機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展構(gòu)建

◎趙俊強(qiáng)

機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展構(gòu)建

◎趙俊強(qiáng)

機(jī)電一體化技術(shù)在近年來獲得了較多的發(fā)展與應(yīng)用，在對應(yīng)領(lǐng)域當(dāng)中發(fā)揮出了重要的作用。在本文中，將就機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展進(jìn)行一定的研究。

在現(xiàn)代技術(shù)不斷發(fā)展的過程中，學(xué)科間的滲透與交叉更為明顯，并因此在工程技術(shù)獲得了更快的發(fā)展與改造。在機(jī)械工程領(lǐng)域中，機(jī)電一體化技術(shù)在計算機(jī)同微電子技術(shù)發(fā)展的過程中不斷完善，并在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中發(fā)揮出了重要的作用。

機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用

目前，機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用主要有以下方面：第一，數(shù)控機(jī)床。在不斷發(fā)展當(dāng)中，數(shù)控在控制精度、功能、操作以及結(jié)構(gòu)等方面獲得了積極的應(yīng)用，其發(fā)展逐漸向著模塊化、緊湊化以及總線式方向發(fā)展，且為多主總線、多CPU體系。在開放式設(shè)計下，能夠?qū)τ脩舻膽?yīng)用效益進(jìn)行最大限度的提升，硬件功能模塊與結(jié)構(gòu)也具有了更好的兼容性以及層次性。為了實(shí)現(xiàn)加工的動態(tài)仿真，在系統(tǒng)當(dāng)中通常具有模糊控制以及在線診斷機(jī)制的引入，且大容量存儲器以及模塊化軟件的應(yīng)用，不僅對于數(shù)控功能而言是一種積極的豐富，且能夠有效提升系統(tǒng)控制功能；第二，工業(yè)機(jī)器人。在以往機(jī)器人應(yīng)用中，其僅僅在示教內(nèi)容方面能夠?qū)崿F(xiàn)簡單的運(yùn)動，而在面對不同作業(yè)對象以及工作環(huán)境的情況下，其在具體靈活性以及適應(yīng)性方面則存在著一定的不足。而在技術(shù)不斷發(fā)展過程中，第二代機(jī)器人當(dāng)中已經(jīng)具有了較多的傳感元件，在實(shí)際工作當(dāng)中，將對操作對象以及作業(yè)環(huán)境實(shí)現(xiàn)簡單的信息獲取、處理分析，在作出相應(yīng)判斷的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)動作控制。現(xiàn)代機(jī)器人則具有了更多的感知功能，對復(fù)雜的邏輯思維進(jìn)行處理，且能夠在不同環(huán)境當(dāng)中獨(dú)立行動；第三，分布式控制系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中，即由中央計算機(jī)實(shí)現(xiàn)智能控制單元以及測控計算機(jī)的控制指揮，通常情況下，其可以分為二級或更高級別，能夠有效實(shí)現(xiàn)具體生產(chǎn)當(dāng)中監(jiān)視、管理、集中操作以及分散控制等功能。在測控技術(shù)不斷發(fā)展的情況下， 分布式控制系統(tǒng)也在此過程當(dāng)中具有了更為強(qiáng)大的功能，不僅能夠?qū)崟r控制生產(chǎn)過程，且能夠?qū)ιa(chǎn)進(jìn)行在線優(yōu)化、實(shí)時調(diào)度以及計劃統(tǒng)計管理等功能，是一種集測控管理于一體的綜合式系統(tǒng)。應(yīng)用特點(diǎn)方面，具有著較高的可靠性、便于維護(hù)、控制功能多且可擴(kuò)展。此外，該系統(tǒng)也具有聯(lián)鎖保護(hù)功能，通過人工手動控制方式的應(yīng)用進(jìn)一步提升系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。

