中的應(yīng)用發(fā)揮著十分重要的作用。但普通的傳感器無法實(shí)現(xiàn)預(yù)期的效果，在應(yīng)用過程中需要建立傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)信息之間的對(duì)接和傳輸。將應(yīng)用計(jì)算機(jī)收集的信息進(jìn)行整合和分析，有效地控制生產(chǎn)的全過程。通過觀察生產(chǎn)制造過程中的各項(xiàng)傳感器可以發(fā)現(xiàn)，常用的傳感器是光纖電纜傳感器，在應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)化接口的情況下，能夠降低設(shè)計(jì)的難度，為企業(yè)節(jié)省更多的成本，推動(dòng)工業(yè)制造行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

4.2 數(shù)控生產(chǎn)的應(yīng)用

機(jī)電一體化技術(shù)最早被應(yīng)用在數(shù)控加工技術(shù)中，有效地提升了我國(guó)機(jī)械制造的整體水平，直接影響著我國(guó)的工業(yè)化水平，其在數(shù)控制造中的應(yīng)用，不僅確保了機(jī)械加工精度，還提升了機(jī)械加工的整體效率。數(shù)控生產(chǎn)價(jià)值主要體現(xiàn)在加工精度等方面，這就對(duì)智能控制系統(tǒng)提出了更加嚴(yán)格的要求。在現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展中，智能控制系統(tǒng)在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用主要使用CPU、總主線模式，這一模式應(yīng)用的技術(shù)主要有診斷技術(shù)、智能控制技術(shù)、三維仿真技術(shù)，對(duì)數(shù)控技術(shù)加工的全過程進(jìn)行模擬，為數(shù)控機(jī)床的實(shí)際操作提供了支持。

4.3 自動(dòng)生產(chǎn)線與自動(dòng)機(jī)械的應(yīng)用

在現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展中，大規(guī)模生產(chǎn)企業(yè)普遍應(yīng)用自動(dòng)化生產(chǎn)線和生產(chǎn)機(jī)械，這一技術(shù)主要應(yīng)用電子技術(shù)的光電控制系統(tǒng)、人機(jī)界面控制裝置，全面控制生產(chǎn)的全過程。自動(dòng)生產(chǎn)線和自動(dòng)機(jī)械應(yīng)用的范圍比較廣泛。智能制造企業(yè)在實(shí)際生產(chǎn)過程中，將自動(dòng)生產(chǎn)線和自動(dòng)機(jī)械應(yīng)用與柔性制造系統(tǒng)進(jìn)行了融合，通過應(yīng)用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)融合先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備，如數(shù)控設(shè)備、計(jì)算機(jī)設(shè)備等，將生產(chǎn)要素實(shí)行一體化管理，為生產(chǎn)的集約化、網(wǎng)絡(luò)化提供了支持[3]。

4.4 工業(yè)智能機(jī)器人

在現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展中，工業(yè)智能機(jī)器人是機(jī)電一體化技術(shù)在智能制造領(lǐng)域中最先進(jìn)的應(yīng)用，其將各項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行了有效融合，是人工智能技術(shù)、仿生物學(xué)技術(shù)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等相互作用的新型成果。機(jī)器人是現(xiàn)階段科學(xué)技術(shù)研究的重要方向之一，智能機(jī)器人技術(shù)將控制論、傳感技術(shù)和信息技術(shù)進(jìn)行了有效融合，并在實(shí)際研究過程中取得了一定的成就，在生產(chǎn)領(lǐng)域得到了十分廣泛地應(yīng)用。在工業(yè)制造過程中，智能機(jī)器人的應(yīng)用不僅能夠有效地提升產(chǎn)品的整體質(zhì)量，為企業(yè)增收，還能夠減少人力成本的投入，在現(xiàn)代工業(yè)制造中得到了十分廣泛地應(yīng)用。在新時(shí)期的發(fā)展中，工業(yè)智能機(jī)器人的應(yīng)用具有很多優(yōu)勢(shì)，如甄別信息資料，快速完成復(fù)雜的工作流程，生產(chǎn)準(zhǔn)確性較高，適用于軍事生產(chǎn)制造，得到了社會(huì)各界的廣泛關(guān)注。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和科學(xué)技術(shù)水平不斷提升的大背景下，機(jī)電一體化技術(shù)得到了十分快速的發(fā)展。在機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展中，工業(yè)領(lǐng)域的生產(chǎn)模式發(fā)生了很大改變，滿足了社會(huì)發(fā)展的實(shí)際需求。同時(shí)，在科學(xué)技術(shù)水平快速提升的大背景下，機(jī)電一體化技術(shù)呈現(xiàn)出數(shù)字化、模塊化的發(fā)展趨勢(shì)，使得產(chǎn)品種類有所增加，生產(chǎn)規(guī)模也得到了擴(kuò)大，有助于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)化操作，實(shí)現(xiàn)人機(jī)互動(dòng)的預(yù)期效果，為工業(yè)制造的有序進(jìn)行提供了支持。

【參考文獻(xiàn)】

【1】聶海燕，王慧萍.淺談機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)[J].中國(guó)設(shè)備工程，2018（13）：224-225.

【2】趙長(zhǎng)柱.機(jī)電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2017（05）：242.

【3】徐軍，魏華.機(jī)電一體化在機(jī)械工程中的應(yīng)用探討[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì)，2017（22）：226-227.