付勇

摘要：機(jī)電一體化是基于機(jī)械、計(jì)算機(jī)與電子技術(shù)等多門(mén)學(xué)科的相互結(jié)合與滲透，而形成并發(fā)展的一門(mén)新興技術(shù)學(xué)科。機(jī)電一體化技術(shù)是通過(guò)微電子技術(shù)、機(jī)械技術(shù)、傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和控制技術(shù)等，實(shí)現(xiàn)機(jī)械柔性化與智能化控制的一項(xiàng)技術(shù)。機(jī)電一體化技術(shù)是一項(xiàng)技術(shù)密集型的系統(tǒng)化工程，電子技術(shù)的發(fā)展，使機(jī)電一體化在各個(gè)領(lǐng)域有了廣泛的應(yīng)用。

關(guān)鍵字：機(jī)電一體化技術(shù)；現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢(shì)

1機(jī)電一體化技術(shù)及其特點(diǎn)

機(jī)電一體化技術(shù)是一種在生產(chǎn)實(shí)踐中具有良好應(yīng)用價(jià)值的綜合性技術(shù)形式，通過(guò)機(jī)械技術(shù)、電工電子技術(shù)、微電子技術(shù)、信息傳感器技術(shù)和信號(hào)變換技術(shù)等多種技術(shù)形態(tài)的有機(jī)結(jié)合，全面提高了工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)水平，改善了工業(yè)產(chǎn)品的系統(tǒng)性和完整性，為工業(yè)技術(shù)科學(xué)化發(fā)展提供可靠支持。機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用，能夠在一定程度上加快生產(chǎn)速率，改善生產(chǎn)效率，優(yōu)化改造工業(yè)生產(chǎn)集成電路，從而完善工業(yè)系統(tǒng)操作步驟，為工業(yè)生產(chǎn)精度控制提供可靠的技術(shù)支持。機(jī)電一體化的體積小且重量輕，尤其是新型技術(shù)產(chǎn)品在機(jī)電一體化中的融合應(yīng)用，促進(jìn)了新型半導(dǎo)體和集成電路技術(shù)研發(fā)得以實(shí)現(xiàn)，液晶顯示在機(jī)電一體化中也逐漸得到廣泛應(yīng)用，使得機(jī)電一體化體系控制有效性得到明顯改善，測(cè)量系統(tǒng)在體積和重量上也得到優(yōu)化。不僅如此，機(jī)電一體化技術(shù)具備高集成控制系統(tǒng)，操作流程運(yùn)行狀況可依據(jù)計(jì)算機(jī)控制得以實(shí)現(xiàn)。機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用促進(jìn)了操作系統(tǒng)的簡(jiǎn)化，并且為系統(tǒng)整體安全運(yùn)行提供可靠保障。

2機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

2.1機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展

業(yè)內(nèi)公認(rèn)的機(jī)電一體化技術(shù)出現(xiàn)的時(shí)間為20世紀(jì)60年代。機(jī)電一體化技術(shù)最初的出現(xiàn)是為了戰(zhàn)爭(zhēng)服務(wù)，但是隨著社會(huì)的發(fā)展，機(jī)電一體化更多的應(yīng)用于其他領(lǐng)域，包括食品加工、航空航天、金屬冶煉等。當(dāng)前，機(jī)電一體化已經(jīng)經(jīng)過(guò)了70、80年代飛速發(fā)展的階段，開(kāi)始向智能化方向發(fā)展，成為了系統(tǒng)的、有獨(dú)立的知識(shí)體系的學(xué)科。在機(jī)電一體化的發(fā)展歷程里，各國(guó)的研究人員很早就將機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用到軍事領(lǐng)域之外的地方，包括食品生產(chǎn)、機(jī)械生產(chǎn)、機(jī)械設(shè)計(jì)等領(lǐng)域。在計(jì)算機(jī)技術(shù)出現(xiàn)之后，機(jī)電一體化技術(shù)又將計(jì)算機(jī)技術(shù)納入研究體系，發(fā)明了自動(dòng)洗衣機(jī)、自動(dòng)烘干機(jī)、抽油煙機(jī)等產(chǎn)品，極大的提高了人們的生活質(zhì)量。在我國(guó)，機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展時(shí)間較其他國(guó)家晚，在加上我國(guó)不重視相關(guān)專(zhuān)業(yè)的人才培養(yǎng)，傳統(tǒng)的機(jī)械行業(yè)比較落后，我國(guó)的機(jī)電一體化與發(fā)達(dá)國(guó)家存在一定的差距。

