【摘 要】現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展極大地推動了不同學(xué)科的交叉與滲透，引起了工程領(lǐng)域的技術(shù)改造與革命。在機(jī)械工程領(lǐng)域，由于微電子技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機(jī)械工業(yè)的滲透所形成的機(jī)電一體化，使機(jī)械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品機(jī)構(gòu)、功能與構(gòu)成、生產(chǎn)方式及管理體系發(fā)生了巨大變化，使工業(yè)生產(chǎn)由“機(jī)械電氣化”邁入了“機(jī)電一體化”為特征的發(fā)展階段。

【關(guān)鍵詞】機(jī)電工程技術(shù)；應(yīng)用及其自動化；問題

機(jī)電一體化是當(dāng)今自動化技術(shù)發(fā)展的最高階段。也是微電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、控制技術(shù)和精密機(jī)械技術(shù)等發(fā)展的必然產(chǎn)物，是以計算機(jī)為主要特征的自動化技術(shù)。如果說機(jī)械系統(tǒng)處理的對象是運(yùn)動、力、物質(zhì)和能量，電子系統(tǒng)處理的對象是信息和知識，則機(jī)電一體化系統(tǒng)不僅有處理能量和物質(zhì)的功能，而且還有處理信息和知識的能力。

1.機(jī)電技術(shù)應(yīng)用的內(nèi)容含義

1.1機(jī)器的構(gòu)造及工作原料

生產(chǎn)機(jī)器的構(gòu)造一般都是由主體部位的發(fā)動機(jī)、曲柄連桿、配氣、起動、傳動、行駛、轉(zhuǎn)向、制動等構(gòu)成，要提高機(jī)器的工作效率，必須從其主體部位改善性能、減輕質(zhì)重和提高運(yùn)轉(zhuǎn)精度等方面考慮。而傳統(tǒng)機(jī)器產(chǎn)品一般以鋼鐵材料為主，已經(jīng)不具備很強(qiáng)的市場競爭能力。要想改進(jìn)機(jī)器的效率不但要從結(jié)構(gòu)上加以改進(jìn)，還應(yīng)該多考慮利用非傳統(tǒng)鋼鐵材料為主的生產(chǎn)概念，如用非金屬復(fù)合材料，或者更高層次的金屬材料。當(dāng)機(jī)器主體重量減輕了，方能實現(xiàn)驅(qū)動系統(tǒng)的功率的最大化，減少不必要的能量消耗，提高機(jī)器的工作效率。

1.2提高弱電控制線路

提高弱電控制線路關(guān)鍵在于提高部件間的綜合性能，可從電機(jī)、傳感器、信息處理設(shè)備、軟件等方面進(jìn)行提高。

驅(qū)動機(jī)最為廣泛使用的是電機(jī)，但其工作效率及響應(yīng)速度還存在著諸多間題。我們面對此類問題要更為全面的發(fā)展新型的驅(qū)動單位，如驅(qū)動單元中裝了編碼器的電機(jī)以及控制專用組件、傳感器等多位一機(jī)的伺服驅(qū)動單元。

傳感器的問題集中在提高可靠性、靈敏度和精確度方面，提高可靠性與防干擾有著直接的關(guān)系。為了避免電干擾，目前有采用光纖電纜傳感器的趨勢。目前，對外部信息傳感器來說主要發(fā)展非接觸型檢測技術(shù)。

微型計算機(jī)作為信息處理設(shè)備的主要設(shè)備，大大推進(jìn)了機(jī)電技術(shù)應(yīng)用與微電子學(xué)的進(jìn)步。為進(jìn)一步發(fā)展機(jī)電技術(shù)應(yīng)用，必須提高信息處理設(shè)備的可靠性、準(zhǔn)確性、快速性等特點(diǎn)，最大程度的提高處理速度，并解決好抗干擾及其它可能出現(xiàn)的問題。除此之外，在與信息處理設(shè)備進(jìn)去通信時，必須規(guī)范數(shù)據(jù)傳遞的格式，采用同一標(biāo)準(zhǔn)，這樣不僅有利于信息傳遞和后續(xù)維修，而且可以簡化設(shè)計流程。培養(yǎng)專業(yè)技術(shù)人才，除低開發(fā)成本、開發(fā)高速傳遞方式，以便解決日后更為大容量化的機(jī)器運(yùn)作能力。

