機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用

徐創(chuàng)業(yè)（特變電工沈陽(yáng)變壓器集團(tuán)有限公司，沈陽(yáng) 110144）

機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用

徐創(chuàng)業(yè)
（特變電工沈陽(yáng)變壓器集團(tuán)有限公司，沈陽(yáng) 110144）

機(jī)電一體化是現(xiàn)代科學(xué)發(fā)展的必然趨勢(shì)。簡(jiǎn)要介紹機(jī)電一體化發(fā)展前途和基本要領(lǐng)，以及國(guó)內(nèi)市場(chǎng)機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化；現(xiàn)狀；數(shù)控機(jī)床；發(fā)展趨勢(shì)

隨著科學(xué)技術(shù)的蓬勃發(fā)展，工業(yè)科技成了當(dāng)今重要的組成部分，機(jī)電一體化科技是必不可少的。機(jī)電一體化綜合運(yùn)用多個(gè)系統(tǒng)技術(shù)，主要包括機(jī)械、微電子、自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)、信息、電力電子、軟件編程等技術(shù)。機(jī)電一體化根據(jù)系統(tǒng)技術(shù)的優(yōu)化組合合理配置，使整個(gè)工程技術(shù)能夠達(dá)到多功能、高質(zhì)量、高效率、低能耗。

1　機(jī)電一體化概述

隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)電一體化作為一門自身體系的新學(xué)科，已經(jīng)進(jìn)入了各個(gè)高校專業(yè)設(shè)置。機(jī)電一體化由多個(gè)系統(tǒng)化技術(shù)組成，根據(jù)各系統(tǒng)的功能目標(biāo)合理組織配置與分布，在多功能高效益、低耗能的情況下來(lái)顯示出它的特點(diǎn)及利用價(jià)值，通過(guò)優(yōu)化組織結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，使整個(gè)功能系統(tǒng)成為機(jī)電一體化系統(tǒng)而轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)電一體化的產(chǎn)品。

我們要先分清楚機(jī)電一體化的真正含義，絕對(duì)不能與機(jī)械電氣化相混淆，機(jī)電一體化主要包括機(jī)電一體化技術(shù)和機(jī)電一體化產(chǎn)品：機(jī)電一體化技術(shù)是上述綜合技術(shù)的融合，并不是簡(jiǎn)單的一些技術(shù)組合；而機(jī)械電氣化則是屬于機(jī)械技術(shù)發(fā)展到機(jī)械電氣的一種轉(zhuǎn)變趨勢(shì)，機(jī)械電氣的主要功能是它可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機(jī)械來(lái)進(jìn)行作業(yè)。但是如果說(shuō)想要發(fā)展到機(jī)電一體化這一地步，其功能屬性就不相同了，裝入電子裝置，或電子軟件，就取代了這些機(jī)械零部件，還能產(chǎn)生一些新的功能，解決不少人工操作程序和機(jī)械自身的維護(hù)和診斷。機(jī)電一體化產(chǎn)品的誕生，它既解決了人體感官問(wèn)題也解放了人手腳勞累的問(wèn)題，它是智能化的表現(xiàn)，也是機(jī)械電氣化本質(zhì)上的區(qū)別。

2　機(jī)電一體化的發(fā)展?fàn)顩r

機(jī)電一體化早在上個(gè)世紀(jì)60年代就已問(wèn)世，在那個(gè)時(shí)期被稱為初級(jí)階段。在那個(gè)年代，戰(zhàn)爭(zhēng)促進(jìn)了電子產(chǎn)品和機(jī)械產(chǎn)品的結(jié)合。戰(zhàn)爭(zhēng)結(jié)束后，經(jīng)過(guò)了進(jìn)一步的研發(fā)，慢慢地往民用方面轉(zhuǎn)產(chǎn)，給戰(zhàn)爭(zhēng)后經(jīng)濟(jì)恢復(fù)帶來(lái)了巨大的作用。在那個(gè)年代雖然研發(fā)了，但技術(shù)水平不高，機(jī)械技術(shù)和電子技術(shù)結(jié)合未達(dá)到一定的技術(shù)水平，從而沒(méi)有大量的應(yīng)用到各行各業(yè)。到上個(gè)世紀(jì)80年代初期，這個(gè)時(shí)期可稱為機(jī)電一體化的中期，那是將產(chǎn)業(yè)興旺發(fā)展時(shí)期，國(guó)家上馬了大規(guī)模的集成電路和計(jì)算機(jī)技術(shù)以及溫控電控技術(shù)，為發(fā)展機(jī)電一體化奠定了充分的物質(zhì)基礎(chǔ)。機(jī)電一體化到了20世紀(jì)末，經(jīng)過(guò)廣泛應(yīng)用后，這種技術(shù)又向智能方向邁進(jìn)。科學(xué)家們通過(guò)深入研究，逐步研制出微型計(jì)算機(jī)，光學(xué)也融入機(jī)電一體化，對(duì)現(xiàn)在的研制維系加工技術(shù)、光機(jī)電一體化和微電機(jī)一體化、人工智能技術(shù)以光纖技術(shù)邁進(jìn)了一大步。網(wǎng)絡(luò)的知識(shí)、科學(xué)的發(fā)展對(duì)研究機(jī)電一體化以其應(yīng)用開(kāi)辟了廣闊的天地，促使我國(guó)工業(yè)的發(fā)展，機(jī)電一體化的逐步完善將形成一個(gè)完整科學(xué)運(yùn)營(yíng)體系。

