尹洪波

（浙江安達(dá)系統(tǒng)工程有限公司，浙江 杭州 310030）

1 機(jī)電一體化概述

1.1 機(jī)電一體化概念

機(jī)電一體化是一門典型的現(xiàn)代化交叉學(xué)科，它涉及到機(jī)械、電氣等諸多技術(shù)。它是研究將電子器件的信息處理和控制功能附加或融合在機(jī)械裝置中的一種復(fù)合化技術(shù)。就傳統(tǒng)來(lái)說(shuō)，它是機(jī)械制造和電子技術(shù)的功能集成，就現(xiàn)代化來(lái)說(shuō)，它是人工智能的重要手段之一，尤其是其控制和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，因此它將扮演重要的角色。機(jī)電一體化現(xiàn)在的基本思路是智能化地集成各個(gè)行業(yè)的有效功能于一體，以滿足人工智能日益增長(zhǎng)的需求，在實(shí)現(xiàn)方式上，現(xiàn)階段最常用的是數(shù)控機(jī)床和工業(yè)機(jī)器人，他們是衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)實(shí)力的標(biāo)志。

1.2 機(jī)電一體化發(fā)展歷程

機(jī)電一體化于20世紀(jì)后期就已經(jīng)被提出，當(dāng)時(shí)隨著電子技術(shù)與傳統(tǒng)工業(yè)關(guān)系的不斷緊密化，人們開始研究簡(jiǎn)單的機(jī)械電子交叉技術(shù)，從而奠定了機(jī)電一體化的基礎(chǔ)。后來(lái)在日本召開了第一屆國(guó)際機(jī)電一體化學(xué)術(shù)會(huì)議，機(jī)電一體化正式走上舞臺(tái)，從而正式拉開了其帷幕。臨近21世紀(jì)，憑借計(jì)算機(jī)信息化和電子技術(shù)的發(fā)展，機(jī)電一體化快速成長(zhǎng)，發(fā)展為集光、電、機(jī)、通信等于一體的現(xiàn)代化技術(shù)。迅速滲透入機(jī)械制造、智能控制等技術(shù)領(lǐng)域。而近些年來(lái)，人工智能成為時(shí)代科技新寵，機(jī)電一體化又迎來(lái)新的發(fā)展機(jī)遇，尤其是以工業(yè)機(jī)器人為代表的機(jī)電一體化智能產(chǎn)品，還有智能化的機(jī)電光結(jié)合技術(shù)等。它們?yōu)闄C(jī)電一體化提出了新的要求，例如網(wǎng)絡(luò)化、微型化、模塊化等?，F(xiàn)如今機(jī)電一體化技術(shù)已經(jīng)成為人工智能得以實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)之一，它直接決定著人工智能是否具備可操作性，未來(lái)它可能會(huì)發(fā)揮更為重要的作用。

2 機(jī)電一體化的主要技術(shù)

常規(guī)的機(jī)電一體化涵蓋了軟件與硬件2類基礎(chǔ)技術(shù)。硬件即由機(jī)械自身、傳感設(shè)備、參數(shù)處理模塊及驅(qū)動(dòng)模塊等所構(gòu)建。為了與計(jì)算機(jī)進(jìn)行有效傳輸，我們就要使相關(guān)參數(shù)傳輸達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)格化。接口擇取相同指標(biāo)、規(guī)格，不僅可以方便信息的傳遞和維修，同時(shí)還可以方便設(shè)計(jì)?，F(xiàn)階段，相關(guān)技術(shù)工作者正側(cè)重于開發(fā)低投資、高速串行的接口，進(jìn)而規(guī)避光導(dǎo)纖維、信號(hào)電纜非接觸化與光藕設(shè)備的大容量化等問題。而軟件和硬件一定要相互制衡，統(tǒng)一發(fā)展。為了降低軟件的研制投資，深化生產(chǎn)維修的有效性，我們要試著將軟件予以指標(biāo)化處理，將內(nèi)置程序指標(biāo)化、軟件程序固化、程序模塊化，以及大范圍應(yīng)用軟件工程等?，F(xiàn)階段，機(jī)械設(shè)備大多是以鋼鐵材料為基本結(jié)構(gòu)的，為了可以有效減輕質(zhì)量，我們要對(duì)產(chǎn)品的基本結(jié)構(gòu)予以簡(jiǎn)配舉措，因此可以利用非金屬合成耗材。只有在減輕機(jī)械質(zhì)量的前提下，才可以使驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)趨于微型化，進(jìn)而提高其速率，這樣可以最大化地降低能耗，提高作業(yè)的有效性。以傳感設(shè)備為基點(diǎn)，從提高精確度、靈敏度等方面入手，在此基礎(chǔ)上要確保其具有較強(qiáng)的抗干擾性。機(jī)電一體化，即在主功能、信息處理功能和控制功能上滲透進(jìn)電子技術(shù)，把機(jī)械設(shè)備和電子化設(shè)計(jì)與軟件有機(jī)地結(jié)合在一起，所組建的系統(tǒng)的統(tǒng)稱。從宏觀上分析，機(jī)電一體化包括技術(shù)和產(chǎn)品2個(gè)基本點(diǎn)，是依附于群體技術(shù)有機(jī)融合的一種拓展性技術(shù)，并非單純的機(jī)械技術(shù)或微電子技術(shù)的結(jié)合。機(jī)電一體化技術(shù)的核心功能即替代體力勞動(dòng)。