2.機(jī)電一體化的核心技術(shù)

機(jī)電一體化包括軟件和硬件兩方面技術(shù)。硬件是由機(jī)械本體、傳感器、信息處理單元和驅(qū)動單元等部分組成。因此，為加速推進(jìn)機(jī)電一體化的發(fā)展，必須從以下幾方面著手：

2.1機(jī)械本體技術(shù)

機(jī)械本體必須從改善性能、減輕質(zhì)量和提高精度等幾方面考慮?，F(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品一般都是以鋼鐵材料為主，為了減輕質(zhì)量除了在結(jié)構(gòu)上加以改進(jìn)，還應(yīng)考慮利用非金屬復(fù)合材料。只有機(jī)械本體減輕了重量，才有可能實現(xiàn)驅(qū)動系統(tǒng)的小型化，進(jìn)而在控制方面改善快速響應(yīng)特性，減少能量消耗，提高效率。

2.2傳感技術(shù)

傳感器的問題集中在提高可靠性、靈敏度和精確度方面，提高可靠性與防干擾有著直接的關(guān)系。為了避免電干擾，目前有采用光纖電纜傳感器的趨勢。對外部信息傳感器來說，目前主要發(fā)展非接觸型檢測技術(shù)。

2.3信息處理技術(shù)

機(jī)電一體化與微電子學(xué)的顯著進(jìn)步、信息處理設(shè)備（特別是微型計算機(jī)）的普及應(yīng)用緊密相連。為進(jìn)一步發(fā)展機(jī)電一體化，必須提高信息處理設(shè)備的可靠性，包括模/數(shù)轉(zhuǎn)換設(shè)備的可靠性和分時處理的輸入輸出的可靠性，進(jìn)而提高處理速度，并解決抗干擾及標(biāo)準(zhǔn)化問題。

2.4驅(qū)動技術(shù)

電機(jī)作為驅(qū)動機(jī)構(gòu)已被廣泛采用，但在快速響應(yīng)和效率等方面還存在一些問題。目前，正在積極發(fā)展內(nèi)部裝有編碼器的電機(jī)以及控制專用組件-傳感器-電機(jī)三位一體的伺服驅(qū)動單元。

2.5接口技術(shù)

為了與計算機(jī)進(jìn)行通信，必須使數(shù)據(jù)傳遞的格式標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)格化。接口采用同一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格不僅有利于信息傳遞和維修，而且可以簡化設(shè)計。目前，技術(shù)人員正致力于開發(fā)低成本、高速串行的接口，來解決信號電纜非接觸化、光導(dǎo)纖維以及光藕器的大容量化、小型化、標(biāo)準(zhǔn)化等問題。

2.6軟件技術(shù)

軟件與硬件必須協(xié)調(diào)一致地發(fā)展。為了減少軟件的研制成本，提高生產(chǎn)維修的效率，要逐步推行軟件標(biāo)準(zhǔn)化，包括程序標(biāo)準(zhǔn)化、程序模塊化、軟件程序的固化、推行軟件工程等。

3.結(jié)束語

綜上所述，機(jī)電一體化技術(shù)是眾多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，是社會生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。它促使機(jī)械工業(yè)發(fā)生戰(zhàn)略性的變革，使傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計方法和設(shè)計概念發(fā)生著革命性的變化。大力發(fā)展新一代機(jī)電一體化產(chǎn)品，不僅是改造傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備的要求，而且是推動機(jī)械產(chǎn)品更新?lián)Q代和開辟新領(lǐng)域、發(fā)展與振興機(jī)械工業(yè)的必由之路。

【參考文獻(xiàn)】

[1]李運(yùn)華.機(jī)電控制[M].北京航空航天大學(xué)出版社，2003.

[2]芮延年.機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計[M].北京機(jī)械工業(yè)出版社，2004.