機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用探析

代曾蘭

（云南省文山州民族職業(yè)技術(shù)學(xué)校，云南 文山 663000）

20世紀(jì)60年代以來機(jī)電一體化技術(shù)開始迅猛發(fā)展起來，它的發(fā)展基礎(chǔ)是傳統(tǒng)的機(jī)械技術(shù)，再此基礎(chǔ)上結(jié)合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)、信息技術(shù)。機(jī)械技術(shù)和電子技術(shù)是機(jī)電一體化技術(shù)的主體，另外包括了多門技術(shù)學(xué)科，目前機(jī)電一體化技術(shù)正在逐步完善。機(jī)電一體化技術(shù)的出發(fā)點(diǎn)是整個(gè)系統(tǒng)，它將機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)等綜合運(yùn)用，根據(jù)系統(tǒng)功能和優(yōu)化組織的目標(biāo)進(jìn)行各功能單元的優(yōu)化配置，它對于機(jī)械產(chǎn)品的機(jī)構(gòu)和管理體系等都產(chǎn)生了很大的影響，我國目前正在向“機(jī)電一體化”發(fā)展階段邁進(jìn)。

1 機(jī)電一體化技術(shù)優(yōu)點(diǎn)

1.1 安全性能高

機(jī)電一體化產(chǎn)品在很多領(lǐng)域具有較強(qiáng)的功能，其中包括有監(jiān)視、報(bào)警、自動保護(hù)等方面。工作中發(fā)生一些電力故障的時(shí)候，機(jī)電一體化產(chǎn)品能夠自動啟動保護(hù)措施，使人和設(shè)備的損害降到最低，提高了使用設(shè)備的安全性能。

1.2 較高的生產(chǎn)能力

機(jī)電一體化產(chǎn)品自動處理信息和自動控制能力很強(qiáng)，在控制和檢測方面的靈敏度和精度等都很高。機(jī)電一體化產(chǎn)品有自身的控制系統(tǒng)，通過啟動這個(gè)系統(tǒng)可以使機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)按照設(shè)計(jì)的要求完成動作，可以保證工作完成的質(zhì)量和產(chǎn)品的高合格率。機(jī)電一體化產(chǎn)品的生產(chǎn)能力也隨著自動化的成功實(shí)現(xiàn)得以提高。

1.3 較高的使用性能

機(jī)電一體化產(chǎn)品采用了數(shù)字顯示和程序控制，這使得手柄和按鈕的數(shù)量得到很大程度的減少，方便了操作過程。機(jī)電一體化產(chǎn)品可以重復(fù)大量的動作，更先進(jìn)的產(chǎn)品還能夠篩選工作程序。

1.4 適用范圍大

機(jī)電一體化產(chǎn)品具有復(fù)合技術(shù)和功能，不具有單技術(shù)、單功能的局限性，這使得機(jī)電一體化產(chǎn)品的功能得到很大提高，也深化了自動化的程度。機(jī)電一體化產(chǎn)品具有的自動和智能功能可以輕松應(yīng)對用戶的需求。

1.5 維護(hù)方便

程度的控制可以對安裝調(diào)試機(jī)電一體化產(chǎn)品，在其控制系統(tǒng)中輸入控制程序就可以對產(chǎn)品進(jìn)行調(diào)控了，這樣就不用改變產(chǎn)品的零件或者哪一個(gè)部件了。機(jī)電一體化產(chǎn)品還能夠?qū)ぷ髦械墓收献詣舆M(jìn)行檢驗(yàn)和監(jiān)視等，并且可以自動采取應(yīng)對措施。工作對象不同時(shí)，具有存儲功能的機(jī)電一體化產(chǎn)品可以根據(jù)存儲的執(zhí)行程序自動工作。

2 機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用

2.1 數(shù)控機(jī)床

數(shù)控技術(shù)已經(jīng)有40年的發(fā)展史了，它在多個(gè)方面都有明顯的提高，比如結(jié)構(gòu)、功能和控制精度，具體表現(xiàn)為：1）結(jié)構(gòu)為多CPU、多主總線形式，具有緊湊、模塊化的特點(diǎn)。2）設(shè)計(jì)具有開放性，硬件系統(tǒng)和功能模塊可以最大限度地使用戶受益。3）系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)動態(tài)仿真二、三維加工過程，通過在線診斷和模糊控制等向車間提供編程技術(shù)。4）存儲器采用了大容量同時(shí)軟件設(shè)計(jì)為模塊化，這種改變使得數(shù)控的功能變得更加豐富，也使得CNC系統(tǒng)具有更強(qiáng)大的控制功能。5）一個(gè)機(jī)床可以通過多過程和多通道控制實(shí)現(xiàn)多個(gè)獨(dú)立任務(wù)同時(shí)完成，并且系統(tǒng)中還集成了刀具破損檢測等。

2.2 工業(yè)機(jī)器人

第一代機(jī)器人對工作對象和環(huán)境的適應(yīng)性較低、靈活性較差，也被稱為示教再現(xiàn)機(jī)器人，它們在進(jìn)行重復(fù)運(yùn)動時(shí)只能根據(jù)示教內(nèi)容進(jìn)行。在第一代機(jī)器人的基礎(chǔ)上改進(jìn)的第二代機(jī)器人擁有了先進(jìn)的傳感設(shè)備，它和計(jì)算機(jī)聯(lián)系密切，可以通過計(jì)算機(jī)來對工作進(jìn)行處理和分析，從而做出自己的判斷進(jìn)而控制動作，這表明工業(yè)機(jī)器人開始變得實(shí)用化，表現(xiàn)出了低級智能。第三代機(jī)器人即是我們所稱的智能機(jī)器人了，它的工作離不開第五代計(jì)算機(jī)，通過傳感元件和計(jì)算機(jī)的作用來達(dá)到復(fù)雜的邏輯、判斷和決策能力。

