機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用分析

劉若蘭

（鄭州理工職業(yè)學(xué)院，河南 新鄭451100）

機(jī)電一體化又名機(jī)械電子工程，是將將自動(dòng)化技術(shù)和機(jī)械工程技術(shù)共同結(jié)合而成。近年來，我國科技水平不斷提高，有效地推動(dòng)著我國工程技術(shù)的發(fā)展。當(dāng)下的機(jī)電一體化技術(shù)是將微電子技術(shù)和機(jī)械技術(shù)共同集合，實(shí)現(xiàn)工業(yè)機(jī)械設(shè)備的智能化和人性化。目前，電子信息與機(jī)械之間的一體化技術(shù)不斷得到廣泛運(yùn)用，為機(jī)械工程的發(fā)展發(fā)揮著重要意義。

1 機(jī)電一體化相關(guān)技術(shù)的形成及其發(fā)展

1.1 機(jī)電一體化技術(shù)的形成

我國機(jī)電一體化技術(shù)的形成主要?dú)v經(jīng)三個(gè)階段。分別是初級(jí)、發(fā)展和深入發(fā)展等三個(gè)階段。1860 年左右，機(jī)電一體化技術(shù)開始萌芽，進(jìn)入初級(jí)發(fā)展階段。在此期間，機(jī)械行業(yè)的從業(yè)人員往往通過在機(jī)械中運(yùn)用大量的電子技術(shù)產(chǎn)品來提高性能。二戰(zhàn)之后，人們開始將機(jī)械與電子二者結(jié)合起來，以望解決當(dāng)?shù)氐纳顥l件。后來，機(jī)電一體化逐漸進(jìn)入穩(wěn)定發(fā)展階段。在此階段中已經(jīng)存在較多集成電路的計(jì)算機(jī)，且人們可以通過遠(yuǎn)程操控計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品技術(shù)的全面更新。到21 世紀(jì)前夕，機(jī)電一體化開始加入人工智能元素，實(shí)現(xiàn)高科技智能化的發(fā)展。

1.2 機(jī)電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀

一般而言，機(jī)電一體化主要包含了信息技術(shù)、控制技術(shù)和微電子技術(shù)。因此，在此過程中需要結(jié)合現(xiàn)金的控制手段來控制機(jī)械設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)。微電子技術(shù)主要是在機(jī)械設(shè)備的控制系統(tǒng)中加入電子信息技術(shù)。注重結(jié)合電子信息和機(jī)械之間的控制，進(jìn)一步加強(qiáng)機(jī)械自身的控制水準(zhǔn)，融合其他接口、驅(qū)動(dòng)以及傳感控制等技術(shù)。目前，我國科技水平不斷提升，促使機(jī)電一體化也獲得了長足的進(jìn)步，取得研究的累累碩果。在機(jī)電一體化技術(shù)中，微電子信息技術(shù)已經(jīng)成為其發(fā)展的核心，是當(dāng)下機(jī)電一體化技術(shù)持續(xù)進(jìn)步的方向。機(jī)電一體化具有較強(qiáng)的包容性，可以和物聯(lián)網(wǎng)等新型行業(yè)互相整合，是未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要趨勢(shì)。

2 機(jī)電一體化的應(yīng)用分析

2.1 工業(yè)機(jī)器人研發(fā)的機(jī)電一體化

目前，為了進(jìn)一步加強(qiáng)一體化技術(shù)的運(yùn)用，在研發(fā)工業(yè)機(jī)器人的過程中，研究人員需要根據(jù)實(shí)際需求對(duì)新機(jī)器人嵌入新技術(shù)動(dòng)作。通過這種方式，幫助工業(yè)機(jī)器人可以適應(yīng)不同的工作環(huán)境。據(jù)了解，我國工業(yè)機(jī)器人的研發(fā)工作取得了長足進(jìn)步，但是機(jī)器人的整體靈活性還有待提高。在后續(xù)的工業(yè)機(jī)器人研發(fā)工作中，需要加入傳感器的理念，注重運(yùn)用人工智能科技，讓機(jī)器人可以根據(jù)實(shí)際工作環(huán)境做出相應(yīng)的參數(shù)評(píng)估。由于我國大多數(shù)工業(yè)機(jī)器人的設(shè)置和工作基本都采用了計(jì)算機(jī)信息技術(shù)。因此，針對(duì)陌生的工作環(huán)境，工業(yè)機(jī)器人可以根據(jù)實(shí)況做出回應(yīng)，進(jìn)一步靈活地判斷周圍環(huán)境的各項(xiàng)參數(shù)，并及時(shí)啟動(dòng)相關(guān)程序完成機(jī)械調(diào)配工作，進(jìn)一步幫助機(jī)器人實(shí)現(xiàn)智能化。

