試論機電一體化的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

楊凱

摘要：隨著市場經濟的蓬勃發(fā)展，以計算機、機械工程技術、微電子學和網絡信息技術為代表的現(xiàn)代科學技術，有力地推動了機電一體化技術的發(fā)展，不僅大大提高了機械設備的自動化水平，而且促進了機械電子應用領域的不斷擴大，提高了現(xiàn)代機械設備的質量、性能、穩(wěn)定性和精度。在此背景下，有必要充分認識機電技術的發(fā)展，推動機電技術向系統(tǒng)化、活化、智能化、綠色化的可持續(xù)發(fā)展方向發(fā)展。

關鍵詞：機電一體化;現(xiàn)狀;發(fā)展趨勢

引言

隨著我國社會經濟快速發(fā)展，電子技術快速進步，電子技術應用領域越來越廣泛。近年來，電子技術與機械技術相互融合，機電一體化技術愈發(fā)成熟，機械工業(yè)水平不斷提升，在技術結構、產品性能、產品構成、生產規(guī)模、生產方式與工業(yè)生產管理方面均有巨大提升，推動了我國工業(yè)制造業(yè)發(fā)展與完善?；诖耍喴U述了機電一體化技術的應用現(xiàn)狀及應用領域，進一步探究了機電一體化技術發(fā)展情況及趨勢。

1機電一體化的相關概念

機電一體化的概念最早出現(xiàn)在1971年的日本《機械設計》雜志上，它是機械設備和電子技術的結合，在發(fā)展的過程中，機械設備和電子技術發(fā)揮各自的優(yōu)勢，彌補彼此的不足，完美的協(xié)調。這種機電一體化，是機械，電氣和電子技術的結合。機電一體化主要有兩個方面：技術方面和產品方面。技術：機械電子技術，包括技術原理和基本原理，在機械設備的應用上取得了很大進展，使機械設備在性能控制和信息處理方面更加智能化、自動化，更好地利用和發(fā)展機電相關技術。機電一體化是集機械、微電子、計算機與信息處理、自動控制、傳感與測試、電子電源、服務驅動等相關集成技術于一體的高新技術。在產品方面，隨著我國計算機技術的不斷進步，集成電路實現(xiàn)了跨越式的飛躍，推動了機電一體化技術向更深層次的領域探索和研究，為機電一體化技術在人們日常生活中的應用提供了基礎和動力。最常見的家用電器，電飯煲、電冰箱、空調、電磁爐、烤箱等，都是機電一體化技術不斷發(fā)展的結果。此外，機電一體化技術也被廣泛應用于企業(yè)的生產過程，如工業(yè)機器人的使用，一些危險的生產線和裝配線工作通過設置工業(yè)機器人來代替工人，工人只需要遠程操作。在某種程度上，這降低了工人的風險，提高了工作效率。在工業(yè)生產中，機電一體化技術廣泛應用于電子產品中?，F(xiàn)在，越來越多的機電一體化研究人員將重點轉向電子智能，使機電一體化技術能夠更快地向人工智能過渡。近年來，在機電研究人員的大力研究下，智能機電技術已取得初步成果，相關技術人員在很長一段時間后還將繼續(xù)研究，使得智能機電一體化能夠更方便地應用于人類的生產和生活中，為造福人類，為我國經濟的快速發(fā)展貢獻更大的作用。

2機電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀

機電一體化的進一步完善，對人類社會的發(fā)展具有不可忽視的意義。因此，當前相關領域的學者通過大量研究，為機電一體化的完善和相應科學體系的形成進行了深入的探索。多學科交叉綜合發(fā)展是機電一體化的主要發(fā)展趨勢，通過結合包括電子、控制、計算機、信息等在內的多項學科內容，實現(xiàn)相關技術的進一步發(fā)展和完善，為人類生活帶來福音。

