機電一體化技術(shù)的應用和思考

范江虎

摘 要：隨著我國的快速發(fā)展，機電一體化技術(shù)得到了廣泛運用。它是一門將微電子技術(shù)、信息技術(shù)、計算機技術(shù)、機械技術(shù)以及其他技術(shù)相互融合、相互交叉的學科，具有提高產(chǎn)品的質(zhì)量、性能和制造水平的優(yōu)點。對機電一體化技術(shù)的概要和優(yōu)點進行了闡述，并在此基礎(chǔ)上討論了其應用和發(fā)展，以期促進機電一體化的應用。

關(guān)鍵詞：機電一體化技術(shù)；自動控制技術(shù)；自動化程度；分布控制系統(tǒng)

中圖分類號：TH162 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.12.145

在我國，隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，我國已經(jīng)進入了“機電一體化”時代。因此，各個學科之間開始相互滲透、相互聯(lián)系、相互交叉，從而加快了我國工程的改革進程。在機械工程這一行業(yè)中，機電一體化技術(shù)隨著計算機技術(shù)和微電子技術(shù)的發(fā)展得到了明顯的完善和提高，從而對機械工程的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品機構(gòu)、功能、管理體系和生產(chǎn)方式等產(chǎn)生了重要的影響。因此，加快對機電一體化應用的探析具有十分重要的現(xiàn)實意義。

1 機電一體化的概要和優(yōu)點

1.1 機電一體化的概要

機電一體化從發(fā)展之初到現(xiàn)在，已經(jīng)形成了具有自身特點的一門新型學科。隨著我國科學技術(shù)的發(fā)展和進步，機電一體化的內(nèi)容得到了豐富。根據(jù)其特征可以將機電一體化概括為：站在系統(tǒng)的觀點上看，機電一體化綜合運用了各種技術(shù)，利用信息技術(shù)、微電子技術(shù)、機械技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)、軟件編程技術(shù)和自動控制技術(shù)等，并根據(jù)系統(tǒng)的優(yōu)化目標和功能目標，對各個布局和各個功能進行合理配置。因此，在高質(zhì)量、高安全、多功能和低消耗的基礎(chǔ)上實現(xiàn)其功能，可使得整個系統(tǒng)工程技術(shù)達到最優(yōu)化。

1.2 機電一體化的優(yōu)點

機電一體化的優(yōu)點主要包括以下5個方面：①安全性高。機電一體化具有監(jiān)督、診斷、報警和保護等多種功能，一旦遇到故障，則會自動采取保護措施，從而減少事故的發(fā)生，提高設(shè)備的安全性。②使用性能強。機電一體化可對操作動作進行全部重復，同時，還可以自動化地采用最佳工作程序，從而優(yōu)化操作。③生產(chǎn)能力強。由于機電一體化的自動化程度較高，因此，提高了機電一體化產(chǎn)品的生產(chǎn)能力。④適用范圍廣。由于機電一體化產(chǎn)品具有智能化和自動化等各種功能，適用于各種領(lǐng)域和場合，同時，還能滿足用戶的不同要求。⑤維護便捷。對于工作中出現(xiàn)的任何故障，機電一體化都能進行自動檢查、監(jiān)視，并采取相應的解決措施，從而降低工作人員的維護工作量。

2 機電一體化的應用領(lǐng)域

2.1 工業(yè)機器人

在第一代機器人中，機器人只能根據(jù)內(nèi)容進行重復的簡單動作，對于不同的作業(yè)對象和工作環(huán)境，無法達到令人滿意的效果；第二代機器人具備了傳感元件，對作業(yè)對象和工作環(huán)境能進行反饋動作，但智能化程度較低；第三代機器人具有各種各樣的感知能力，能很好地判斷和處理各種問題，且能在不同的工作環(huán)境中作業(yè)。

2.2 數(shù)控機床

數(shù)控機床經(jīng)過幾十年的發(fā)展，在操作、結(jié)構(gòu)、控制和功能等方面都有了明顯的提高。由于數(shù)控機床采用開放性設(shè)計，因此，能最大程度地提高用戶效益。為了實現(xiàn)車間編程技術(shù)和二維、三維加工過程的動態(tài)模仿，系統(tǒng)一般都具有模糊控制和在線診斷等功能。目前，1臺機床可以同時控制多臺機床，完成多個獨立加工的任務。

2.3 分部控制系統(tǒng)

由于1臺中央計算機可對不同的計算機進行監(jiān)控和指揮，即分布控制系統(tǒng)，所以，在生產(chǎn)過程中，計算機都能完成監(jiān)視、管理、控制和操作等任務。隨著我國科學技術(shù)的不斷發(fā)展，分布控制系統(tǒng)的功能得到了提高，除了能對生產(chǎn)過程進行全程監(jiān)督控制外，還能成為集測、管、控于一體的綜合性系統(tǒng)。此外，該系統(tǒng)還具有保護功能，從而提高了系統(tǒng)的安全性和可靠性。

3 機電一體化的發(fā)展趨勢

機電一體化主要向著以下4個方向發(fā)展：①高性能化。為了滿足我國快速發(fā)展的需求，機電一體化需要以高精度、高速度、高可靠和高效率等為標準的高性能化為發(fā)展趨勢。②微型化。機電一體化的微型化在軍事、信息和醫(yī)療等方面起著重要的作用，具有低消耗、小體積和靈活性高等優(yōu)點，能順利完成各種任務。③智能化。雖然機電一體化無法具有與人完全相同的智能水平，但可使機電一體化擁有部分人類的智能或高級智能。④環(huán)保化。隨著我國社會的發(fā)展，發(fā)展與生態(tài)之間的矛盾越來越突出，保護環(huán)境、降低資源消耗、提高資源利用率已經(jīng)引起了人們的廣泛重視，因此，機電一體化需要向著環(huán)保化的方向發(fā)展。

4 結(jié)束語

隨著我國社會的快速發(fā)展，機電一體化技術(shù)將會在機械工業(yè)領(lǐng)域中發(fā)揮越來越重要的作用，為我國帶來更多的社會效益和經(jīng)濟效益。機電一體化技術(shù)將各種先進的技術(shù)融合、交叉，不僅能提高生產(chǎn)能力，還會成為機械工業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展趨勢，從而使機電一體化技術(shù)具有了更廣闊的發(fā)展前景。

參考文獻

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〔編輯：張思楠〕