對(duì)機(jī)電一體化應(yīng)用中若干問題的探究

摘要：隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，不同科學(xué)之間發(fā)生了交叉與滲透，機(jī)電一體化就是微電子技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)向機(jī)械工程領(lǐng)域滲透的結(jié)果，機(jī)電一體化的產(chǎn)生導(dǎo)致了機(jī)械工程領(lǐng)域的技術(shù)革命與改造。機(jī)電一體化技術(shù)的迅速發(fā)展，是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果，本文主要綜述對(duì)機(jī)電一體化應(yīng)用中的現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)等若干問題。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化技術(shù)；應(yīng)用；若干問題

1.機(jī)電一體化技術(shù)的概念

機(jī)電一體化技術(shù)是指在機(jī)械工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)引進(jìn)先進(jìn)的微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、機(jī)械技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、傳感測(cè)控技術(shù)、信息技術(shù)、電力電子技術(shù)、信息變換技術(shù)、軟件編程技術(shù)以及接口技術(shù)等許多群體技術(shù)，根據(jù)機(jī)電一體化系統(tǒng)功能目標(biāo)，優(yōu)化組織目標(biāo)，系統(tǒng)、合理地配置個(gè)功能單元，使得每一個(gè)小單元實(shí)現(xiàn)自己的特定功能價(jià)值的技術(shù)。當(dāng)今社會(huì)隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)也隨之發(fā)展，已經(jīng)成了有著自身體系的一門新興學(xué)科。機(jī)電一體化技術(shù)根據(jù)執(zhí)行部分、動(dòng)力部分和傳感部分的不同功能完成系統(tǒng)的數(shù)字信息化過程，使得機(jī)構(gòu)的主功能、控制功能、動(dòng)力功能和信息處理功能得到極大的提升，實(shí)現(xiàn)機(jī)械工業(yè)企業(yè)的高質(zhì)量、多功能、低耗能、高可靠性的目標(biāo)，提升整個(gè)系統(tǒng)的工作效率，為企業(yè)創(chuàng)造更大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

2.機(jī)電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀

由于我國機(jī)電一體化技術(shù)的步伐比西方國家較晚，在幾十年的努力工作，我國在機(jī)電一體化技術(shù)領(lǐng)域取得了一定的成果，但是與先進(jìn)的發(fā)達(dá)國家相比仍有很大的差距。通過我國研究人員對(duì)國外先進(jìn)技術(shù)的吸收和消化，研究人員已經(jīng)自己研制出了許多具有機(jī)電一體化技術(shù)的機(jī)械系統(tǒng)，促進(jìn)了我國機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展。下面對(duì)機(jī)電一體化全球性的發(fā)展情況綜述三點(diǎn)內(nèi)容：

2.1.機(jī)電一體化發(fā)展的初級(jí)階段。20世紀(jì)60年代以前為機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的第一階段，這一階段作為機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的初級(jí)階段，人們還不知道機(jī)電一體化技術(shù)的概念，他們只會(huì)利用電子技術(shù)的初步成果來完善機(jī)械工業(yè)產(chǎn)品的功能和性能，為當(dāng)今的機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展打好了相當(dāng)扎實(shí)的基礎(chǔ)。機(jī)電一體化技術(shù)的初級(jí)階段的發(fā)展受到了第二次世界大戰(zhàn)的刺激，電子技術(shù)與機(jī)械產(chǎn)品的結(jié)合受到了戰(zhàn)爭(zhēng)的刺激，這是機(jī)電一體化技術(shù)在軍用武器領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用，戰(zhàn)爭(zhēng)結(jié)束后軍用技術(shù)開始為人們利用了，使得戰(zhàn)后混亂的經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r快速恢復(fù)，對(duì)戰(zhàn)后西方國家的迅速發(fā)展產(chǎn)生了積極的作用。

2.2.機(jī)電一體化技術(shù)的蓬勃發(fā)展階段。20世紀(jì)70-80年代為機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的第二階段，可稱為蓬勃發(fā)展階段，這一階段的機(jī)電一體化技術(shù)已經(jīng)有了通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)等眾多技術(shù)的基礎(chǔ)，為以后的機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展做了較好的鋪墊。當(dāng)時(shí)集成電路和微型計(jì)算機(jī)的大規(guī)模、超大規(guī)模的迅猛發(fā)展，為機(jī)電一體化以后的發(fā)展提供了充分的物質(zhì)基礎(chǔ)。