2.2 分布式控制機(jī)電一體化

目前，我國計(jì)算機(jī)處理技術(shù)發(fā)展迅猛，工作人員往往只需要通過某些部分和整體控制臺(tái)測(cè)控的內(nèi)容，并將這些內(nèi)容輸入系統(tǒng)完成系統(tǒng)控制。通過運(yùn)用這種方式，對(duì)當(dāng)下的工序進(jìn)行分級(jí)。同時(shí)，借助分布式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，完成對(duì)整體的管理管控和監(jiān)視。近年來，我國計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)了測(cè)控一體化的高速發(fā)展，工作人員可以對(duì)相關(guān)工序進(jìn)行靈活調(diào)配和實(shí)施。針對(duì)相關(guān)生產(chǎn)規(guī)劃，進(jìn)一步建立綜合性管理系統(tǒng)，將測(cè)量、生產(chǎn)和控制等功能匯集在一起。這種控制方式可以實(shí)現(xiàn)集中調(diào)控的功能，被廣泛運(yùn)用于大型機(jī)電一體化的操作工作中。

2.3 數(shù)控機(jī)床的機(jī)電一體化

我國機(jī)電一體化經(jīng)歷了漫長的發(fā)展歷程。其中，數(shù)控機(jī)床的一體化技術(shù)發(fā)展迅猛，獲得了更全面的進(jìn)步。數(shù)控機(jī)床的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較簡單，多采用多主總線式，各個(gè)模塊一體化的方式作為基礎(chǔ)。數(shù)控機(jī)床的技術(shù)人員為了進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床的控制效果，需要在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中加入具有自動(dòng)診斷功能的模塊，從而進(jìn)一步簡化數(shù)控機(jī)床的控制，讓數(shù)控機(jī)床可以在實(shí)際運(yùn)作中獨(dú)立完成多門任務(wù)。

3 機(jī)電的一體化未來發(fā)展方向

目前所謂的機(jī)電一體化，實(shí)際上是以計(jì)算機(jī)和信息為基礎(chǔ)的技術(shù)手段來控制機(jī)械的自動(dòng)操作。機(jī)械自動(dòng)控制技術(shù)想要實(shí)現(xiàn)技術(shù)的同步更新，就需要兩者能夠同時(shí)滿足實(shí)際應(yīng)用要求，第一，機(jī)電一體化信息技術(shù)的發(fā)展以智能化的方向?yàn)橹?。隨著信息科技的發(fā)展，關(guān)于智能化的信息技術(shù)研究正在不斷發(fā)展，人們?cè)诂F(xiàn)代信息一體化技術(shù)中大量的應(yīng)用到數(shù)掘挖掘技術(shù)等等。這些現(xiàn)代信息技術(shù)應(yīng)用融入到了機(jī)械設(shè)備當(dāng)中，工作人員可以用程序語言有效地安排機(jī)械設(shè)備進(jìn)行復(fù)雜工作，縮減人力消耗，達(dá)到了企業(yè)組織結(jié)構(gòu)的優(yōu)化、提高社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益的最大目的。機(jī)械設(shè)備向著智能化的發(fā)展方向更進(jìn)一步，這樣機(jī)器人的操作和行動(dòng)方式也會(huì)更加的靈活，同時(shí)也會(huì)被直接賦予人類一些簡單的知識(shí)和行為，機(jī)器人的行為還能提煉出它們的邏輯思維和流程，模擬人類數(shù)據(jù)分析的能力和方法。比如說未來的機(jī)器人能夠擁有自我進(jìn)行決策的能力、對(duì)邏輯的判斷能力等。目前我們可以清楚的看到，未來的機(jī)械設(shè)備將會(huì)逐漸擺脫了人的控制，成為智能機(jī)械人來操作。

