馮二鵬

(焦作市技師學(xué)院，河南 焦作 454000)

機(jī)電一體化的概念自20世紀(jì)70年代由日本的科技工作者提出，隨著現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)水平的飛速提升，大規(guī)模集成電路技術(shù)的成熟，機(jī)電一體化技術(shù)出現(xiàn)了新的發(fā)展趨勢和更深的應(yīng)用領(lǐng)域。在機(jī)械工程領(lǐng)域，機(jī)電一體化技術(shù)正在不斷完善，這一技術(shù)的應(yīng)用對機(jī)械產(chǎn)品的機(jī)構(gòu)和功能等都產(chǎn)生了巨大的影響，提升了我國機(jī)械工業(yè)的水平。

1 機(jī)電一體化的定義

機(jī)電一體化技術(shù)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)，是將機(jī)械技術(shù)、電工電子技術(shù)、微電子技術(shù)、信息機(jī)電一體化技術(shù)、傳感器技術(shù)、接口技術(shù)、信號變換技術(shù)等多種技術(shù)進(jìn)行有機(jī)地結(jié)合，并綜合應(yīng)用到實(shí)際中的綜合技術(shù)。

2 機(jī)電一體化的發(fā)展背景

總的來說，機(jī)電一體化技術(shù)大體可以分成3個(gè)階段。

第一階段：1960年以前。

作為機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的初級階段，由于種種原因，比如當(dāng)時(shí)的電子技術(shù)水平和機(jī)械技術(shù)水平都沒有得到完善，使得運(yùn)用機(jī)電一體化技術(shù)開發(fā)出來的產(chǎn)品不能夠被廣泛的推廣。但是，人們已經(jīng)開始運(yùn)用簡單的電子技術(shù)來完善產(chǎn)品的機(jī)械性能。尤其是在戰(zhàn)爭時(shí)期，電子技術(shù)和機(jī)械產(chǎn)品的完美結(jié)合，使得機(jī)電技術(shù)在軍事領(lǐng)域發(fā)揮了重要的作用。戰(zhàn)爭結(jié)束后，這項(xiàng)技術(shù)由軍用轉(zhuǎn)變?yōu)槊裼茫龠M(jìn)了戰(zhàn)后經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。

第二階段：1970-1980年。

在這一發(fā)展時(shí)期，機(jī)電一體化技術(shù)不僅有了來自通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和控制技術(shù)等提供的技術(shù)基礎(chǔ)，而且由于微型計(jì)算機(jī)和大規(guī)模集成電路的飛速發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展有了較充分的物質(zhì)基礎(chǔ)。

第三階段：1990年以來。

機(jī)電一體化技術(shù)已經(jīng)開始向智能化的新階段邁進(jìn)。在這個(gè)階段里，一些人工智能技術(shù)、光纖技術(shù)以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)如雨后春筍般地迅速發(fā)展，給機(jī)電一體化技術(shù)打開了一片新的發(fā)展天地。此外，機(jī)電一體化技術(shù)還涵蓋了光學(xué)、通信技術(shù)以及微細(xì)加工技術(shù)等。

3 機(jī)電一體化的具體應(yīng)用

3.1 在建筑材料生產(chǎn)中的應(yīng)用

機(jī)電一體化是一種綜合技術(shù)，其高質(zhì)量、高性能、多功能、低能耗的特性對于建筑材料的生產(chǎn)能夠起到非常重要的作用。而材料的級配控制對于現(xiàn)代建筑和公共設(shè)施相當(dāng)重要，一旦有級配誤差的出現(xiàn)，必定會(huì)縮短建筑和公共設(shè)施的壽命，安全問題就得不到保障。因此，在建筑材料中應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)微機(jī)控制，使級配的誤差盡量降到最小。

3.2 在現(xiàn)代制造業(yè)方面的應(yīng)用

現(xiàn)代制造業(yè)強(qiáng)調(diào)有效利用一切資源，逐漸以機(jī)器代替人力來獲得生產(chǎn)盈利，綠色的現(xiàn)代化制造具有虛擬化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化等特點(diǎn)。下面以Li/MnO2扣式電池生產(chǎn)過程的介紹來說明機(jī)電一體化技術(shù)在制造業(yè)方面的應(yīng)用。

Li/MnO2扣式電池的生產(chǎn)有以下幾道程序：先上負(fù)極片，然后加隔熱板并把電解液注入其中，最后上正極片、滲透。這種自動(dòng)組裝生產(chǎn)的控制系統(tǒng)通過采用PLC技術(shù)進(jìn)行控制，通過觸摸系統(tǒng)中的傳感器來監(jiān)測生產(chǎn)過程中的狀態(tài)，一旦有系統(tǒng)故障出現(xiàn)，機(jī)械裝置就會(huì)自動(dòng)報(bào)警。如果生產(chǎn)過程中出現(xiàn)不合格的產(chǎn)品，該系統(tǒng)還會(huì)將其自動(dòng)剔除。

4 機(jī)電一體化的未來發(fā)展趨勢

4.1 智能化

所謂的智能化是在綜合應(yīng)用計(jì)算機(jī)、心理學(xué)、機(jī)械化等多種技術(shù)的基礎(chǔ)上而形成的新的研究方法。智能化在機(jī)電一體化的應(yīng)用上為其指明了新的發(fā)展方向，可以使機(jī)械操作等更加現(xiàn)代化。在實(shí)際應(yīng)用中，機(jī)電一體化技術(shù)可以應(yīng)用在數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人智能操作等方面，大大節(jié)省了人力和物力開支?？梢娭悄芑膽?yīng)用為機(jī)電一體化帶來了前所未有的改變，促進(jìn)機(jī)電一體化在更多的領(lǐng)域內(nèi)發(fā)揮出更大的作用。

4.2 信息化

伴隨著知識(shí)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電子信息技術(shù)突飛猛進(jìn)，并且應(yīng)用到眾多的行業(yè)中，在其中發(fā)揮著重要的作用。電子信息技術(shù)正在悄然改變著人們的生活，給人們的生活帶來了便捷。而機(jī)電一體化的應(yīng)用也離不開電子信息技術(shù)的推廣，從先進(jìn)技術(shù)的引進(jìn)以及機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量檢驗(yàn)等多個(gè)層面都需要依靠電子信息技術(shù)。針對電子信息發(fā)展的大背景，機(jī)電一體化的發(fā)展也是大勢所趨，具有深遠(yuǎn)的現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義。

綜上所述，隨著機(jī)電一體化技術(shù)的逐步發(fā)展，它在機(jī)械制造以及機(jī)電產(chǎn)業(yè)中發(fā)揮了不可替代的作用。機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)在傳統(tǒng)技術(shù)基礎(chǔ)之上不斷革新，引進(jìn)更多的現(xiàn)代元素，促使其不斷進(jìn)步和完善，進(jìn)而推動(dòng)我國經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展。