2.3 計(jì)算機(jī)的集成系統(tǒng)

全局動態(tài)最有綜合幫助實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)，它并非是由各分散系統(tǒng)簡單組合而成的。計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)打破了原有部門間的界限，制造是它的基干，通過這個(gè)基干達(dá)到對“物流”和“信息流”的控制，最終將經(jīng)營決策、產(chǎn)品開發(fā)等有機(jī)結(jié)合起來。一個(gè)企業(yè)如果具有很高的集成度將會更好地優(yōu)化各種生產(chǎn)要素的配置關(guān)系，更大程度地開發(fā)出各生產(chǎn)要素的潛力。

3 展望機(jī)電一體化技術(shù)前景

3.1 高性能化

現(xiàn)代社會生產(chǎn)處于快速發(fā)展期，機(jī)電一體化需要不斷滿足發(fā)展的需要、不斷提高其現(xiàn)實(shí)應(yīng)用性，主要要提高的方面表現(xiàn)在速度、精度、效率和可靠性等。未來機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢之一就是高速、高精度、高效和高可靠性。

3.2 微型化

機(jī)電一體化趨向微型領(lǐng)域發(fā)展，它的發(fā)展動力是人們不斷追求高新技術(shù)微型化。微型的機(jī)電一體化產(chǎn)品在一些特殊領(lǐng)域的優(yōu)勢是其他技術(shù)不可并肩而論的，比如軍事、醫(yī)療、信息方面，因?yàn)檫@些微型化產(chǎn)品體積小、耗能少、靈活性強(qiáng)，可以成功完成常人不能想象到的任務(wù)。

3.3 智能化

21世紀(jì)機(jī)電一體化建設(shè)者更加重視研究人工智能，主要是機(jī)器人智能和數(shù)控機(jī)床智能的應(yīng)用。人工智能主要指的是機(jī)器方面，通過吸收新方法在基礎(chǔ)控制理論之上模擬人類智能，使機(jī)器具有推理、判斷和自主決策的能力，這樣也就能實(shí)現(xiàn)更高的控制目標(biāo)。當(dāng)然要求機(jī)電一體化產(chǎn)品具有和人類一樣的智能是沒必要的，我們可以使用高性能的微處理器讓機(jī)電一體化產(chǎn)品擁有部分人類智能。

3.4 系統(tǒng)化

通信功能通過系統(tǒng)化得到了較大的升級，未來機(jī)電一體化技術(shù)會更多關(guān)注人與產(chǎn)品的關(guān)系，機(jī)電一體化將更加有人性化的特點(diǎn)。很多機(jī)電一體化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)靈感都來自于動物或人類的啟發(fā)，未來研究的兩個(gè)方向分別是賦予機(jī)電一體化產(chǎn)品更多智能和研制更多的人性化產(chǎn)品。

3.5 網(wǎng)絡(luò)化

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)促進(jìn)了市場競爭的很大變革，現(xiàn)今網(wǎng)絡(luò)技術(shù)飛速發(fā)展這必將使機(jī)電一體化和其相互融合。網(wǎng)絡(luò)普及的同時(shí)遠(yuǎn)程和監(jiān)視技術(shù)不斷涌現(xiàn)，機(jī)電一體化產(chǎn)品就是遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備。網(wǎng)絡(luò)化還將影響到大量的家用電器方面，計(jì)算機(jī)集成系統(tǒng)可以幫助人們在不出門的情況下享受高新技術(shù)帶來的生活便利與快樂。

3.6 綠色環(huán)?；?/h3>

工業(yè)不斷發(fā)展、我們的生活舒適度不斷提升的同時(shí)環(huán)境污染缺越來越嚴(yán)重，資源也越來越緊缺。人們都在強(qiáng)烈呼吁保護(hù)環(huán)境、節(jié)約社會資源，所以機(jī)電一體化技術(shù)的一個(gè)發(fā)展趨勢就是綠色環(huán)保。在新的時(shí)代背景下機(jī)電一體化技術(shù)產(chǎn)品必須要無害或者對生態(tài)環(huán)境的危害極小，必須符合人類健康要求，必須有極高的資源利用率，回收利用率也要很高，這就是綠色環(huán)?；跈C(jī)電一體化產(chǎn)品中的具體體現(xiàn)。

3.7 人性化

不管機(jī)電一體化產(chǎn)品怎么變，它的使用對象都是人，所以機(jī)電一體化產(chǎn)品必須要有人性化，它需要在色彩、造型等方面與環(huán)境保持協(xié)調(diào)一致，人們使用這些產(chǎn)品不僅可以達(dá)到實(shí)用的目的還可以在使用過程中得到一種藝術(shù)的享受。

結(jié)語

機(jī)電一體化通過機(jī)電設(shè)備、微機(jī)軟硬件相結(jié)合，工業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)借助機(jī)電一體化技術(shù)實(shí)現(xiàn)了勞動密集型向智力密集型的轉(zhuǎn)化。新時(shí)期不斷研發(fā)的新產(chǎn)品和高精密設(shè)備的較大發(fā)展對機(jī)電一體化技術(shù)提出了更高的要求，機(jī)電一體化技術(shù)也將會向著高性能、高智能、系統(tǒng)化等方向發(fā)展，將為國家經(jīng)濟(jì)效益和社會效益的提高做出更大貢獻(xiàn)。