3 機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用

3.1 數(shù)控機(jī)床

數(shù)控機(jī)床技術(shù)在我國(guó)發(fā)展的歷史悠久，數(shù)控技術(shù)無(wú)論是在構(gòu)造上還是在操作性能存在了一定的影響。一是，數(shù)控機(jī)床存在多種多樣形式的結(jié)構(gòu)，尤其存在CPU系統(tǒng)中較多。二是，數(shù)控機(jī)床的整體結(jié)構(gòu)有很多的優(yōu)勢(shì)，可以滿足用戶能夠取得最大的利益。三是，數(shù)控機(jī)床技術(shù)有先進(jìn)的功能，分為不同種類的方式，以達(dá)到實(shí)現(xiàn)最終的目的。四是，加強(qiáng)較大的存儲(chǔ)設(shè)備可以有效的提高數(shù)控機(jī)床的整體效果，較好的控制CNC的功能。五是，數(shù)控機(jī)床為機(jī)電一體化帶來(lái)了較大的影響，起著不可缺少的部分，機(jī)電一體化通過(guò)數(shù)控機(jī)床可以實(shí)現(xiàn)不同種類的渠道控制，時(shí)間了較多的內(nèi)容。六是，機(jī)電一體化中利用系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行合理的結(jié)合可以達(dá)到系統(tǒng)的完善。

3.2 柔性制造系統(tǒng)

該系統(tǒng)對(duì)機(jī)電一體化存在一定的影響，具有普遍意義。柔性制造系統(tǒng)包含了不同的種類。該系統(tǒng)應(yīng)用范圍較廣，例如：可以應(yīng)用到不同種類的零用工件中去，所以較多數(shù)情況下客戶都是進(jìn)行隨機(jī)生產(chǎn)的。

3.3 分布式控制系統(tǒng)

該系統(tǒng)主要是根據(jù)一臺(tái)計(jì)算機(jī)來(lái)控制其他計(jì)算機(jī)而做出的指令進(jìn)行指導(dǎo)。該系統(tǒng)可以分為不同層次的等級(jí)。機(jī)電工業(yè)對(duì)機(jī)電一體化的使用過(guò)程中可以應(yīng)用該系統(tǒng)進(jìn)行有效的控制。在最近幾年可以看出該技術(shù)越來(lái)越完善，通過(guò)不斷的實(shí)踐讓該系統(tǒng)的功能有了很大的提高，不僅僅能夠?qū)崿F(xiàn)監(jiān)督的功能，還能在工作中進(jìn)行指導(dǎo)和管理，最后變成可以一起工作的強(qiáng)大的系統(tǒng)。分布式系統(tǒng)有著不同形式的特征，例如：它的功能有很多種而且操作起來(lái)很方便等一系列的特征。其次，該分布式系統(tǒng)有較好的安全性能，它可以取代人為導(dǎo)致的問題，這樣可以較好的提高該系統(tǒng)的功能，促進(jìn)了機(jī)電工業(yè)的發(fā)展。

4 結(jié)語(yǔ)

總而言之，機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展是為了適應(yīng)現(xiàn)有的生產(chǎn)力和經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)，其發(fā)展是必然的，是在對(duì)舊事物的改造和發(fā)展中逐漸形成的，是舊事物到新事物的重要飛躍，也是促進(jìn)社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展的必然趨勢(shì)。