許棟　丁海東

摘要：在全球經(jīng)濟一體化體制建立和發(fā)展的促進下，我國的科學(xué)技術(shù)得到了飛速的發(fā)展。機電一體化技術(shù)作為現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的核心內(nèi)容之一，被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)當(dāng)中，且其發(fā)展日益趨向于多元化?；趯Υ擞^點的認(rèn)識，就機電一體化技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用進行了探析。

關(guān)鍵詞：機電一體化技術(shù)；發(fā)展；應(yīng)用

中圖分類號：TB文獻標(biāo)識碼：A文章編號：16723198（2014）08018001

1機電一體化技術(shù)的發(fā)展

1.1趨向智能化

智能化是機電一體化技術(shù)發(fā)展的主要方向之一?，F(xiàn)代科學(xué)技術(shù)在這方面的研究也取得了優(yōu)異的成果，主要表現(xiàn)在機器人和數(shù)控機床智能化。所謂的機電一體化技術(shù)智能化是指對機械行為的一種描述，這其中包括了對控制學(xué)、運籌學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)以及混沌動力學(xué)等相關(guān)知識的運用，使其具備一定的人類智力，從而自主產(chǎn)生預(yù)定行為。我們無可否認(rèn)，機電一體化產(chǎn)品具有一定的人為操控性，要想使其完全替代人類工作是不可能的。但是，通過一定的技術(shù)處理后賦予其較為低級的人類智能或部分智能，則是可能實現(xiàn)的也是未來機電一體化技術(shù)發(fā)展的重點研究課題之一。

1.2趨向數(shù)字化

數(shù)字化是現(xiàn)代機電一體化技術(shù)發(fā)展的標(biāo)志，是信息化網(wǎng)絡(luò)時代的產(chǎn)物。微控制器的發(fā)展與應(yīng)用為機電產(chǎn)品數(shù)字化夯實了基礎(chǔ)，例如，數(shù)控機床設(shè)備與機器人的研發(fā)。在此過程中，計算機網(wǎng)絡(luò)的盛行與滲入，為先進數(shù)字化設(shè)計技術(shù)和制造技術(shù)的發(fā)展引明了方向，例如，虛擬設(shè)計、計算機集成制造等。機電一體化技術(shù)發(fā)展趨于數(shù)字化對相關(guān)產(chǎn)品提出了更高的要求，要求軟件的設(shè)計與開發(fā)具備更高的穩(wěn)定性、易控制性、可維護性、自我診斷甚至修復(fù)能力以及友好人機界面。數(shù)字化在機電一體化產(chǎn)品中的實現(xiàn)為機器的遠程操控、診斷和修復(fù)提供了便利。

1.3趨向網(wǎng)絡(luò)化

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的的發(fā)展與應(yīng)用，使得機電一體化產(chǎn)品變得更為實用和可靠，受到了人們廣泛的青睞。機電一體化技術(shù)趨于網(wǎng)絡(luò)化，其遠程控制和監(jiān)視技術(shù)得到了進一步的發(fā)展，而遠程控制終端設(shè)備又隸屬于機電一體化產(chǎn)品，因此，我們應(yīng)注重機電一體化技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)化時代的融入，并將其列為研究的重點方向?，F(xiàn)場總線和局域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是現(xiàn)代科技發(fā)展的必然趨勢，將家用電器實現(xiàn)在以計算機控制為中心的家電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)當(dāng)中，從而為人們的生活帶來更多的方便和快樂。所以，機電一體化技術(shù)網(wǎng)絡(luò)化是其未來發(fā)展的重點方向。

1.4趨向微型化

微型化是一個現(xiàn)代科技總體發(fā)展的趨勢，更利于人們的操作，從空間的角度實現(xiàn)了節(jié)約的目的。應(yīng)用微型機電一體化技術(shù)生產(chǎn)的產(chǎn)品體積小、能耗少、攜帶方便、運動靈活，其在醫(yī)療、軍事、信息等方面的優(yōu)勢無與倫比?，F(xiàn)階段機電一體化技術(shù)在微型領(lǐng)域發(fā)展的瓶頸在于微機械技術(shù)，其相關(guān)產(chǎn)品的生產(chǎn)加工采用先進的精細化加工技術(shù)，主要包括光刻技術(shù)以及刻蝕技術(shù)兩種。

1.5趨向綠色化

機電一體化技術(shù)趨于綠色化體現(xiàn)在相關(guān)產(chǎn)品的設(shè)計、制造、使用和回收等各個環(huán)節(jié)，要求其符合環(huán)境保護以及能源控制標(biāo)準(zhǔn)，以盡量較少甚至是規(guī)避對生態(tài)環(huán)境的不良影響，具有重要的發(fā)展意義。綠色化的機電一體化產(chǎn)品主要是指，在生產(chǎn)制造和使用過程中對生態(tài)環(huán)境無害，廢棄后可以回收再利用。

