機(jī)電一體化與電子技術(shù)的發(fā)展研究探尋

徐 燕

（吉林城市職業(yè)技術(shù)學(xué)院，吉林長春 130114）

0 引言

機(jī)電一體化技術(shù)，包含但不限于電子技術(shù)、機(jī)械化技術(shù)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)、傳感器技術(shù)等，通過上述技術(shù)的有機(jī)結(jié)合起到良好的應(yīng)用效果。機(jī)電一體化技術(shù)在很多行業(yè)或領(lǐng)域內(nèi)都有較好的應(yīng)用，當(dāng)前理論層面的研究表明，其系統(tǒng)功能特征較為明顯。它可以系統(tǒng)分析各個構(gòu)成部分，使相關(guān)構(gòu)成部分趨于融合、工作有序開展，在系統(tǒng)信息流動的基礎(chǔ)上達(dá)到科學(xué)管控為電子系統(tǒng)程序的效果，提高運行的科學(xué)性。

1 機(jī)電一體化技術(shù)的優(yōu)勢

1.1 促進(jìn)機(jī)電工作效率的提升

在功能實現(xiàn)層面，機(jī)電一體化可以達(dá)到自動處理和自動控制的效果，減少人為因素對實現(xiàn)功能的過程干預(yù)。總體來說，可以在較高精度上達(dá)到控制機(jī)械實現(xiàn)功能的目的，保證機(jī)械專業(yè)依照相關(guān)指令完成有關(guān)工作，從而最大限度降低人為因素在機(jī)械運行方面的負(fù)面影響，提高操作的應(yīng)用精度。此外，在工業(yè)生產(chǎn)中充分利用機(jī)電一體化技術(shù)的優(yōu)勢，還能有效提高生產(chǎn)效率，減少殘次品出現(xiàn)并避免由其引發(fā)的一系列后續(xù)問題。機(jī)電一體化技術(shù)還能充分發(fā)揮企業(yè)的生產(chǎn)能力，提高設(shè)備運行穩(wěn)定性。例如，數(shù)控機(jī)床比普通機(jī)床具備較高的穩(wěn)定性，在生產(chǎn)過程中不易出現(xiàn)機(jī)械故障，因此能明顯提升生產(chǎn)效率。

1.2 促進(jìn)設(shè)備實操性的提升

在當(dāng)前技術(shù)發(fā)展背景下，機(jī)電一體化操作按鈕與手柄的數(shù)量已經(jīng)較過去明顯減少，取而代之的是程序化與數(shù)字化控制設(shè)備，這也體現(xiàn)了機(jī)電一體化的操作便利以及對固有生產(chǎn)模式的有利影響。在一些機(jī)電一體化應(yīng)用相對成熟的生產(chǎn)范例中，機(jī)械設(shè)備還能依照外界環(huán)境的不同實現(xiàn)設(shè)備的自動調(diào)整，使固有工作模式有了較大轉(zhuǎn)變?？梢姡瑱C(jī)械設(shè)備的全自動化已經(jīng)具備現(xiàn)實應(yīng)用和發(fā)展的可能，也讓這部分產(chǎn)品體現(xiàn)了更多電子裝置的特征。

2 機(jī)電一體化發(fā)展趨勢

2.1 智能化發(fā)展

機(jī)電一體化技術(shù)優(yōu)勢有很多，較為明顯的就是符合了當(dāng)前環(huán)境友好型企業(yè)發(fā)展的要求，在信息量豐富的同時兼顧減少資源消耗的特點，最大限度地降低環(huán)境污染。研究人員可以有效結(jié)合電子技術(shù)和設(shè)備操作系統(tǒng)，達(dá)到提升機(jī)械設(shè)備精密度的目的。例如，智能化發(fā)展的要求：在制造微電子產(chǎn)品階段，檢測人員應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格依照國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，實時檢測空間中包含的芯片材料與塵埃顆粒數(shù)量，力爭達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)；在電子電路設(shè)計階段，則需要將計算機(jī)智能化作用發(fā)揮至最大，使其仿真能力達(dá)到最佳，提高印刷電路板和電路版圖的科學(xué)化水平。為了全方位豐富電子產(chǎn)品的功能，工作人員應(yīng)重視計算機(jī)技術(shù)與自控技術(shù)的技術(shù)優(yōu)勢，致力于兩者的高度融合，進(jìn)而達(dá)到提高電子設(shè)備自動化水平的效果。

