機電一體化技術的發展及應用探究

劉松炘++王治亮

摘 要：隨著世界經濟的不斷發展和科學技術的日新月異，機電一體化技術也實現了越來越廣泛的應用和推廣。機電一體化技術的應用有利于實現機械與信息控制技術的有機融合，有利于提高產品的性能和質量，從而促進企業和經濟的發展。基于此，本文研究分析了機電一體化技術的應用現狀，探討研究了機電一體化技術的發展趨勢。

關鍵詞：機電一體化；數控；應用

科學技術的不斷發展使得各個不同學科之間的交叉滲透更加容易，推動了我國機械工程領域的技術發展和進步，實現了工業生產的機械化和自動化。機電一體化技術是一項綜合運用了各種群體技術，實現了高質量、高可靠性性、低能耗的功能價值的系統工程技術。因此研究和分析機電一體化技術的應用以及發展趨勢具有十分重要的實踐意義。

一、機電一體化技術的應用

（一）數控機床

我國數控機床經過40年的發展，其數控技術在結構、功能操作與控制精度上都實現了飛速的發展。第一，數控機床的結構基本上都是總線式、模塊化、緊湊型的結構，多數都是用多CPU、多住總線的系統結構體系。第二，數控機床的硬件結構設計和功能模塊設計大多數采用開放性、層次性、兼容性的設計，以期最大程度的實現用戶的使用效益。第三，數控機床大多數應用WOP技術和實現了智能化。數控機床系統通過應用和引進在線診斷、模糊控制等智能方法，最終實現了二、三維加工過程的動態仿真。第四，為了豐富數控機床的功能和增強CNC系統的控制力度，數控機床中大量使用了大容量的儲存器和模塊化的軟件設計。第五，機電一體化技術的在數控機床中的應用實現了多過程、多渠道的智能控制，實現了刀具檢測、物料搬運等操作。第六，機電一體化技術在數控機床中的使用加強了系統組合以及加工系統的能力。

（二）柔性制造系統

柔性制造系統也是一種典型的應用了機電一體化技術的制造系統。柔性制造系統的組成部分主要包括計算機、數控機床、機器人、自動化倉庫等。柔性制造系統將常被使用于多品種、中小批量、設計頻繁的零件批量生產過程中，大多數都依靠客戶的使用需求進行隨機的、實時的生產。

（三）分布式控制系統

分布式控制系統是指通過使用一臺中央計算機對多臺測控計算機或者智能控制單元進行操作指揮。分布式控制系統大多數分為兩級、三級或者更多級。通過將機電一體化技術應用于分布式控制系統可以實現生成過程的集中操作和管理等過程。近年來測控技術不斷發展和進步，分布式控制系統也擁有了越來越強大的功能，不但可以實現對生產過程的實時監控，還可以進行生產過程的實時調度和生產計劃管理，最終形成一種可以同時進行監測、控制、管理的綜合系統。分布式控制系統的特點主要包括多功能、高可靠性、操作簡單、維護方便、故障影響小等，另一方面分布控制系統還具有連鎖保護的功能，實現了人工手動控制系統故障，很大程度上提高了分布式控制系統自身的可靠性和安全性，也正是因為這樣分布式控制系統逐漸成為世界上目前大型機電一體化系統的主要形式。

（四）工業機器人

在新的機電一體化技術出現之前，第一代工業機器人只能依靠示教內容進行純粹簡單的重復運動，在面對不同的環境和使用情景時不能靈活變通額運用，因此具有十分明顯的不足。但是隨著科學技術的不斷進步和改進，第二代新的工業機器人安裝了先進的傳感電子元件。機器人在工作時可以通過簡單的計算機計算和分析做出相應的判斷，從而做出動作或者實現反饋。但是不可忽視的是，第二代工業機器人的智能化還不是很高，只是僅僅實現了實用化。第三代工業機器人也就是我們常說的現代智能機器人，它具有各種不同的感知功能，可以在各種操作環境中進行復雜的、獨立的邏輯思維、判斷與決策。

（五）計算機集成制造系統

計算機集成制造系統不僅僅是將現有系統進行簡單的組合拼接，而是打破原有系統之間的限制和界限，尋求系統全局動態的最優結果。計算機集成控制系統一般依靠制造過程實現對物流和信息流的控制，從而保證了產品的經營決策、開發生產、生產試驗以及生產經營管理等過程的結合，實現了各個生產要素之間的優化配置，使得各種生產要素的潛力可以被最大程度的挖掘和發揮。

二、機電一體化技術的發展趨勢

第一，智能化是2l世紀機電一體化技術發展的主要方向之一。智能化主要是指提高機電產品的智能，增加機電產品的實用性。機電一體化技術的智能化主要包括機器人智能化和數控機床的智能化。在未來隨著科學技術的發展，通過使用高性能、高速度的處理器一定能實現機電一體化產品的高級智能和類似與人的邏輯思考能力。第二，隨著網絡技術的不斷發展，機電一體化技術必將實現與網絡的互相結合。網絡的遠程控制和檢測技術的不斷涌現，使得人們可以足不出戶就感受到各種高科技帶來便捷。由此可見，機電一體化技術的網絡化必然是其發展的未來趨勢之一。第三，微型化是指機電一體化技術在將來會不斷向微型機器或微型領域發展。隨著人們對高新技術不斷微型化的追求，在軍事、生物醫療以及信息處理等方面人們會越來越傾向于微型的設備和產品。這也就是說機電一體化技術的微型化是未來發展的必然趨勢。第四，系統化是機電一體化技術的發展趨勢之一。機電一體化技術的系統化使得總線結構更加開放式和模塊化，實現了系統之間的任意組合，保證了系統的協調控制和綜合管理。因此如何實現機電一體化產品更多系統、綜合的應用是未來的發展方向。第五，當今時代的一大主題就是綠色環保，因此綠色環保化必然將成為機電一體化技術的又一發展趨勢。綠色環保的產品有利于提高對資源利用效率，有利于減少對生態環境的破壞。這也決定了未來機電一體化技術的發展必然將實現資源與能源高效利用的綠色環保化。

三、小結

綜上所述，隨著科學技術的不斷發展和進步，機電一體化技術在機電產業以及現代制造業中得到了廣泛的應用和推廣。機電一體化技術與各個行業和各種技術都實現了有機結合，并且這種互相融合的趨勢也越來越廣泛。除此之外，機電一體化技術必將朝著更加智能化、網絡化、微型化、系統化、綠色化的方向發展，從推動我國制造業的快速發展，為國民經濟帶來更大的效益。

參考文獻：

[1]方海容.機電一體化技術的發展及應用探究[J].現代企業教育，2014（12）：151-151，152.

[2]王雪艷.機電一體化技術在液壓挖掘機中的應用探究[J].液壓與氣動，2012（5）：45-47.

[3]蘆景英.關于機電一體化技術在煤礦機械中的應用探究[J].科技創新導報，2012（30）：97-98.