譚勇

摘要：機電一體化是一門新興技術學科，融合了計算機、電子、機械、光學、信息等學科，隨著經(jīng)濟的發(fā)展，它在工業(yè)生產(chǎn)的應用越來越廣泛。本文首先對機電一體化的概念進行簡單的介紹，再在此基礎上探討機電一體化技術的應用現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢。

關鍵詞：機電一體化；應用；發(fā)展趨勢

前言

隨著科學技術的發(fā)展，各個學科技術相互交叉融合，促進了新領域技術的革命與發(fā)展。在機械工程中，利用微電子技術以及計算機技術形成機電一體化，大大改善了機械工業(yè)領域的技術結(jié)構、產(chǎn)品構成以及生產(chǎn)管理方式。因此，在工業(yè)產(chǎn)品設計過程中，機械工程機電一體化是由機械、電子、信息技術協(xié)同構成。

1.機電一體化的概述

機電一體化技術是機械技術與電子技術結(jié)合的產(chǎn)物，機電一體化包括：計算機技術、信息技術、微電子技術以及光學技術、液壓技術等多學科技術，通過多技術的綜合運用能夠?qū)崿F(xiàn)對多功能系統(tǒng)進行合理布局與配置，實現(xiàn)了生產(chǎn)的低能耗、多功能、高質(zhì)量的要求，促進了生產(chǎn)系統(tǒng)的最優(yōu)化發(fā)展。當然機電一體化技術并不是所有技術的重合疊加，而是對所有技術系統(tǒng)化運用，實現(xiàn)各個技術的綜合整合，機電一體化設備主要包括：執(zhí)行部分、動力控制以及機械本身三個部分，而機電一體化系統(tǒng)則主要包括：磁、光、氣、液、電、機等。概括來講：機電一體化技術就是在對計算機信息處理、控制以及可驅(qū)動原件特性等技術進行充分應用的一門現(xiàn)代化的高科技技術。

2.機電一體化技術應用的意義

從機電一體化產(chǎn)品的優(yōu)勢我們可以看出：運用一體化技術有以下幾個方面的優(yōu)勢：

（1）產(chǎn)品操控更加智能化。機電一體化技術的運用在機械制作領域有非常重要的意義。因為機電一體化技術以微處理為核心，通過將數(shù)據(jù)信息操控系統(tǒng)結(jié)合在一起就可以大大增強整個系統(tǒng)控制的準確下。在機械生產(chǎn)的過程中，整個工業(yè)具有高速化、連續(xù)性的特點，如果不采用機電一體化技術就難以對產(chǎn)品線進行智能化的控制，無法配套各個設備的系統(tǒng)控制。

（2）機電一體化技術可以采用分布式控制，實現(xiàn)生產(chǎn)最優(yōu)化。通過分布式控制能夠?qū)ΜF(xiàn)場的計算機一級操作系統(tǒng)實現(xiàn)集中監(jiān)視、分散操作。因此，隨著分布式控制系統(tǒng)的發(fā)展以及應用，能夠?qū)崿F(xiàn)對整個生產(chǎn)過程的控制，從而紅絲線調(diào)度生產(chǎn)以及產(chǎn)品統(tǒng)計管理的最優(yōu)化，提高整個綜合系統(tǒng)的生產(chǎn)效率。

（3）多產(chǎn)品兼容，有效實現(xiàn)資源共享。通過開放式的控制系統(tǒng)，可以實現(xiàn)對于信息的互換以及兼容不同種類的產(chǎn)品，實現(xiàn)產(chǎn)品兼容資源共享。通過互聯(lián)計算機設備，可以實現(xiàn)與控制設備額互連，從而實現(xiàn)控制一體化。

（4）計算機集成化程度高。通過計算機集成制造系統(tǒng)將生產(chǎn)經(jīng)營管理以及過程控制整合為整體，實現(xiàn)從原料進廠到生產(chǎn)加工的一體化控制。在實現(xiàn)計算機全過程自動化的基礎上，實現(xiàn)信息資源的有效共享，實現(xiàn)對生產(chǎn)過程的統(tǒng)一管理，適應現(xiàn)代企業(yè)的發(fā)展。

（5）實現(xiàn)生產(chǎn)交流傳動技術，提高產(chǎn)品的歡迎度。在科學技術的不斷發(fā)展過程中，各項電子、微電子技術快速發(fā)展，通過交流傳動技術能夠更好更快地實現(xiàn)產(chǎn)品的平滑調(diào)動。

3.機電一體化的發(fā)展趨勢

3.1智能化的發(fā)展趨勢

人工智能化為當前工業(yè)生產(chǎn)及人們生活的重要發(fā)展趨勢，機電一體化技術也不例外。相關工作人員在開展機電一體化的研究過程中，對人工智能尤為關注，其中一項重要的智能化應用即為機器人與數(shù)控機床的應用。其中，智能化主要描述的是生產(chǎn)或生活機器的工作行為，具體來說便是在采用人工智能等新型的方法開模擬人類的只能，通過賦予機器判斷、決策等高級思維能力，從而促進控制目標的實現(xiàn)。盡管機電一體化產(chǎn)品無法與人的智能相媲美，但通過應用高速、高性能的微處理器，賦予機電一體化產(chǎn)品人的部分智能是完全可行且極為有必要的。