3　機(jī)電一體化的應(yīng)用

當(dāng)前社會(huì)，隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，機(jī)電逐步走向整體化、數(shù)字化和微電子技術(shù)。信息技術(shù)應(yīng)用越發(fā)的廣泛，機(jī)電一體化已應(yīng)用到現(xiàn)代輕工、重工、軍工等行業(yè)。下面以數(shù)控機(jī)床為例，簡(jiǎn)要說(shuō)明數(shù)控技術(shù)在數(shù)控機(jī)床上機(jī)電一體化的應(yīng)用。

由原始的普通機(jī)床研制出現(xiàn)代的數(shù)控機(jī)床，經(jīng)過(guò)了40多年的發(fā)展，在機(jī)床的結(jié)構(gòu)、功能以及自動(dòng)化操作和控制精度上都有了新的提高，主要表現(xiàn)在多主線式結(jié)構(gòu)、開(kāi)放性設(shè)計(jì)、緊湊型的結(jié)構(gòu)、數(shù)控編程技術(shù)智能化、系統(tǒng)的多功能控制等。上述這些程序在數(shù)控機(jī)床上得到了推廣和應(yīng)用。

4　機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)

從國(guó)內(nèi)外機(jī)電一體化的發(fā)展和高新技術(shù)發(fā)展的方向來(lái)看，機(jī)電一體化的產(chǎn)品將朝著以下幾個(gè)方向發(fā)展。

4.1智能化

智能化是當(dāng)今社會(huì)發(fā)展的一個(gè)重要方向。機(jī)電智能化是科研工作者日益研究的目標(biāo)，像高科技產(chǎn)品智能機(jī)器人的運(yùn)用以及數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用，都很受歡迎。但智能化與自動(dòng)化二者之間存在很大區(qū)別。智能化主要是運(yùn)用多種科學(xué)技術(shù)手段，在控制理論的基礎(chǔ)上，模擬人類的智能去思維判斷，邏輯推理，具有主動(dòng)的決策能力來(lái)取代人的腦力勞動(dòng)，而取得更高的目標(biāo)。

4.2數(shù)字化

微控制器產(chǎn)品的出現(xiàn)，給我們的機(jī)電產(chǎn)品進(jìn)行數(shù)字化奠定了長(zhǎng)期有效的基礎(chǔ)，而計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展為機(jī)電數(shù)字化設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)開(kāi)辟了道路，有利于將來(lái)數(shù)字化機(jī)電產(chǎn)品的遠(yuǎn)程操作和維護(hù)。

4.3網(wǎng)絡(luò)化

近年來(lái)網(wǎng)絡(luò)的興起，給國(guó)家各行各業(yè)都帶來(lái)了巨大的變革，給人們的生活帶來(lái)了翻天覆地的變化。網(wǎng)絡(luò)的全球化把世界各國(guó)的經(jīng)濟(jì)聯(lián)系到一起，有利于人們了解全球的經(jīng)濟(jì)動(dòng)態(tài)。而機(jī)電產(chǎn)品的成功，與其自身的質(zhì)量是分不開(kāi)的，隨著網(wǎng)絡(luò)的普及，遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)逐漸出現(xiàn)在了人們的視野當(dāng)中。而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機(jī)電一體化的產(chǎn)品，它使人們?cè)诩蚁硎芨呖萍紟?lái)的好處。因此，機(jī)電一體無(wú)一不是朝著網(wǎng)絡(luò)方向發(fā)展。