機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展趨勢

機(jī)電一體化在未來當(dāng)中的發(fā)展趨勢為：第一，高性能化。在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，相關(guān)工作對機(jī)電一體化技術(shù)具有了更高的要求，為了對現(xiàn)階段生產(chǎn)需求進(jìn)行滿足，在新一代機(jī)電一體化系統(tǒng)當(dāng)中，則在效率、精度、可靠性、速度方面具有了更高的要求。對此，在未來發(fā)展中，機(jī)電一體化技術(shù)則需要向著更高效率、高可靠性以及更高速度方面發(fā)展；第二，微型化。微型化即是指機(jī)電一體化向著微型領(lǐng)域發(fā)展，是人們在對高新技術(shù)微型化追求所指引的。同普通技術(shù)相比，微型機(jī)電一體化產(chǎn)品在軍事、信息以及生物醫(yī)療方面具有著更為明顯的優(yōu)勢，在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中具有著運(yùn)動靈活、體積小以及耗能小的優(yōu)點(diǎn)，能夠勝任更多任務(wù)；第三，智能化。人工智能是現(xiàn)階段機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的一個主要方向，主要包括有數(shù)控機(jī)床智能化以及機(jī)器人智能化。所謂智能化，是對機(jī)器行為的一種描述，是在控制理論基礎(chǔ)上對新方法以及思想的吸收，在對人類智能模擬的基礎(chǔ)上使其擁有邏輯思維、自主決策以及推理判斷的能力，在實(shí)際控制方面具有更高的目標(biāo)；第四，系統(tǒng)化。系統(tǒng)化方面，其主要特征有兩個方面。首先是模式化總線以及開放式總線結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，以此使系統(tǒng)能夠以任意方式組合裁剪，靈活組態(tài)，實(shí)現(xiàn)多子系統(tǒng)的綜合管理以及協(xié)調(diào)控制。其次是通信功能方面的升級，即人同產(chǎn)品間的關(guān)系成為技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)，在未來，機(jī)電一體化相關(guān)產(chǎn)品將向著人性化水平更高的方向發(fā)展。在現(xiàn)實(shí)生活中，很多機(jī)電一體化產(chǎn)品都是由人類以及動物啟發(fā)而研制的，如何對機(jī)電一體化賦予更多情感、人性以及智能，對具有人性化產(chǎn)品進(jìn)行研制則成為了未來技術(shù)發(fā)展的主要方向；第五，網(wǎng)絡(luò)化。在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不斷發(fā)展的過程中，市場環(huán)境也在此當(dāng)中具有了較大的變化，并因此對機(jī)電一體化同網(wǎng)絡(luò)化的融合進(jìn)行促進(jìn)。在我們現(xiàn)今所處的網(wǎng)絡(luò)時代中，以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的遠(yuǎn)程控制以及監(jiān)視技術(shù)不斷涌現(xiàn)，對于遠(yuǎn)程控制終端而言，其自身即是機(jī)電一體化產(chǎn)品，通過網(wǎng)絡(luò)的集成，人們在家中即能夠享受各類技術(shù)的便利，以此使得網(wǎng)絡(luò)化是機(jī)電一體化未來發(fā)展的一項重要趨勢；第六，綠色環(huán)保化。綠色環(huán)保是現(xiàn)今時代發(fā)展的重要主題，對于機(jī)電一體化發(fā)展來說也是如此。在產(chǎn)品設(shè)計、制造以及具體應(yīng)用中，都需要保證產(chǎn)品能夠滿足環(huán)境保護(hù)方面的需求，不僅具有較高的資源利用率，且需要避免對生態(tài)環(huán)境造成危害。在此過程中，機(jī)電一體化技術(shù)也將通過能源以及資源的高效利用積極尋求可持續(xù)發(fā)展道路。

在上文中，我們對機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展進(jìn)行了一定的研究，在未來發(fā)展中，需要能夠充分把握該技術(shù)應(yīng)用重點(diǎn)，在把握技術(shù)需求、發(fā)展方向的基礎(chǔ)上從環(huán)保、智能、性能、微型以及網(wǎng)絡(luò)方面入手，不斷擴(kuò)大技術(shù)影響力與應(yīng)用價值。

（作者單位：北京志能祥贏節(jié)能環(huán)保科技股份有限公司）