3.2網(wǎng)絡化的發(fā)展趨勢

自上世紀九十年來以來，計算機等新型技術的顯著成就即為網(wǎng)絡技術在軍事、教育、工業(yè)生產(chǎn)等各個領域得到了廣泛應用，并使其發(fā)生了巨大的變革。通過各種網(wǎng)絡技術的運用，全球的生產(chǎn)與經(jīng)濟已沖破了時間與空間的禁錮，各大企業(yè)競爭也日益激烈，并朝著全球化的方向發(fā)展，考慮到這一因素，研制出行之有效的機電一體化軟件及產(chǎn)品具有非常重要的現(xiàn)實意義。此外，各種遠程監(jiān)控技術在網(wǎng)絡、計算機技術發(fā)展的影響下，正逐步發(fā)展壯大。我們相信，家用電器在局域網(wǎng)技術發(fā)展下，最終將會實現(xiàn)網(wǎng)絡化，從而實現(xiàn)人們在家里也可享受高科技帶來的便利的目標[3]?；诖耍W(wǎng)絡化為機電一體化產(chǎn)品發(fā)展的大勢所趨。

3.3微型化的發(fā)展趨勢

微型化這一概念在上世紀八十年代末期得到興起，其指的機電一體化技術將以微型機器為主要應用技術的發(fā)展趨勢。微型機電一體化產(chǎn)品指的是尺寸在1厘米以內(nèi)的機電一體化產(chǎn)品，且這一類產(chǎn)品還將朝著微米、納米等更微型的方向發(fā)展。由于體積小且輕便靈活，并且消耗的能量少，因而微型機電一體化產(chǎn)品在社會各個領域得到了廣泛應用，并發(fā)揮出了重要作用。在機電一體化微型化發(fā)展過程中，微機械技術起著功不可沒的作用，因此，為促進機電一體化技術朝著微型化方向順利發(fā)展，進一步改進并完善微機械技術具有重要意義。

3.4系統(tǒng)化的發(fā)展趨勢

在工業(yè)建設及生產(chǎn)過程中，機電一體化的系統(tǒng)化表現(xiàn)之一即為機械系統(tǒng)結(jié)構在采用現(xiàn)代化開放式的總線結(jié)構的基礎上，實現(xiàn)了系統(tǒng)可任意剪裁及組態(tài)的目標，進而使得機械系統(tǒng)的多項子系統(tǒng)可順利開展協(xié)作及共同管理等工作。另一項表現(xiàn)特征便是極大程度上加強了通信功能，除了RS232之外，還具備了一定的人格化。就當前形勢分析，機電一體化技術及產(chǎn)品未來將會把產(chǎn)品與人之間的和諧關系作為工作及研究的重點，人格化也將更為顯著。在機電一體化中，其人格化主要包含以下兩個層面的含義：其一，由于人為機電一體化產(chǎn)品的使用對象，因而賦予產(chǎn)品人的智能與情感尤為重要，尤其是家用機器人，其最高層次的境界便是實現(xiàn)人機一體化；其二，通過對生物機理進行模仿，從而研發(fā)出多種實用、可靠的機電一體化產(chǎn)品。

3.5綠色化的發(fā)展趨勢

人們的生活在工業(yè)不斷發(fā)展的形勢下，發(fā)生了不可想象的改變。盡管人們的物質(zhì)要求得到了充分滿足，但工業(yè)的發(fā)展對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生了嚴重的破壞，自然資源銳減。于是，人們紛紛對自然資源保護投入了高度的關注，綠色產(chǎn)品這一概念也便應運而生。無論在設計、制造，還是具體使用及銷毀等各個環(huán)節(jié)中，綠色產(chǎn)品對自然環(huán)境產(chǎn)生的危害極少，甚至不會產(chǎn)生危害，且具有非常高的資源利用率。因此，設計出使用過程中不對自然生態(tài)環(huán)境造成污染，報廢后還可進一步回收利用的綠色化機電一體化產(chǎn)品，具有非常重要的現(xiàn)實意義。

總結(jié)語

綜上所述，作為眾多學科與技術發(fā)展的綜合，機電一體化為社會生產(chǎn)力發(fā)展至一定階段的必要需求與趨勢。隨著各種新型技術的普及與發(fā)展，其相互融合的趨勢也將愈發(fā)明顯。在此種形勢下，機電一體化技術將在社會生活及生產(chǎn)等各個領域得到廣泛應用，并具有更加光明與廣闊的發(fā)展前景。

參考文獻：

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