4.4微型化

微型化是把機(jī)電一體化產(chǎn)品向微型方向發(fā)展，如微機(jī)電產(chǎn)品，它具有體積小、重量輕、低耗能等特點(diǎn)，在軍事、醫(yī)療等方面具有無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。微型機(jī)電一體化系統(tǒng)，它融合微機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)和軟件技術(shù)，是機(jī)電一體化的新發(fā)展方向。

4.5綠色化

工業(yè)化發(fā)達(dá)了，隨之而來(lái)人們的生活也得到了提高，經(jīng)濟(jì)上也得到了很多實(shí)惠，在物質(zhì)上也得到了享受，同時(shí)，也給我們的資源和生態(tài)環(huán)境造成破壞。所以我們應(yīng)該呼吁起來(lái)，保護(hù)環(huán)境，建設(shè)綠色家園。所謂綠色就是我們所用的產(chǎn)品必須是低能耗、低耗材、低污染，有利于回歸自然的產(chǎn)品。在整體的設(shè)計(jì)、制造、使用過(guò)程中，對(duì)人的身體健康、對(duì)生態(tài)環(huán)境都是沒(méi)有危害的，而且很多的資源都是可以分解再利用的，這樣不僅使產(chǎn)品的可用率得到了提升，最主要的是隨著人們對(duì)生態(tài)環(huán)境的重視程度不斷加深，機(jī)電一體化綠色產(chǎn)品的發(fā)展前景非常可觀。

5　結(jié)語(yǔ)

機(jī)電產(chǎn)品一體化是現(xiàn)代許多科學(xué)家要研究的課題，隨著新產(chǎn)品的研發(fā)，機(jī)電一體化技術(shù)產(chǎn)品占領(lǐng)了各行各業(yè)的市場(chǎng)，使我國(guó)各行各業(yè)制造發(fā)生了戰(zhàn)略性的變革。傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)和制造退出了歷史的舞臺(tái)，朝著高性能、智能化、微型化方向發(fā)展，也給國(guó)家?guī)?lái)了更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

［1］鐘燕鋒，王錦紅，簡(jiǎn)志雄，黎川林.經(jīng)濟(jì)全球化背景下，機(jī)電一體化人才校企合作培養(yǎng)機(jī)制的探索與實(shí)踐——以廣東嶺南職業(yè)技術(shù)學(xué)院為例［C］//中國(guó)自動(dòng)化學(xué)會(huì)中南六省（區(qū)）2010年第28屆年會(huì)論文集.2010.

［2］ 張艷萍.淺談機(jī)電一體化的發(fā)展及趨勢(shì)［N］.山西科技報(bào).2009.

［3］ 于清洋，周維佳，李斌，李志強(qiáng).一種適用于多指靈巧手的機(jī)電一體化驅(qū)動(dòng)器概念［C］//中國(guó)儀器儀表學(xué)會(huì)第十一屆青年學(xué)術(shù)會(huì)議論文集.2009.

［4］ 王勇勤，程燕青，龔劍霞.加強(qiáng)電氣控制課程建設(shè)，培養(yǎng)機(jī)電一體化人才——機(jī)設(shè)專業(yè)開(kāi)設(shè)機(jī)械電氣自動(dòng)控制課程的實(shí)踐與探索［C］//第五屆全國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)及制造專業(yè)教學(xué)研討會(huì)議論文集（卷1教學(xué)論文）.2014.

［5］ 第四屆全國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)及制造專業(yè)教學(xué)研討會(huì)議暨第二屆全國(guó)機(jī)電一體化教學(xué)研討會(huì)議紀(jì)要［C］//第五屆全國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)及制造專業(yè)教學(xué)研討會(huì)議論文集（卷2教學(xué)史志）.2014.

Development and application of electromechanical integration technology

XUChuang-ye
（TBEAShenyangTransformer Group Co.，Ltd.，Shenyang110144，China）

Electromechanical integration is the inevitable development trend of modern science.This paper briefly introduced prospect and basic essentials of electromechanical integration，and the application of electromechanical integration technology in domestic market.

Electromechanical integration；Status quo；Numerical control machine tool；Development trend

TH122

B

1674-8646（2016）11-0022-02

2016-03-10