第二，機(jī)電一體化應(yīng)用技術(shù)的同時(shí)還要能夠兼顧環(huán)保的實(shí)際應(yīng)用需求。隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們已經(jīng)意識(shí)到周圍自然環(huán)境的變化。日趨逐漸減少的自然資源以及不斷惡化的生存環(huán)境都是人們必須要認(rèn)真考慮的問題。目前，人們已經(jīng)越來越多的意識(shí)到，不僅技術(shù)要能夠保證現(xiàn)代科學(xué)的進(jìn)步和發(fā)展，也必須要能夠兼顧環(huán)保的實(shí)際應(yīng)用控制。因此，機(jī)電一體化在進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)的過程中，也必須要更多關(guān)注是否能夠達(dá)到環(huán)保的產(chǎn)品設(shè)計(jì)理念，使機(jī)電一體化技術(shù)設(shè)備更加滿足現(xiàn)代人們的實(shí)際使用需求。機(jī)電智能一體化設(shè)備需要擁有環(huán)保的特點(diǎn)和性能，企業(yè)在設(shè)計(jì)機(jī)電一體化的設(shè)備時(shí)要做到能對(duì)資源有效的綜合利用，同時(shí)企業(yè)還要盡可能多地做到對(duì)廢舊的機(jī)電資源思維再回收，要能實(shí)現(xiàn)使用最小的機(jī)電資源，獲得最大的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出和環(huán)保效果，促使機(jī)電一體化的技術(shù)向著環(huán)保的現(xiàn)代化方向發(fā)展?，F(xiàn)代化既是政府和企業(yè)節(jié)省成本的必然需要，也是社會(huì)整體經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求，機(jī)電一體化的技術(shù)只有滿足環(huán)保的現(xiàn)代化需求，才能更好地適應(yīng)未來的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的需求。

第三，網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展是機(jī)電一體化的重要發(fā)展趨勢(shì)。由于網(wǎng)絡(luò)一體化技術(shù)的迅速發(fā)展給企業(yè)和人們的日常生產(chǎn)、生活方式都帶來巨大的改變。這種方式的改變也對(duì)機(jī)電一體化設(shè)備發(fā)展帶來巨大的影響，比如在機(jī)電一體化設(shè)備的研發(fā)與生產(chǎn)上，人們很快就可以通過對(duì)網(wǎng)絡(luò)一體化技術(shù)的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與狀態(tài)處理分析，了解得到企業(yè)和社會(huì)對(duì)機(jī)電一體化設(shè)備的市場(chǎng)需求，生產(chǎn)廠家也可以針對(duì)此類設(shè)備的市場(chǎng)需求進(jìn)行開發(fā)；在機(jī)電一體化設(shè)備工藝技術(shù)的共享上，由于網(wǎng)絡(luò)一體化技術(shù)有可能將企業(yè)信息迅速的傳播，一旦機(jī)電一體化的設(shè)備出現(xiàn)新的生產(chǎn)工藝、新的產(chǎn)品設(shè)計(jì)與構(gòu)思，很快就有可能被企業(yè)和相關(guān)的人員有所了解，人們也可以通過對(duì)網(wǎng)絡(luò)的傳播等方式共同探討；在機(jī)電一體化技術(shù)與設(shè)備的開發(fā)與使用上，由于對(duì)網(wǎng)絡(luò)一體化技術(shù)的迅速進(jìn)步，未來對(duì)機(jī)電一體化的設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程操作已經(jīng)成為一種可能。

結(jié)束語

本文主要闡述了機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展歷程，闡述了機(jī)電的一體化未來發(fā)展方向。目前，我國經(jīng)濟(jì)水平不斷提高，工業(yè)生產(chǎn)如火如荼，對(duì)于機(jī)電一體化的研究具有十分重要的作用。機(jī)械領(lǐng)域?qū)τ谠摦a(chǎn)品的要求不斷提高。為了進(jìn)一步提升機(jī)電一體化的運(yùn)用價(jià)值，滿足當(dāng)下發(fā)展的需求，需要將各項(xiàng)信息化技術(shù)運(yùn)用于機(jī)電一體化技術(shù)中，從而有效提升我國工業(yè)生產(chǎn)水平，促使企業(yè)獲取更多的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。