朱喜文 裴剛

摘要：隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，不同學(xué)科之間不斷交叉與滲透，機電一體化將隨著微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機械工業(yè)的滲透逐漸形成并不斷完善，并隨著科學(xué)技術(shù)的日新月異，各種技術(shù)相互將越來越融合，未來機電一體化技術(shù)的發(fā)展將會更加的深化與進步。本文簡述了其在機械制造中的應(yīng)用及其發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：機電一體化；智能；技術(shù)；應(yīng)用

1控技術(shù)的特點化

1.1精確快速高效，對于機械制造而言，由于涉及到的知識以及細節(jié)較多，精確、快速和高效是一直以來制造工作期望達到的目標。而數(shù)控技術(shù)中融合了高科技芯片以及強大的中央處理器，可以有效保證機械制造中的所有要求都能夠得到滿足，并且輔助改善機床自身的動態(tài)特性和靜態(tài)特性，使機床自身的制造效率以及精準度進一步的提升。

1.2彈性化，彈性化產(chǎn)生的影響主要體現(xiàn)在兩個方面，其一。針對數(shù)控系統(tǒng)的彈性化設(shè)

計處理，通過相應(yīng)用戶需要，設(shè)定具有自身特點的功能性，同時其涉及的范圍較廣，可以保證其操控的整體性；其二，群控系統(tǒng)的彈性化，在同一群控系統(tǒng)當(dāng)中可以應(yīng)急不同的生產(chǎn)需要，針對物料以及信息的傳播進行相應(yīng)的調(diào)整，這樣可以是群控系統(tǒng)自身同一化的優(yōu)點最大程度的發(fā)揮。

1.3工藝復(fù)合性和多軸化，一般按照統(tǒng)一的系統(tǒng)設(shè)定，對相應(yīng)的生產(chǎn)和加工程序進行調(diào)整，針對各個機床生產(chǎn)之間的配合隋況，可以利用數(shù)控機床工藝復(fù)合的形式，對其生產(chǎn)和加工以減少各個機床之間的配合工作時間，能夠有效的提升生產(chǎn)效率。

1.4實時智能化，傳統(tǒng)的實時系統(tǒng)設(shè)定較為理想化，對其相關(guān)的運作以及調(diào)整沒有一個明確的定義。而利用人工智能可以完成較為理想化的施工形態(tài)，可以有效的減少施工的時間。并且利用科學(xué)技術(shù)與人工智能結(jié)合在一起的方式，可以充分的完成人類的各種行為，可以大大的減少人員的使用。隨著科學(xué)技術(shù)與人工智能的配合發(fā)展，對于當(dāng)前的機械制造而言，其應(yīng)用更加的實用化，并且隨著專業(yè)人員的不斷研究，是其技術(shù)更加完善。

2 機電一體化技術(shù)的應(yīng)用

2.1 智能化控制技術(shù)

由于器械制造具有大型化、高速化和連續(xù)化的特點，傳統(tǒng)的控制技術(shù)已不能滿足需要，因此采用智能控制技術(shù)替代傳統(tǒng)的技術(shù)。智能控制技術(shù)主要包括專家系統(tǒng)、模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等，智能控制技術(shù)廣泛應(yīng)用于機械制造的產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)、控制、設(shè)備與產(chǎn)品質(zhì)量診斷等各個方面。

2.2 分布式控制系統(tǒng)

分布式控制系統(tǒng)采用一臺中央計算機指揮若干臺面向控制的現(xiàn)場測控計算機和智能控制單元。分布式控制系統(tǒng)可以是兩級的、三級的或更多級的。利用計算機對生產(chǎn)過程進行集中監(jiān)視、操作、管理和分散控制。

2.3 開放式控制系統(tǒng)

開放控制系統(tǒng)是目前計算機技術(shù)發(fā)展引出的新結(jié)構(gòu)體系概念。“開放”意味著對一種標準的信息交換規(guī)程的共識和支持，按此標準設(shè)計的系統(tǒng)，可以實現(xiàn)不同廠家產(chǎn)品的兼容和互換，且資源共享。

2.4 計算機集成制造系統(tǒng)

