機電一體化與電子技術發(fā)展論析

蔣冬連

[摘要]機電一體化與電子技術的結合發(fā)展，對推動我國科技發(fā)展有著非常重要的作用。緊密結合機電一體化和電子技術現(xiàn)狀，能夠確保我國的機電裝置使用更為高效與便捷，推動我國產(chǎn)業(yè)進入快速發(fā)展軌道，逐漸完成長遠的發(fā)展目標。文章結合教師多年的研究實踐，對機電一體化與電子技術進行探討，分析其應用實踐與發(fā)展方向，為促進我國機電裝置技術的可持續(xù)發(fā)展提供借鑒。

[關鍵詞]機電一體化;電子技術;發(fā)展

[中圖分類號] G71 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-6058（ 2020）21-0095-02

伴隨著經(jīng)濟與科技的不斷發(fā)展，當前我國的電子技術與機電一體化應用在科技領域中掀起一股浪潮，兩種有著高度相關性與契合度的技術結合，能創(chuàng)造出更為高效與便捷的機電設備，進一步推動我國現(xiàn)代化建設工作向前發(fā)展。在建設可持續(xù)發(fā)展、綠色生態(tài)社會的號召下，機電一體化與電子技術發(fā)展又向著綠色、智能以及模塊化的趨勢發(fā)展，為我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實現(xiàn)奠定堅實的基礎。由此可見，對機電一體化及電子技術的運用和發(fā)展進行探討具有時代性意義。

一、機電一體化及其發(fā)展歷程

1.機電一體化簡述

機電一體化包含的內(nèi)容有電子技術、機械技術、微電子技術、信息技術、傳感器技術等，而機電一體化則是這些先進技術的融合。無論任何領域應用機電一體化設備，都是現(xiàn)代化生產(chǎn)的表現(xiàn)。多年來，有不少學者對我國的機電一體化發(fā)展、應用進行了探討，均發(fā)現(xiàn)機電一體化的系統(tǒng)性功能特征，有著不同的組成部分與組成要素，要探討其最大化的發(fā)展價值，必須將各個要素結合起來，將信息流動控制微電子系統(tǒng)程序的功能利用起來，這樣才能更合理地促進其發(fā)展應用。

2.機電一體化的發(fā)展歷程

機電一體化發(fā)展的第一階段，最早是出現(xiàn)了機電數(shù)控機床，它的出現(xiàn)對我國工業(yè)化發(fā)展產(chǎn)生極大的促進作用。第二階段主要是微電子技術，這時的機電一體化基本已滲人生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，促進我國工業(yè)化生產(chǎn)不斷優(yōu)化升級，如汽車產(chǎn)業(yè)的微電子應用占比達到70%以上。隨后集成電路得到廣泛應用，我國汽車制造業(yè)的精確度得到進一步提高，信息化技術應用的范圍更大，這時微電子技術的發(fā)展對設備運行期限的縮短有著極大的作用。第三階段所體現(xiàn)的技術主要為PLC控制技術，PLC即可編程邏輯控制器，這時我國的機電一體化已進入可編程控制發(fā)展階段，而這一階段的歷程比較長，是單機轉變?yōu)槎郈PU控制的過程，應用的PLC機電一體化控制系統(tǒng)有DCS系統(tǒng)、SCADA系統(tǒng)、ESD系統(tǒng)等。發(fā)展至后期，PLC控制系統(tǒng)可進行現(xiàn)場總線布設工作，并可提供通信接口給系統(tǒng)應用，能夠利用網(wǎng)絡技術促進機電一體化的發(fā)展。第四階段則進入眾多新型技術噴發(fā)的時代，如廣泛應用的新技術包括信息技術、模糊技術和激光技術等。信息技術通過高效處理信息的方式獲取機電加工信息，提高信息技術應用在機電一體化后產(chǎn)生的經(jīng)濟效益;模糊技術通常用于對機電一體化模糊信息的處理，在這一技術應用下，傳統(tǒng)熟悉邏輯的限制則不復存在;激光技術是對機電一體化集中控制能力的提升，其具備普通光源沒有的定位性功能，通常應用在穿孔、打孔的操作中。