2.2機(jī)電一體化的現(xiàn)狀

機(jī)電一體化是一種將機(jī)械工程和電子技術(shù)有機(jī)的結(jié)合在一起的系統(tǒng)。機(jī)電一體化是指在對(duì)原有的機(jī)械產(chǎn)品進(jìn)行改進(jìn)，是機(jī)械產(chǎn)品在使用過(guò)程中可以使用電子技術(shù)進(jìn)行信息控制、動(dòng)力控制、操作控制等。與過(guò)去的電氣制作的機(jī)械所完全不同的是，在本質(zhì)上，機(jī)電一體化是將涉及的技術(shù)全部融合在一起，雜糅為一個(gè)整體的綜合性較高的技術(shù)。由于科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，機(jī)電一體化的體系逐漸趨于完善，技術(shù)有了比較明顯的特征。從技術(shù)層面分析，機(jī)電一體化綜合涉及了各個(gè)方面的技術(shù)，包括電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)等，在運(yùn)用這些技術(shù)時(shí)進(jìn)行一定程度的磨合，科學(xué)的將這些技術(shù)組合起來(lái)，最大限度的實(shí)現(xiàn)機(jī)械生產(chǎn)的高效率、低能耗。

3機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域

3.1工業(yè)機(jī)器人

工業(yè)機(jī)器人是當(dāng)代社會(huì)的三大支柱性產(chǎn)業(yè)之一，機(jī)器人的出現(xiàn)是人類(lèi)最偉大的發(fā)明，一個(gè)國(guó)家機(jī)器人的發(fā)展水平代表了一個(gè)國(guó)家工業(yè)發(fā)展的水平。機(jī)器人能夠完成人類(lèi)不能完成的復(fù)雜的工作任務(wù)，智能機(jī)人作為生產(chǎn)和服務(wù)的工具，其大量的應(yīng)用了智能化技術(shù)和機(jī)電一體化技術(shù)，機(jī)器人作為信息化、智能化的設(shè)備產(chǎn)品，開(kāi)辟了新的技術(shù)領(lǐng)域。

3.2數(shù)控機(jī)床

數(shù)控機(jī)床在生產(chǎn)加工中必不可少，隨著機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控機(jī)床的機(jī)構(gòu)、性能、操作方式、控制精度都有了較大的改變，例如，隨著機(jī)電一體化化技術(shù)的發(fā)展，本來(lái)需要多臺(tái)數(shù)控機(jī)床才能完成的加工任務(wù)，現(xiàn)在只需一臺(tái)數(shù)控產(chǎn)品就能完成產(chǎn)品的加工，并且加工時(shí)間大大減少，新型的數(shù)控機(jī)床能夠同時(shí)完成多個(gè)任務(wù)，提高了產(chǎn)品的加工效率。

3.3柔性制造系統(tǒng)

柔性制造系統(tǒng)主要是計(jì)算機(jī)化的制造系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要由計(jì)算機(jī)、機(jī)床、自動(dòng)搬運(yùn)系統(tǒng)、自動(dòng)化的倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)等組成。柔性制造系統(tǒng)可以較好的制定加工生產(chǎn)任務(wù)和各部門(mén)的統(tǒng)一協(xié)調(diào)工作，并且由于機(jī)電一體化系統(tǒng)逐漸完善，柔性制造系統(tǒng)應(yīng)用到品種多樣、小批量、需要反復(fù)改進(jìn)的加工中。機(jī)電一體化技術(shù)正好彌補(bǔ)了這些問(wèn)題。

4現(xiàn)代機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

4.1智能化

智能化是機(jī)電一體化技術(shù)首屈一指的趨勢(shì)和特征。同時(shí)，也是機(jī)一體化被全世界矚目并報(bào)以厚望的原因所在?，F(xiàn)代機(jī)電一體化技術(shù)主要從化智能化的角度出發(fā)，通過(guò)加強(qiáng)判斷推理、邏輯思維、自主決策等類(lèi)人化行為來(lái)提高技術(shù)質(zhì)量。對(duì)開(kāi)發(fā)機(jī)電一體化產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，智能化并不能代表完全取代人，因此不能過(guò)度追求高智能和多智能。