2.1智能發(fā)展

機器人與數(shù)控機床結合是機電一體化技術向智能化發(fā)展的重點。人工智能逐漸成為了主要的研究內容，獲得國內外高度重視。智能化主要是對機器人行為的描述。在機電一體化發(fā)展過程中，通過進行理論控制，并融合包括心理學、計算機科學、運籌學、人工智能等在內的多項新思想和新內容，使機器人具有模擬人類智能的能力。在決策推理上，使機器人具有自己的判斷能力和自主能力，邏輯思維方式也逐漸向人類靠近，并在此達到更高的控制目標。因此，模塊化成為其中一項極為艱巨的工程。智能發(fā)展對于機電一體化的長遠發(fā)展具有非常重要的意義。

2.2在數(shù)控機床領域中的應用

在數(shù)控機床領域中，機電一體化技術是應用最廣泛的?，F(xiàn)階段，該領域在機電一體化方面取得了較多的研究成果和技術創(chuàng)新成果。在應用機電一體化技術設計和生產數(shù)控機床時，數(shù)控機床最大的特點就是操作的自動化。在這種趨勢的影響下，數(shù)控機床需要的勞動力越來越少，操作者的勞動強度也逐漸降低?？梢哉f機電一體化技術在數(shù)控機床的研發(fā)和生產中具有相當大的應用價值。而在我國，有相當多的數(shù)控機床生產企業(yè)在應用機電一體化技術生產機床，并生產出了一些性能優(yōu)良的數(shù)控機床產品。

3機電一體化的未來發(fā)展趨勢

3.1智能化趨勢

新世紀以來，數(shù)控機床與機器人的智能結合是機電一體化中人工智能發(fā)展的代表性應用模式。事實上，使機電一體化產品具有低級智能才是利用高速微處理器進行智能化改造的核心內容，這也是當前機電一體化發(fā)展的可行性渠道和必要性方向，過于追求人類思維反而是不現(xiàn)實的。

3.2環(huán)?；?/p>

隨著中國經濟和科學技術的快速發(fā)展，低碳環(huán)保的理念已經被越來越多的人接受和尊重。在此基礎上，機電一體化技術在研究開發(fā)和應用過程中開始呈現(xiàn)出環(huán)保的趨勢。就具體性能而言：（1）我國機電一體化技術裝備在應用過程中開始呈現(xiàn)出低能耗、低排放的發(fā)展趨勢，使相關單位在應用機電一體化技術的過程中更有效的保護環(huán)境和資源。（2）機電一體化設備生產過程中，越來越多的新材料和新技術的應用，使生產過程更加環(huán)保，大多數(shù)的材料和零部件可以回收。因此，在機電一體化技術和設備的研發(fā)上，需要在環(huán)保上投入更多的能源和資金。只有這樣，機電一體化技術或設備才能得到更廣泛的應用。

3.3體積微型化

微型化最初是在20世紀80年代提出的。它是指機電一體化技術需要向微領域和微機械方向發(fā)展。在此背景下，對機電一體化技術小型化的研究不斷深化。目前，機電一體化的研究已經取得了一些成果，具有體積小、靈活性高、能耗低的特點，并在軍事、生物醫(yī)學和信息等領域得到了充分的應用。針對微機電集成技術，在具體的應用過程中需要依靠精密儀器進行制造和加工，因此在技術方面有更高的要求。雖然我國對MEMS集成技術的研究仍處于初級階段，但通過不懈的研究，也取得了良好的成果，如半導體的應用，為發(fā)展MEMS集成技術奠定了基礎。

結語

在現(xiàn)代機電一體化技術工程的發(fā)展中，機電一體化技術已廣泛應用于機械設備的加工業(yè)和制造業(yè)，并為其發(fā)展做出了巨大貢獻。這在很大程度上提高了機電一體化生產企業(yè)的工作效率，而且在為國家節(jié)約能源方面做出了巨大的貢獻。未來，機電一體化技術將朝著更加智能化和綠色化的方向發(fā)展，為現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展貢獻出自己的力量。

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