淺析機電一體化技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展趨勢

謝林杰

【摘 ?要】科技在不斷的發(fā)展，社會在不斷的進步，機械設(shè)備的應(yīng)用區(qū)域在我國涉及的愈發(fā)廣泛，也正是因此，機電一體化逐漸成為當下潮流的發(fā)展趨勢。就現(xiàn)階段而言，機電一體化技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展極為快速，在多個行業(yè)中都有所涉及，同時，其應(yīng)用所涉及到的領(lǐng)域越大，呈現(xiàn)出來的效果也就越好，但隨之而來所面對的挑戰(zhàn)也就越多，以下將對此展開簡略的探討。

【關(guān)鍵詞】機電一體化技術(shù);應(yīng)用;發(fā)展趨勢

引言

快速發(fā)展的信息技術(shù)是促進機電一體化技術(shù)發(fā)展的重要動力，機電一體化技術(shù)的快速發(fā)展使得產(chǎn)品生產(chǎn)自動化水平顯著提升，大大降低人工的工作強度，從而間接降低人力成本。機電一體化設(shè)備可以快速獲得海量數(shù)據(jù)，并對其進行深度處理，在此基礎(chǔ)上修正和改進產(chǎn)品缺陷，這也是人工所很難實現(xiàn)的。機電一體化設(shè)備的安全性和可靠性較高，其本身具有自我監(jiān)測系統(tǒng)，能夠?qū)υO(shè)備的運行狀態(tài)進行實時監(jiān)測，如果設(shè)備出現(xiàn)問題，則會立即通知并自動啟動相關(guān)的保護機制，即便出現(xiàn)意外，機電一體化技術(shù)也能夠?qū)p失控制在最低。機電一體化技術(shù)能夠有效節(jié)約資源，由于其本身智能化水平較高，所有設(shè)備的運行都處于被監(jiān)控狀態(tài)，所以其可以及時調(diào)整低工作量設(shè)備的工作功率，有效降低相關(guān)能源消耗，同時其具有較高的自動化水平，所以可以大大減少人工投入，降低人力資源消耗，提高生產(chǎn)效率，間接節(jié)約資源?；谶@諸多優(yōu)勢，對機電一體化技術(shù)的應(yīng)用及未來發(fā)展加以探討十分必要。

1機電一體化技術(shù)的概述

機電一體化也可以稱為機械電子技術(shù)，從國外逐漸傳遞到國內(nèi)，它是機械工程與自動化技術(shù)相結(jié)合后的產(chǎn)物。因此可以說機電一體化技術(shù)既離不開機械工程技術(shù)作為載體，也離不開自動化技術(shù)將其升華。雖然機電一體化技術(shù)所結(jié)合的技術(shù)種類比較清晰，但是該技術(shù)所涵蓋的領(lǐng)域卻十分廣泛，除了依靠機械工程技術(shù)和自動化技術(shù)以外，要想達到真正的自動化目的還要結(jié)合計算機技術(shù)以及電子信息技術(shù)，近年來，人工智能技術(shù)也快速興起，有關(guān)于人工智能技術(shù)研究成果頻出，因此機電一體化技術(shù)的下一發(fā)展階段必將結(jié)合人工智能技術(shù)。有關(guān)于機電一體化技術(shù)的機械設(shè)備距離人們的生活并不遙遠，除了工廠和農(nóng)場中的機械設(shè)備以外，汽車中的安全氣囊、防滑剎車系統(tǒng)以及自動售票機都應(yīng)用到了機電一體化技術(shù)。機電一體化技術(shù)是由：機械技術(shù)、傳感器技術(shù)、計算機與信息處理技術(shù)、接口技術(shù)、伺服驅(qū)動技術(shù)、自動控制技術(shù)等等許多高新技術(shù)組合而成的。

2機電一體化技術(shù)的主要應(yīng)用

2.1應(yīng)用于數(shù)控機床

數(shù)控機床在機電一體化技術(shù)的輔助及使用的帶動下，其整個生產(chǎn)流程的精準性獲得了明顯的提升，蘊含的使用功能也更趨向多樣化。除此之外，針對數(shù)控機床整體結(jié)構(gòu)而言，其具備更為緊湊的結(jié)構(gòu)體系，更偏向模塊化。在功能方面來講，其具有較強的開放性，促進數(shù)控機床逐漸朝向更智能化的趨勢發(fā)展，強化機床的準確性，為數(shù)控機床的全過程生產(chǎn)提供更為優(yōu)質(zhì)與完善技術(shù)奠定良好的基礎(chǔ)。

2.2鋼鐵行業(yè)的應(yīng)用

在鋼鐵行業(yè)中應(yīng)用機電一體化技術(shù)，能夠顯著提升其生產(chǎn)效率和質(zhì)量，同時可以促進鋼鐵行業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展。就目前而言，鋼鐵行業(yè)對于機電一體化技術(shù)的應(yīng)用主要分為三點，第一，應(yīng)用計算機集成系統(tǒng)，通過對計算機集成系統(tǒng)的合理利用，可以確保鋼鐵生產(chǎn)過程中的各個環(huán)節(jié)之間的過渡更為流暢和完美，從而實現(xiàn)一體化控制鋼鐵生產(chǎn);第二，現(xiàn)場總線技術(shù)，該技術(shù)的應(yīng)用可以實現(xiàn)設(shè)備鏈路數(shù)字化，通過應(yīng)用連接設(shè)置，確保各個控制系統(tǒng)之間信息的雙向傳遞，促進鋼鐵生產(chǎn)的管理控制;第三，應(yīng)用交流傳動技術(shù)，交流傳動技術(shù)隨著計算機技術(shù)的快速發(fā)展而得到了廣泛的應(yīng)用，其相對于傳統(tǒng)電子傳動技術(shù)而言，交流傳動技術(shù)更具優(yōu)勢，能夠使得生產(chǎn)效率得到顯著提升。

