機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)

郝 亮

（青海省西寧市青海國(guó)鑫鋁業(yè)股份有限公司，青海 西寧 810000）

隨著我國(guó)科技技術(shù)的不但發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)已經(jīng)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平，在我國(guó)不同行業(yè)已經(jīng)開始廣泛應(yīng)用，而且應(yīng)用領(lǐng)域范圍仍在不斷擴(kuò)大，已經(jīng)呈現(xiàn)出一種多元化發(fā)展的良好態(tài)勢(shì)。機(jī)電一體化科技手段涉及非常廣泛的專業(yè)知識(shí)，需要多種專業(yè)技術(shù)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，默契高效地進(jìn)行協(xié)同作業(yè)，并不是簡(jiǎn)單的將多種技術(shù)拼湊到一起。目前廣泛應(yīng)用的機(jī)械自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備都可以視作是由機(jī)電一體化作為技術(shù)支持。

1 機(jī)電一體化的技術(shù)核心

（1）信息處理及驅(qū)動(dòng)技術(shù)。機(jī)電一體化的技術(shù)核心由外部硬件以及內(nèi)部軟件兩方面組成。其中硬件技術(shù)是機(jī)電一體化的技術(shù)載體，信息處理器和驅(qū)動(dòng)設(shè)備是硬件的基本組成單位。電機(jī)是一種目前使用非常廣泛的驅(qū)動(dòng)機(jī)器，但是由于技術(shù)過時(shí)，電機(jī)的使用效率和響應(yīng)效率都存在很大的問題。目前，我國(guó)科研人員正在努力研究利用信息處理器、傳感器以及電機(jī)三者進(jìn)行有機(jī)結(jié)合。機(jī)電一體化技術(shù)和信息處理以及電子信息具有緊密的聯(lián)系，如果想要進(jìn)一步對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)進(jìn)行發(fā)展創(chuàng)新，就需要提高信息處理效率和準(zhǔn)確性，解決機(jī)電一體化的抗干擾和標(biāo)準(zhǔn)化的問題。

（2）傳感器技術(shù)。目前雖然傳感器技術(shù)已經(jīng)有了重大突破，已經(jīng)開發(fā)出精度很高的傳感器，但是由于成本較高、專業(yè)性要求嚴(yán)格等原因，還沒有廣泛使用。目前使用的大多數(shù)傳感器在精確度、靈敏度以及可靠性方面都存在問題。如何提高傳感器精確靈敏度是機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展突破的關(guān)鍵因素。光纖傳感器技術(shù)是目前較為流行的前沿技術(shù)，也是未來傳感器技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，未來將創(chuàng)造并使用非接觸類外部接受信息傳感器。

（3）機(jī)械制造技術(shù)。目前機(jī)械技術(shù)相對(duì)成熟，但是在機(jī)械的使用性能、精確度以及減輕質(zhì)量上仍然可以進(jìn)行改進(jìn)。現(xiàn)階段大多數(shù)使用的原材料多以鋼鐵為主，具有個(gè)很大的進(jìn)步空間，完全可以考慮非金屬類的復(fù)合材料。研制生產(chǎn)具有高密度、強(qiáng)硬度、低重量的新型材料，減少機(jī)械體積，提高機(jī)械使用效率，提高相應(yīng)速度，減少能源耗費(fèi)。

（4）軟件開發(fā)技術(shù)。機(jī)電一體化中，硬件是軟件的使用載體，而軟件才是真正操作運(yùn)行的主體。為了保證軟件系統(tǒng)能夠與硬件設(shè)備進(jìn)行協(xié)同工作，在發(fā)展硬件規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)，必須要規(guī)范化軟件開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)，將軟件開發(fā)模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化，提高軟件系統(tǒng)開發(fā)效率、運(yùn)行速度以及準(zhǔn)確性，延長(zhǎng)軟件的使用生命周期。

2 機(jī)電一體化的應(yīng)用領(lǐng)域

（1）工業(yè)制造領(lǐng)域。隨著工業(yè)制造成本不斷下降，對(duì)于產(chǎn)品生產(chǎn)周期和生產(chǎn)質(zhì)量的要求不斷增加，我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)行業(yè)目前已經(jīng)廣泛使用機(jī)電一體化技術(shù)。計(jì)算機(jī)電子信息技術(shù)日益發(fā)展，使用自動(dòng)化機(jī)械制造技術(shù)能夠進(jìn)行高效準(zhǔn)確的生產(chǎn)作業(yè)，進(jìn)行復(fù)雜繁瑣的數(shù)據(jù)計(jì)算，通過增加使用傳感器技術(shù)，還可以具備一定程度的感知能力。此外，人力使用上的減少還可以降低產(chǎn)品不合格率，具有很強(qiáng)的獨(dú)立性和環(huán)境適應(yīng)能力。