2機電一體化技術(shù)的應(yīng)用

2.1機電一體化技術(shù)在數(shù)控機床中的應(yīng)用

我國在相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展具有近五十年的歷史，無論是構(gòu)造設(shè)計、使用功能還是操控精度方面，機電一體化技術(shù)在數(shù)控機床中的應(yīng)用效果都極為明顯，如構(gòu)造設(shè)計方面，構(gòu)造的總線式以及緊湊型、結(jié)構(gòu)的模塊化都得以實現(xiàn)，這主要歸功于對多CPU和總線體系結(jié)構(gòu)的應(yīng)用；使用功能方面，開放式的設(shè)計加以WOP技術(shù)的應(yīng)用使得機械智能化得以實現(xiàn)，除此之外，模塊化的軟件設(shè)計和大容量存儲器的使用，都大大提升了數(shù)控機床的可操作性以及其技術(shù)精度，從而為先進產(chǎn)品的加工制造提供了良好的機械技術(shù)基礎(chǔ)。

2.2機電一體化技術(shù)在計算機集成制造系統(tǒng)中的應(yīng)用

計算機集成制造系統(tǒng)又稱CIMS，是指以機電一體化技術(shù)的應(yīng)用為基礎(chǔ)，從而實現(xiàn)各分散系統(tǒng)的優(yōu)化和綜合，這樣消除傳統(tǒng)意義層面上部門之間界限的同時有利于達到經(jīng)營決策和產(chǎn)品研發(fā)以及生產(chǎn)預(yù)備、實驗甚至管理之間的有機化結(jié)合的目標(biāo)。在此過程中，相關(guān)企業(yè)各構(gòu)造之間的集成度得到了大大的提升，使得各生產(chǎn)要素之間的配置不斷優(yōu)化，從而有利于各生產(chǎn)要素發(fā)揮其應(yīng)有效能。

2.3機電一體化技術(shù)在柔性制造系統(tǒng)中的應(yīng)用

柔性制造系統(tǒng)又稱FMS，是指以機電一體化技術(shù)的應(yīng)用為基礎(chǔ)，該系統(tǒng)構(gòu)成含括了計算機、機器人、數(shù)控機床、料盤、自動化倉庫、自動運輸小車等，其優(yōu)勢在于可根據(jù)生產(chǎn)裝配的需要任意調(diào)整所需時間、地點以及數(shù)量，尤其適用于種類繁多、批量不大且更改頻率較高的零散零件的生產(chǎn)。

2.4機電一體化技術(shù)在工業(yè)機器人中的應(yīng)用

機電一體化技術(shù)在工業(yè)機器人中的應(yīng)用歷經(jīng)了三個層次的轉(zhuǎn)變，第一個層次的工業(yè)機器人不具備智能化，主要根據(jù)設(shè)置的要求進行同一動作或運動的重復(fù)，其在作業(yè)環(huán)境以及對象變換中的適應(yīng)能力較差；第二層次的工業(yè)機器人智能化程度則有所提升，通過應(yīng)用較為先進的傳感元件，使得機器人能夠簡單的分析并獲取作業(yè)環(huán)境以及對象的一般信息，繼而經(jīng)過計算機轉(zhuǎn)化做出相應(yīng)的判斷，從而依據(jù)反饋數(shù)據(jù)的不同控制運動的方式，已初具實用性；第三層次的工業(yè)機器人智能化得到了一定的提升，且表現(xiàn)的較為完善，其不僅可將更多的感知信息傳輸給你，而且可運行較為繁雜的邏輯思維，并作出正確判斷與決策，繼而控制機械的運行軌跡及方式，具有較強的作業(yè)環(huán)境以及對象變換適應(yīng)能力，其行動表現(xiàn)出了一定的獨立性，這與第五代計算機的發(fā)展與應(yīng)用有著密不可分的聯(lián)系。

參考文獻

[1]李建勇.機電一體化技術(shù)[M].北京：科學(xué)出版社，2004.

[2]陳輝，王磊.機電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].國內(nèi)外機電一體化技術(shù)，2009.

作者簡介：邊鵬飛（1990-），男，貴州大學(xué)電氣工程學(xué)院碩士研究生，主要研究方向控制理論及其應(yīng)用；何志琴（1971-），女，貴州大學(xué)教授，現(xiàn)主要從事控制理論及其應(yīng)用等方面的研究。