4.2模塊化

機(jī)電一體化技術(shù)操作應(yīng)用的過(guò)程中，在未來(lái)的生產(chǎn)中，生產(chǎn)制造商將會(huì)逐漸變多，為了能夠促使機(jī)電一體化技術(shù)向著多功能和多層次結(jié)構(gòu)方向發(fā)展，而不需要格外的機(jī)電一體化技術(shù)升級(jí)和改裝，則可以通過(guò)設(shè)置模塊化進(jìn)行使用，以此能夠在模塊化的基礎(chǔ)上，設(shè)定功能模塊，促使在同一個(gè)主機(jī)控制下，進(jìn)行多功能的生產(chǎn)。如果在模塊生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)中出現(xiàn)問(wèn)題，那么工作人員則需要對(duì)出現(xiàn)故障的模塊進(jìn)行維修，整體上降低了維修的幾率。

4.3網(wǎng)絡(luò)化

隨著計(jì)算機(jī)的普及、網(wǎng)絡(luò)化視野的打開(kāi)，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來(lái)給人們?nèi)粘Ｉ罴翱蒲小⒃O(shè)計(jì)都帶來(lái)了巨大的便利。再加上網(wǎng)絡(luò)化依托經(jīng)濟(jì)全球化趨勢(shì)，新產(chǎn)品在被研制發(fā)出時(shí)，若能滿(mǎn)足人們的用戶(hù)體驗(yàn)，就會(huì)風(fēng)靡全球。同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)的普及能使產(chǎn)品得到迅速推廣?，F(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)和局域網(wǎng)技術(shù)為家用電器網(wǎng)絡(luò)化的實(shí)現(xiàn)起到了推波助瀾的作用，通過(guò)借助家庭網(wǎng)絡(luò)能滿(mǎn)足人們足不出戶(hù)就可網(wǎng)購(gòu)產(chǎn)品的功能。

4.4微型化

微型化是計(jì)算機(jī)產(chǎn)品在體積和規(guī)模上的一大發(fā)展趨勢(shì)和革新方向。微機(jī)電一體化產(chǎn)品，一般是指幾何尺寸最多為1cm的機(jī)電一體化產(chǎn)品。這一類(lèi)產(chǎn)品有其自身優(yōu)點(diǎn)，即由于產(chǎn)品體積小、耗能少，能實(shí)現(xiàn)靈活攜帶，在應(yīng)用上非常方便。

4.5綠色化

過(guò)去中國(guó)制造業(yè)發(fā)展迅速，為經(jīng)濟(jì)創(chuàng)造效益的同時(shí)也產(chǎn)生不利影響，造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染，尤其近年來(lái)看到的霧霾正在影響著人們賴(lài)以生存的生態(tài)環(huán)境。因此保護(hù)環(huán)境資源、回歸自然也便成為了機(jī)電一體化產(chǎn)品研發(fā)的目標(biāo)和要求之一。綠色產(chǎn)品就是在這種呼聲下應(yīng)運(yùn)而生，未來(lái)綠色化也是時(shí)代的趨勢(shì)。綠色主要是指在設(shè)計(jì)、制造、使用和銷(xiāo)毀的生命環(huán)節(jié)中對(duì)可持續(xù)發(fā)展觀(guān)的落實(shí)和響應(yīng)，能以人們的健康生活為出發(fā)點(diǎn)設(shè)計(jì)相應(yīng)的產(chǎn)品，對(duì)生態(tài)環(huán)境無(wú)害或危害極少，堅(jiān)持資源分類(lèi)并進(jìn)行回收，從而提高資源利用率。

結(jié)束語(yǔ)：

機(jī)電一體化是多種學(xué)科與技術(shù)結(jié)合的結(jié)晶，是制造技術(shù)發(fā)展的新方向，隨著數(shù)字化、信息化時(shí)代的加快，機(jī)電一體化在數(shù)控機(jī)床、人工智能、工業(yè)機(jī)器人、新型制造等領(lǐng)域?qū)⒉粩嗉涌熘悄芑?、模塊化、微型化和綠色化發(fā)展步伐，為我國(guó)社會(huì)生產(chǎn)提供更大的效益，為社會(huì)帶來(lái)更大的變革。

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