2.2 微型化發(fā)展

近年來，電子技術(shù)的發(fā)展速度很快，在各行各業(yè)取得的成果也很明顯，究其原因主要是因為各類電子產(chǎn)品在生產(chǎn)模式上已經(jīng)逐步脫離了傳統(tǒng)的桎梏，向齊全化和精良化的方向邁進(jìn)，在產(chǎn)品外觀上也逐漸細(xì)小化。電子產(chǎn)品和機(jī)電一體化的結(jié)合，將成為集成元件和電路的主要發(fā)展方向，在機(jī)電一體化技術(shù)優(yōu)勢的作用下，電子產(chǎn)品的外觀也會逐漸趨于微型化。在連接電子元件時，為體現(xiàn)元件外觀精致的特點，可以應(yīng)用片狀器件或元件。當(dāng)前所用的插裝元件與傳統(tǒng)的對比，可以發(fā)現(xiàn)，在重量和體積方面現(xiàn)階段貼片元件也明顯減少。這也說明，在應(yīng)用表面組裝技術(shù)之后，電子產(chǎn)品可以以更小巧的形態(tài)出現(xiàn)在人們眼前，有效減輕產(chǎn)品重量。

2.3 綠色化發(fā)展

機(jī)電一體化在不斷發(fā)展過程中，對周邊環(huán)境產(chǎn)生的污染將會逐漸降低，最終實現(xiàn)機(jī)電一體化技術(shù)的綠色化發(fā)展。早在10年前，歐盟就明文規(guī)定電氣設(shè)備中各種有害物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)含量，尤其是多溴聯(lián)苯、鉛等物質(zhì)會對人體造成較大傷害，一定要嚴(yán)格控制。我國在2006 年已經(jīng)將電子產(chǎn)品污染控制管理辦法從紙面落實到實際，針對的對象不僅包含運行的電子一體化設(shè)備，還包含已經(jīng)報廢的部分設(shè)備。這不僅對環(huán)境保護(hù)大有裨益，而且也能有效避免生產(chǎn)中的亂象，提高電子產(chǎn)品入門門檻，通過優(yōu)勝劣汰的方式實現(xiàn)機(jī)電一體化技術(shù)的長遠(yuǎn)發(fā)展。

2.4 集成化發(fā)展

集成化也是機(jī)電一體化的一個重要發(fā)展方向。此處所指的集成化，主要體現(xiàn)在企業(yè)管理和技術(shù)兩個層面。技術(shù)方面，除了主要技術(shù)其他技術(shù)也要在集成化發(fā)展的道路上，如微組裝技術(shù)中的表面組裝技術(shù)，該技術(shù)本質(zhì)就是在線路板中安裝未經(jīng)引線的組裝元器件，進(jìn)而形成電子系統(tǒng)。但是在當(dāng)前社會背景下，很多現(xiàn)代企業(yè)在生產(chǎn)和運行中，在表面組裝與微組裝技術(shù)的應(yīng)用問題上，還沒有達(dá)到實際標(biāo)準(zhǔn)，也在逐步協(xié)調(diào)和優(yōu)化中。只有充分重視各類型技術(shù)的協(xié)調(diào)發(fā)展，才能為電子系統(tǒng)集成化的發(fā)展打下堅實的基礎(chǔ)。

3 電子技術(shù)未來發(fā)展趨勢

3.1 開放性

當(dāng)前技術(shù)發(fā)展背景下，互聯(lián)網(wǎng)機(jī)構(gòu)在組成形式上都是由眾多小型通信網(wǎng)連接形成的，因此用戶才能在同樣時間段內(nèi)訪問通信網(wǎng)，或進(jìn)行信息查詢。也正是因為有這種屬性，才能將通信網(wǎng)內(nèi)部各個功能聯(lián)系成一個有機(jī)整體?；谶@個技術(shù)優(yōu)勢，就算身處不同區(qū)域也能通過電子技術(shù)實現(xiàn)對設(shè)備運行狀態(tài)的操控或監(jiān)測設(shè)備運行信息。鑒于電子技術(shù)在互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中起著至關(guān)重要的作用，因此電子技術(shù)有必要確立協(xié)議書，這也是不容忽視的一個重要關(guān)鍵點。統(tǒng)一相關(guān)協(xié)議也是當(dāng)前電子技術(shù)實現(xiàn)開放性的重要手段，這里提到的統(tǒng)一，不但包含通信體系機(jī)構(gòu)趨向標(biāo)準(zhǔn)，還包含其他一些內(nèi)容。如何標(biāo)準(zhǔn)化運作通信協(xié)議，將成為業(yè)內(nèi)人士亟待解決的重要事項。