2.3.機(jī)電一體化技術(shù)進(jìn)入深入發(fā)展階段。20世紀(jì)90年代后期是機(jī)電一體化發(fā)展的第三階段，這一時(shí)期機(jī)電一體化技術(shù)已經(jīng)開始邁進(jìn)了向智能化方向的發(fā)展，是機(jī)電一體化技術(shù)進(jìn)入深入發(fā)展的重要時(shí)期。這一階段機(jī)電一體化發(fā)生了很多變化，其一，機(jī)電一體化技術(shù)領(lǐng)域引進(jìn)了光學(xué)通信技術(shù)和微細(xì)加工技術(shù)等先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，出現(xiàn)了機(jī)電一體化的很多新分支，比如說光學(xué)通信技術(shù)的引進(jìn)出現(xiàn)了光機(jī)電一體化的新分支，微細(xì)加工技術(shù)的引進(jìn)出現(xiàn)了微細(xì)加工機(jī)電一體化的新分支。其二，研究人員對(duì)機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)和學(xué)科體系進(jìn)行了深入研究，改善并優(yōu)化了機(jī)電一體化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)建模，分析和集成方法，使得機(jī)電一體化的發(fā)展引進(jìn)了全新的階段。其三，在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、光纖技術(shù)以及人工智能技術(shù)領(lǐng)域取得的巨大利益促使機(jī)電一體化技術(shù)建立完整的基礎(chǔ)，為它開辟了發(fā)展的廣闊天地。

3.機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)

3.1.智能化。21世紀(jì)是眾所周知的信息化時(shí)代，在信息化時(shí)代機(jī)電一體化技術(shù)向智能化發(fā)展，這是機(jī)電一體化技術(shù)最重要的發(fā)展方向之一。機(jī)電一體化研究者對(duì)人工智能越來越重視，將人工智能技術(shù)廣泛應(yīng)用在機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床的智能化，極大的提升了當(dāng)代科學(xué)技術(shù)的工作效率。智能化是指在控制理論的基礎(chǔ)上，對(duì)機(jī)器行為的描述，吸收運(yùn)籌學(xué)、人工智能、模糊數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、混沌動(dòng)力學(xué)、心理學(xué)和生理學(xué)等新方法、新思想，模擬人類職能，使機(jī)械系統(tǒng)具有邏輯思維、判斷推理和自主決策等能力，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床的更高控制目標(biāo)。

3.2.數(shù)字化。機(jī)電一體化產(chǎn)品數(shù)字化的基礎(chǔ)是微控制器的發(fā)展，它的設(shè)計(jì)與制造依賴于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的迅速崛起，比如機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床和計(jì)算機(jī)集成制造等。由于機(jī)電一體化技術(shù)的數(shù)字化發(fā)展能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)器的遠(yuǎn)程操作、診斷和修復(fù)，因此，對(duì)產(chǎn)品的軟件的可靠性、可維護(hù)性、操作性等具有較高的要求。

3.3.網(wǎng)絡(luò)化。當(dāng)今社會(huì)網(wǎng)絡(luò)普遍使用，作為機(jī)電一體化產(chǎn)品的網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)控技術(shù)在迅速發(fā)展，這說明機(jī)電一體化已經(jīng)向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。家用電器的網(wǎng)絡(luò)已成大勢(shì)，以計(jì)算機(jī)為中心的計(jì)算機(jī)集成家電系統(tǒng)，是機(jī)電一體化在家用電器身上的體現(xiàn)，所以說它已經(jīng)邁進(jìn)網(wǎng)絡(luò)化方向的發(fā)展道路。

3.4.集成化。機(jī)電一體化本身就融合眾多的相關(guān)技術(shù)，在相關(guān)技術(shù)的滲透和相互交叉結(jié)果下，實(shí)現(xiàn)各種結(jié)構(gòu)的優(yōu)化與復(fù)合，使生產(chǎn)過程的效率更高，環(huán)境更安全。集成化首先將機(jī)械系統(tǒng)分成若干層次，各部分協(xié)調(diào)、安全地運(yùn)轉(zhuǎn)，使得系統(tǒng)功能分散，然后再通過硬、軟件將各個(gè)層次有機(jī)的聯(lián)系起來，優(yōu)化并強(qiáng)化其性能和功能。

結(jié)語：綜上所述，機(jī)電一體化技術(shù)是集微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、機(jī)械技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、傳感測(cè)控技術(shù)、信息技術(shù)、電力電子技術(shù)等眾多先進(jìn)技術(shù)的各種特點(diǎn)，依賴于眾多相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步。從機(jī)電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀可以看出，機(jī)電一體化正處于向智能化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、集成化和微型化等方向發(fā)展的情況，說明著機(jī)電一體化具有更好的發(fā)展前景。

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作者簡(jiǎn)介：雷小葉 （1978.2--）女 碩士 副教授 研究方向：機(jī)械工程