機械制造的CIMS是將人與生產(chǎn)經(jīng)營、生產(chǎn)管理以及過程控制連成一體，用以實現(xiàn)從原料，設(shè)計、加工到產(chǎn)品發(fā)貨的整個生產(chǎn)過程全局和過程一體化控制。目前機械制造已基本實現(xiàn)了過程自動化，但這種“自動化孤島”式的單機自動化缺乏信息資源的共享和生產(chǎn)過程的統(tǒng)一管理，難以適應(yīng)現(xiàn)代企業(yè)生產(chǎn)的要求。

2.5 現(xiàn)場總線技術(shù)

現(xiàn)場總線技術(shù)（FiedBusTechnology）是連接設(shè)置在現(xiàn)場的儀表與設(shè)置在控制室內(nèi)的控制設(shè)備之間的數(shù)字式、雙向、多站通信鏈路。采用現(xiàn)場總線技術(shù)取代現(xiàn)行的信號傳輸技術(shù)，就能使更多的信息在智能化現(xiàn)場儀表裝置與更高一級的控制系統(tǒng)之間在共同的通信媒體上進行雙向傳送。

2.6 交流傳動技術(shù)

傳動技術(shù)在機械制造中起作至關(guān)重要的作用。隨著電力電子技術(shù)和微電子技術(shù)的發(fā)展交流調(diào)速技術(shù)的發(fā)展非常迅速。由于交流傳動的優(yōu)越性，電氣傳動技術(shù)在不久的將來由交流傳動全面取代直流傳動，數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，使復(fù)雜的矢量控制技術(shù)實用化得以實現(xiàn)，交流調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速性能已達到和超過直流調(diào)速水平。

3 機電一體化技術(shù)發(fā)展趨勢

3.1 數(shù)字化

微控制器及其發(fā)展奠定了機電產(chǎn)品數(shù)字化的基礎(chǔ)，而計算機網(wǎng)絡(luò)的迅速崛起，為數(shù)字化設(shè)計與制造鋪平了道路。數(shù)字化要求機電一體化產(chǎn)品的軟件具有高可靠性、易操作性、可維護性、自診斷能力以及友好人機界面。數(shù)字化的實現(xiàn)將便于遠程操作、診斷和修復(fù)。

3.2 智能化

即要求機電產(chǎn)品有一定的智能，使它具有人一樣的邏輯思考、判斷推理、自主決策等能力。例如在CNC數(shù)控機床上增加人機對話功能。隨著模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、灰色理論、小波理論、混沌與分岔等人工智能技術(shù)的進步與發(fā)展，為機電一體化技術(shù)發(fā)展開辟了新天地。

3.3 模塊化

機電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標準機械接口、動力接口、環(huán)境接口的機電一體化產(chǎn)品單元模塊是一項復(fù)雜的工作。如研制具有集減速、變頻調(diào)速電機一體的動力驅(qū)動單元；具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的電機一體控制單元等。這樣，在產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計時，可以利用這些標準模塊化單元迅速開發(fā)出新的產(chǎn)品。

3.4 網(wǎng)絡(luò)化

遠程控制終端設(shè)備作為機電一體化產(chǎn)品，現(xiàn)場總線和局域網(wǎng)技術(shù)使家用電器網(wǎng)絡(luò)化成為可能，利用家庭網(wǎng)絡(luò)把各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家用電器系統(tǒng)，使人們在家里可充分享受各種高技術(shù)帶來的好處，因此，機電一體化產(chǎn)品無疑應(yīng)朝網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。

3.7 集成化

集成化既包含各種技術(shù)的相互滲透、相互融合和各種產(chǎn)品不同結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，又包含在生產(chǎn)過程中同時處理加工、裝配、檢測、管理等多種工序。為了實現(xiàn)多品種、小批量生產(chǎn)的自動化與高效率，應(yīng)使系統(tǒng)具有更廣泛的柔性，使其性能最優(yōu)、功能最強。

3.8 帶源化

機電一體化產(chǎn)品自身帶有能源，如太陽能電池、燃料電池和大容量電池。由于在許多場合無法使用電能，因而對于運動的機電一體化產(chǎn)品，自帶動力源具有獨特的好處。帶源化是機電一體化產(chǎn)品的發(fā)展方向之一。

4 結(jié)束語

隨著時代的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)不斷進步，各種新理論、新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，各學(xué)科相互融合進一步深入，機電一體化技術(shù)的發(fā)展空間也將越來越廣闊。

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