3.2 融合性

鑒于電子技術(shù)與計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展速度較快，很多新生事物的應(yīng)運而生，也就在情理之中了。其中，引起人們更多重視的，就是電子技術(shù)與多媒體技術(shù)的融合，為生產(chǎn)生活帶來的改變，是尤為明顯的。結(jié)合現(xiàn)階段兩者的發(fā)展情況來看，很多都是將處理重點，集中在了圖像、文字以及聲音的處理上。就實際情況而言，生活中很多都是產(chǎn)品都是集合了文本、聲音和圖像的結(jié)合體，動畫效果妙趣橫生。這方面的應(yīng)用，可以在各專業(yè)教學(xué)課堂上看出端倪。很多時候課堂時間是極其寶貴的，想要實現(xiàn)抽象問題轉(zhuǎn)化成形象問題是較為困難的，因此，教師如果能將這部分抽象問題通過動畫表現(xiàn)的形式，在學(xué)生面前直觀呈現(xiàn)，令學(xué)生可以更好理解，充分調(diào)動自身對學(xué)習(xí)的興趣。

3.3 高速性

電子技術(shù)在人們生活中應(yīng)用十分廣泛，因此信息交流面渠道也逐漸拓寬。這就要求在處理信息的環(huán)節(jié)上，需要保證穩(wěn)定性較強(qiáng)，可以達(dá)到高速運行的效果。此外，人們也應(yīng)當(dāng)針對性提升信息處理速度，強(qiáng)化信息傳輸?shù)臅r效性，提高人們交流的順暢程度。信息傳播速度的要求逐漸提升，也間接促進(jìn)計算機(jī)在不同領(lǐng)域的應(yīng)用，使更多產(chǎn)業(yè)與計算機(jī)結(jié)合得更加緊密。也正是因為如此，很多研究人員的研究方向都集中于計算機(jī)及其技術(shù)應(yīng)用，研究成果也受到更多人士的關(guān)注。

4 機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用

以數(shù)控激光雕刻機(jī)為例，開展針對性的研究和數(shù)控機(jī)械設(shè)計創(chuàng)新，此過程需要充分應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)，強(qiáng)化軟件、硬件信息化技術(shù)以及有關(guān)制造技術(shù)的結(jié)合。

4.1 整體設(shè)計方案

在機(jī)電一體化產(chǎn)品中數(shù)控激光雕刻機(jī)較為常見，它主要包括軟硬件部分、電氣部分、計算機(jī)控制部分、機(jī)械部分等，可以實現(xiàn)激光雕刻球面的效果。

4.2 機(jī)械部分合理設(shè)計

因為要考慮到在球面上進(jìn)行激光雕刻，因此在導(dǎo)軌的選擇問題上，應(yīng)選擇兩個直導(dǎo)軌與一個旋轉(zhuǎn)導(dǎo)軌。在充分掌握基礎(chǔ)尺寸之后，借助ProE 等三維設(shè)計軟件，完成相應(yīng)的設(shè)計任務(wù)，落實干涉檢查工作，并對其中重要的零部件進(jìn)行細(xì)致校核。

4.3 電氣部分科學(xué)設(shè)計

電氣部分設(shè)計階段主要有以下功能：①交流伺服系統(tǒng)的有效控制功能，具體包括上電和下電的控制；②軸流風(fēng)機(jī)設(shè)備的控制功能；③急停鍵的控制功能。

4.4 硬件科學(xué)設(shè)計

數(shù)控系統(tǒng)可以實現(xiàn)對激光器和電機(jī)裝置的控制，對激光器的控制主要針對開關(guān)和調(diào)制功率，而對電機(jī)的控制則主要包括轉(zhuǎn)動角度與轉(zhuǎn)動方向兩個方面。

4.5 相關(guān)功能實現(xiàn)

通過軟件硬件之間的聯(lián)調(diào)處理方式，就能利用數(shù)控激光雕刻設(shè)備達(dá)到雕刻效果，雕刻出類似地球儀大洲大洋的效果。

5 結(jié)束語

本文在分析機(jī)電一體化優(yōu)勢的同時，討論了未來機(jī)電一體化和電子技術(shù)的發(fā)展趨勢，也以數(shù)控激光雕刻機(jī)為例，討論了設(shè)計方案以及如何加強(qiáng)機(jī)電一體化技術(shù)與電子技術(shù)應(yīng)用的效果。國家和社會都要充分重視機(jī)電一體化的技術(shù)優(yōu)勢，伴隨技術(shù)的發(fā)展，我國機(jī)電一體化與電子技術(shù)也將迎來新的時代發(fā)展機(jī)遇，朝開放性、聯(lián)合性、高速性方向邁進(jìn)，同時加強(qiáng)技術(shù)的環(huán)保效應(yīng)，實現(xiàn)社會的可持續(xù)發(fā)展。