淺析機電一體化的實際應用

左 亮

(貴州橋梁建設集團有限責任公司)

1 機電一體化技術概要

機電一體化發展到今天已經成為一門有著自身體系的新型學科。在現今的大學校園，將機械專業分為了機械自動化專業、數控加工專業和模具專業。從機電一體化的發展上分為三個階段，20世紀60年代是第一階段，人們開始將電子技術的最新成果應用到了機械產品的加工和生產當中。20世紀70年代到80年代是第二個階段，計算機技術、數字通訊技術的應用，已經在機械加工中取得了豐碩的研究成果。20世紀90年代的中后期是第三階段，微細加工技術和通訊技術開始靠攏機械加工行業，并催生了微、機、電一體化的新的分支。隨著現代科技水平的不斷飛速發展，機電一體化的技術與研究開始進入深層次的發展，光纖技術、神經網絡技術、人工智能技術也開始在機械加工行業中試探，在不久的將來，我們將能夠看到機電一體化在現實中為人類做出更大的貢獻。目前，汽車電子噴射發動機、數控機床、復印機、打印機、電話程控交換機等機電一體化的應用實例已經與人們的日常生活緊密相連不可分割了。

2 機電一體化技術的高速化

隨著科學技術的不斷發展，帶動了機電行業的高速加工技術。機電一體化發展前期，很多的機械加工設備加工工藝有限，加工速度較慢，加工成本高，人員數量多，產量低等直接影響了企業的發展。隨著機電一體化技術領域的創新發展和應用，我們開始看到加工速度提高，企業成本降低，產量明顯提高，加工工藝得到了明顯的改善，機電一體化的高速化技術為行業領域創造了效益。高速化加工技術能夠在數控機床上表現得淋漓盡致，近年來受到高科技加工技術不斷普及的影響，機床各項功能的速度也得到了大幅提升，車床的主軸轉速由原來的3000～4000r/min提高到現在的8000～10000r/min，銑床和加工中心的主軸轉速由過去的4000～8000r/min提高到現在的12000～40000r/min，機床的移動速度由過去的10～20m/min提高到現在的48～120m/min。在機床各項功能速度不斷提高的同時，運動部件啟動的速度也由原來的0.5g提高到現在的1.5～15g。

下面看一組對比數據。

不難看出，機電一體化技術在實際應用中對行業起到了較為重要的作用。

表1 轉速對比

3 機電一體化技術的高精度化

在提高機電一體化技術高速化的同時也提高行業的加工精度。伴隨著機電一體化科技的發展，機械制造行業開始對加工精度有了更大的需求。高端加工工藝對精度的依賴性開始萌生，這就對機電一體化的技術提出了更深層的要求，機電一體化技術的發展應用實現了行業的要求。我國生產的普通數控機床的定位精度逐漸由過去的0.01～0.02mm提高到了現在的0.008mm，亞微米級數控機床的定位精度提高到了0.0005mm左右，納米級數控機床的定位精度提高到了0.005～0.01μm，由我國自主研發的數控機床最小分辨率達到0.000001mm，科技的不斷發展進步將帶動機電一體化產品的加工精度。

表2 數控機床精度對比

4 機電一體化技術的集成信息化

表3 機電一體化信息化

4.1 網絡技術

隨著科技網絡的不斷發展，科學技術在社會實際應用中得到廣泛的應用，而科學技術的普及是以電力為基礎，結合機械設備，即機電一體化綜合性發展。在網絡領域中，機電一體化得到很好的應用，比如說在通信設備中，機電設備對信息的控制傳輸起著不可忽略的作用，在遠程控制方面，信息的末端機電設備就是典型的機電一體化產品。因此，在網絡技術應用方面，隨處可見機電一體化的重要應用，也正是機電一體化的很好應用，極大的促進了我國信息化建設發展，提高了人們生活水平。

4.2 數字技術

在信息化時代里，模擬變量有效的被數字變量顯示，這為我國進入高科技信息化時代奠定了很好的基礎。在當今社會里，機電產品發展最出色的一種產品，就是數控數字技術產品應用。正是有了數控機床的高效操作，帶動了機械產業的發展，提高了重工業發展。因此，數字技術發展將機電一體化充分的利用，極大的提高了我國生產力發展水平，帶動了經濟的發展。

4.3 智能技術

智能技術是2l世紀機電一體化領域發展的一個重要發展方向。智能發展有利于提高技術生產效率，減少工作強度，利用先進的機電理論，使其具備判斷推理、邏輯思維，自主決策等能力，以求實現更高的控制目的。當然，要使得機電一體化產品和人完全相同的能力，是不可能的，也是很難實現的。但是，高性能、高速的微處理器使機電一體化產品具有低級智能或人的部分智能，則是有必要的。

4.4 微型技術

微型技術適應社會的最新發展要求，微型技術有利于顯著的降低生產成本，提高產品的運行效率，有利于集成化生產應用。在微型系統中，最為典型的就是MEMS(微機電系統)，這種機電系統結合多學科，利用通信原理，將導航信息傳輸到指定位置，這其中應用到大量的傳感器、機電設備，是一種高度集成的科技技術。為了滿足時代的要求，微機電系統符合社會的發展要求。機電一體化利用先進的導航學科知識，結合電子機械學科知識，開發出了許多的MEMS器件和系統，不斷的提升了機電一體化設備及產品的加工精度，同時也積極的推動了機械加工行業對精度日新月異的加工要求。

4.5 集成技術

集成技術既包含各種技術的相互聯系，相互融合和各種產品不同結構的優化與結合，又容納了在生產過程中同時處理加工、裝配、檢測，管理等各種工序。為了實現品種多、小批量生產的自動化與較高效率.應使系統具有更具有廣泛的柔性。首先可將系統分解為不同工序，使系統功能分開。并使各部分程序協調且又安全地運轉，最后再使用軟件、硬件將各個部分系統有機地組合起來，使整套系統性能達到最優、功能達到最強。

4.6 綠色技術

隨著科技的發展，人們生活水平得到極大的提高，人們開始不僅希望得到物質的滿足，還渴望能夠讓精神得到最好的寄托。而當前我國環境出現惡化，河流污染嚴重，這極大的影響著人們的工作心情，不利于社會的發展。鑒于此，機電產品需要在設計研發應用中，充分考慮綠色生態理念，重視科技發展的無污染化。利用高科技、低能源消耗，代替傳統的粗放工業生產。良好的綠色機電一體化產品不僅有利于提高機電產品的質量水平，還有利于保護環境，因此，綠色技術滿足社會的發展需求，有利于機電一體化產品的長久健康發展，值得很好的研發與實際應用。

5 結束語

隨著社會科學技術的提高，機電一體化產品在領域中實現跨行、跨領域健康發展，這可以更好的滿足機械制造行業的各種要求，同時不斷的推進了行業的發展，提高了機械加工行業的加工范圍，節省了能源，降低了企業的生產成本，大大的提高了生產效率。機電一體化技術的提高使得人類的生活質量也得到了提高，而且其將慢慢的進入人類的家庭，用最先進的科技服務于人類。

:

［1］袁中凡.機電一體化技術［M］.電子工業出版社，2010，(5).

［2］魏強.21世紀機電一體化技術發展趨勢［J］.廣西輕工業，2008，(5).

［3］陳輝，王磊.機電一體化技術的現狀及發展趨勢［J］.國內外機電一體化技術，2009，(4).