二、應用機電一體化技術的優(yōu)勢

1.提高生產(chǎn)力，保證工作質量

將機電一體化技術應用在各領域的產(chǎn)品中，有助于提高自動管控與處理的能力，提高檢測程度、面積和管控的靈活度，應用自動體系還能提高機械操控的準確性，確保機械的運作在預設的規(guī)劃要求內(nèi)進行和完成，很大程度上消除人為操作產(chǎn)生的各種不利影響，確保操作的效率達到預設的理想水平，保障產(chǎn)品生產(chǎn)加工的達標率和整體的生產(chǎn)效率。另外，機電一體化還有高度的自動化性能，能夠提高生產(chǎn)的水平與總量。比如在數(shù)控設備上應用數(shù)控機床，通過加入自動監(jiān)控和處理裝置的過程，機床生產(chǎn)加工的穩(wěn)定性和制作的效率將大大得到提高，比普通生產(chǎn)機床的效率高出好幾倍。

2.顯著提高可操作性

應用程序管控和數(shù)字顯示的功能，取代傳統(tǒng)的操作手柄和按鈕，以提升機電一體化操作的簡單便捷性。在實際的操作中應用電子體系預設程序，發(fā)揮指揮管控的作用，所有的操作在任何時候都可重復進行。而高級的機電一體化還能在外界變化的應用信息中以被控目標為依據(jù)，根據(jù)實際情況智能化地規(guī)劃工作流程，以達到自動操作的效果。如切割機、激光測量儀以及電火花加工機床等，這些電子設備都有其顯著的特點。

3.提高使用的安全性與可靠性

機電一體化設備具備警報、自動判斷和保護的性能，一旦運作過程中出現(xiàn)電流、電荷或電壓過大甚至短路的情況，都能進行自我保護，降低各種生產(chǎn)事故的發(fā)生率，很大程度上保護了現(xiàn)場工作人員的人身安全，設備安全運行的效能也大大提升。在監(jiān)管系統(tǒng)中運用相應的監(jiān)管技術，提高安全系數(shù)，確保整個體系的風險性降低，在此保障基礎上，很多生產(chǎn)工作就可以換用更大、更長功率的帶式傳輸機，進一步提高生產(chǎn)效率。我們在實踐應用中發(fā)現(xiàn)，機電一體化安全監(jiān)管體系保障了我國諸多領域生產(chǎn)工作的安全，大幅度提高生產(chǎn)水平。

4.簡化便捷了維護與調整工作

工作人員安裝與調試機電一體化產(chǎn)品，通過管控程序調節(jié)方式改變運行工作形式，更能滿足現(xiàn)場數(shù)據(jù)變化的調整要求，也滿足不同用戶的需求，確保工作人員在短時間內(nèi)可通過多種簡便的方式將控制程序輸入控制體系并發(fā)揮作用，不會對使用產(chǎn)品的零部件進行更改。另外，機電一體化設備還有很好的儲存功能，工作人員通過設置程序，結合具體的目標指派代碼信號，機電一體化設備就能進行持續(xù)的自主工作。再利用其自動監(jiān)測功能，實現(xiàn)自我檢測故障的目的，確保機電一體化設備能夠迅速恢復運行工作。

三、機電一體化與電子技術的發(fā)展趨勢

1.機電一體化的發(fā)展趨勢

這些年我國機電一體化創(chuàng)新發(fā)展的領域涉及材料、造型和功能。首先是造型上，要求機電一體化的設計必須在確保產(chǎn)品性能與功能要求的基礎上，不斷對產(chǎn)品外觀的設計加以優(yōu)化，以滿足消費者需求。其次是使用的材料方面，更多地應用智能材料、高分子材料和陶瓷材料等，這些材料具備耐高溫、耐腐蝕等優(yōu)勢，具有很大的應用潛力。再者是功能方面，其發(fā)展主要結合市場的需求，對產(chǎn)品功能加以改善和增設，拓展更多符合市場發(fā)展需求的新功能。