2.3機電一體化技術(shù)在機器人領(lǐng)域的應(yīng)用

很多研究調(diào)研報告表明，機器人是20世紀最偉大的發(fā)明之一，它擁有很多人所沒有的優(yōu)點，在現(xiàn)代社會越來越受到人們的關(guān)注。機電一體化技術(shù)可以在智能機器人的領(lǐng)域內(nèi)得到應(yīng)用，并在智能機器人的制作與使用方面起著關(guān)鍵性的作用。機器人可以在工廠內(nèi)實現(xiàn)連續(xù)工作，并且工廠運用機器人，可以降低員工雇傭資金的壓力，還可以實現(xiàn)我國群眾工作的高效順利開展。正因為機器人所擁有的這些優(yōu)點，使得我國對機器人的研究開發(fā)工作極其重視，而且，由于現(xiàn)在大家認為機器人的制造研究工作是一個國家現(xiàn)代化水平與科技實力的集中體現(xiàn)，所以我們國家相關(guān)部門、相關(guān)研究單位也非常注重機器人研發(fā)關(guān)鍵技術(shù)——機電一體化技術(shù)的發(fā)展與創(chuàng)新，這也說明，機電一體化技術(shù)有著十分光明的發(fā)展前景。智能機器人功能龐雜，它可以完成對多種信息的識別、處理、獲取工作，并且還可以進行一些難度相當大的操作工作。與工業(yè)型機器人相比，智能機器人還具有更加強大的機動性能與靈活性能，有著更加廣闊的應(yīng)用范圍，對制造業(yè)與非制造業(yè)的發(fā)展進步起著非常重要的作用。再者，智能機器人是一種信息化與自動化的設(shè)備裝置，它還可以進入到網(wǎng)絡(luò)世界中，進入到虛擬情境中，在這些環(huán)境下它還可以取得更大更多的建樹。這些應(yīng)用對人們的生產(chǎn)生活起著十分重要的作用，對未來新產(chǎn)業(yè)開發(fā)與新科技研發(fā)起著重要的作用。

2.4 CIMS中的應(yīng)用

CIMS的全稱是計算機集成以及制造系統(tǒng)，是機電一體化技術(shù)重要的應(yīng)用方面，通過系統(tǒng)的組合的形式，從而更好、更合理的實現(xiàn)全局管理的綜合優(yōu)化，以往通過人工技術(shù)的控制方式，將會被顛覆，機電一體化技術(shù)利用制造為基本的物流以及控制信息流，更快的實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)決策、產(chǎn)品的研究開發(fā)、生產(chǎn)前的準備、以及實驗管理相互的有機化。在企業(yè)內(nèi)部利用機電一體化技術(shù)，使得集成度不斷地提高，將不同的生產(chǎn)要素的配置進行進一步的優(yōu)化，可以在最大的程度上去實現(xiàn)每一個要素之間的潛能。

3機電一體化技術(shù)發(fā)展趨勢

1）光機電一體化光機電一體化在下一階段是常用的機電一體化系統(tǒng)，其構(gòu)成系統(tǒng)有：（1）傳感系統(tǒng);（2）能源系統(tǒng);（3）信息處理系統(tǒng);（4）機械結(jié)構(gòu)等。光學(xué)技術(shù)能夠?qū)C電一體化傳感系統(tǒng)進行改造，同時能改進機電一體化的動力系統(tǒng)和信息系統(tǒng)，增加機電一體化技術(shù)價值。2）自律分配系統(tǒng)化以往的經(jīng)驗顯示，設(shè)備運行的過程存在的故障和系統(tǒng)漏洞等問題，經(jīng)常影響設(shè)備的正常運行。應(yīng)針對這一問題進行改進，進一步提高對系統(tǒng)的控制能力，提升系統(tǒng)的運行能力，使系統(tǒng)自發(fā)地針對突發(fā)事件迅速做出反應(yīng)，提出解決方案。這意味著需要進行自律分配系統(tǒng)的合理設(shè)計，子系統(tǒng)在保持獨立運行前提下，根據(jù)運營狀態(tài)分別做出反應(yīng)，并為總系統(tǒng)提供服務(wù)。3）智能化系統(tǒng)智能化系統(tǒng)構(gòu)建雙向聯(lián)系，使機電一體化產(chǎn)品做出最優(yōu)選擇，保證了產(chǎn)品質(zhì)量。4）微型機電化半導(dǎo)體器件中的蝕刻技術(shù)，可以制造出亞微米級的機械元件，亞微米級機械元件的應(yīng)用過程，能夠忽略機械、控制器的差異，實現(xiàn)二者融合。

結(jié)語

總而言之，機電一體化不僅是我國各行業(yè)發(fā)展過程中的必要技術(shù)，更是推動我國社會經(jīng)濟快速發(fā)展的首要前提，然而在時代及社會持續(xù)發(fā)展的影響下，現(xiàn)階段機電一體化技術(shù)在部分行業(yè)的應(yīng)用中還無法達到其標準需求，所以，機電一體化技術(shù)必然會朝著系統(tǒng)化、智能化以及光學(xué)化的方向不斷發(fā)展，進而促進機電一體化的可持續(xù)發(fā)展。

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（作者單位：紹興中環(huán)建設(shè)工程有限公司）