2.電子技術的發(fā)展方向

（1）智能化發(fā)展

電子技術應用中具有信息含量大、能耗低、知識密集、先進的優(yōu)勢，還有智能化、高精度和多功能的特點，將其融人計算機操作系統(tǒng)，要進一步提高設備精密度。在進行微電子制造時，工作人員要對加工車間工廠芯片材料雜質、塵埃顆粒情況嚴格限制，確保超純和超精。在電子電路設計工作中，應用計算機智能技術主要發(fā)揮仿真的作用，設計電路版圖、器件編程和印刷電路板。在拓展電子產(chǎn)品功能時，需要深度融合精密器械、自控技術、計算機技術，全面提高自動化水平。

（2）微型化發(fā)展

電子產(chǎn)品技術日益精良、功能更為齊全、服務更為便捷，其外形逐漸小型化和微型化，大規(guī)模集成電路和各種系統(tǒng)功能集成件用于其中，為其提供技術支持，需要應用鎂合金、鈦合金、塑料合金以及各種電子材料。產(chǎn)品外觀不再是傳統(tǒng)厚、重、大的呈現(xiàn)，轉變?yōu)樾?、薄、輕，為了進一步實現(xiàn)應用元件的短小化，越來越多設計應用了無引線片式元件與片狀器件，無論是體積、重量上都比過去大大減少。

（3）綠色化發(fā)展

早在2006年，歐盟就明確提出電子電器設備中含有較多的有害物質，于是對這些物質的使用要求予以明確的指示。我國也在當年頒布相關的管制方法，在后續(xù)的發(fā)展中提出綠色化發(fā)展的方向和策略。時至今日，綠色化發(fā)展依舊是主題，并不斷推動技術創(chuàng)新，確保電子產(chǎn)品中含有的有害物質進一步減少。

（4）集成化發(fā)展

集成化也是我國電子技術發(fā)展的趨勢與方向，如很多企業(yè)均實現(xiàn)了集成化管理、加工過程實現(xiàn)技術集成。隨著MPT微組裝技術、SMT表面組裝技術的發(fā)展，當前電子系統(tǒng)集成化有了更多的技術支撐。比如微組裝技術就是通過對三維微型組件、超高速集成電路、超大規(guī)模集成電路的應用，整合多層混合組裝、自動表面安裝等形成的。

（5）微機電發(fā)展

由于電子產(chǎn)品很容易被周圍環(huán)境和自身結構的缺陷影響，導致其功能受到限制，從生產(chǎn)到使用過程均埋下不少隱患。常見的如雨雪、高溫、振動.搖擺、碰撞等干擾，都會降低產(chǎn)品的工作性能，縮短使用壽命，所以在電子技術未來的研究發(fā)展中，保證電子產(chǎn)品在各種環(huán)境下尤其是極端環(huán)境下的穩(wěn)定可靠性是重點，應推廣微機電系統(tǒng)在其中的應用。

綜上所述，機電一體化與電子技術的應用和發(fā)展不但會影響機電裝置、電子產(chǎn)品的發(fā)展，還會對我國社會經(jīng)濟發(fā)展產(chǎn)生影響，這就要求相關工作人員必須重視這兩者的結合，加大對研發(fā)的投入和引導，促進我國機電一體化可持續(xù)發(fā)展。

[參考文獻]

[1]詹立英.電子技術中機電一體化設備的問題探析[J].科技創(chuàng)新與應用，2017（ 13）：104.

[2]王娟.機電一體化技術在智能制造中的實踐研究[J].內(nèi)燃機與配件，2017（9）：133-134.

（責任編輯 黃曉）