（2）柔性制造系統(tǒng)領(lǐng)域。柔性制造系統(tǒng)是通過對(duì)計(jì)算機(jī)信息技術(shù)、自動(dòng)搬運(yùn)車、料盤、自動(dòng)化倉庫等進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，通過機(jī)電一體化技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化定義產(chǎn)品產(chǎn)量，根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)。廣泛應(yīng)用在產(chǎn)量較小、品種較多、需要頻繁更改需求的工業(yè)領(lǐng)域。

（3）計(jì)算機(jī)制造集成領(lǐng)域。機(jī)電一體化技術(shù)可以應(yīng)用在集成制造系統(tǒng)中，對(duì)制造系統(tǒng)進(jìn)行綜合化和最優(yōu)化處理，顛覆傳統(tǒng)制造行業(yè)流程，將各個(gè)部門之間進(jìn)行整合，從設(shè)計(jì)、開發(fā)、制造、運(yùn)營(yíng)等進(jìn)行有機(jī)結(jié)合。利用快速準(zhǔn)確的信息傳遞，優(yōu)化設(shè)備配置，充分發(fā)揮工業(yè)生產(chǎn)能力。利用計(jì)算機(jī)高速的計(jì)算處理能力，對(duì)生產(chǎn)以及運(yùn)營(yíng)都能準(zhǔn)確地設(shè)計(jì)出最佳方案，減少人為計(jì)算時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。

（4）數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域。數(shù)控機(jī)床是我國(guó)使用最為廣泛的制造設(shè)備，經(jīng)過多年的應(yīng)用和磨合，機(jī)電一體化技術(shù)也可以完全使用到數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域，目前在數(shù)控機(jī)床的操作精度、功能完善、構(gòu)造整體等方面都已經(jīng)獲得了顯著的效果。實(shí)現(xiàn)了模塊化的構(gòu)造結(jié)構(gòu)，使其更加緊湊。在功能使用方面，由于使用了開放性設(shè)計(jì)，不僅具備智能處理能力，還大幅度提高了可操控性以及精確性，為機(jī)械生產(chǎn)提供了更多的技術(shù)支持。

3 機(jī)電一體化在未來的發(fā)展趨勢(shì)

（1）提高使用性能。由于目前計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的快速發(fā)展，人們對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量要求越來越高，因此需要提高生產(chǎn)效率，增加制造精度，加快生產(chǎn)速度，對(duì)于未來的機(jī)電一體化技術(shù)，仍需要提高使用性能。

（2）微型技術(shù)。目前微型技術(shù)水平已經(jīng)發(fā)展成熟，眾多領(lǐng)域都已經(jīng)進(jìn)行廣泛的使用。機(jī)電一體化技術(shù)也必將向微型技術(shù)方向發(fā)展，醫(yī)療行業(yè)以及軍事領(lǐng)域都需要體積小，具有高度靈活性的微型機(jī)械產(chǎn)品進(jìn)行輔助作用，在未來必然的需求中，微型技術(shù)也必將是機(jī)電一體化未來的發(fā)展方向。

（3）人工智能。隨著目前人工智能AI的出現(xiàn)，人們逐漸認(rèn)識(shí)到人工智能的巨大優(yōu)勢(shì)。機(jī)電一體化技術(shù)本身就需要計(jì)算機(jī)信息技術(shù)進(jìn)行發(fā)展，人工智能是目前計(jì)算機(jī)領(lǐng)域最新型的科研技術(shù)，未來機(jī)電一體化必然會(huì)結(jié)合人工智能，自行學(xué)習(xí)，對(duì)交代的工作和實(shí)際需求進(jìn)行更加深刻的理解，并自行生產(chǎn)出預(yù)期甚至超過預(yù)期的完美產(chǎn)品。

（4）網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展。隨著目前工業(yè)制造的不斷發(fā)展，企業(yè)生產(chǎn)部門以及生產(chǎn)車間數(shù)量不斷增加，生產(chǎn)地點(diǎn)廣泛分布，此時(shí)必然需要及時(shí)有效地溝通，傳遞生產(chǎn)數(shù)據(jù)及信息進(jìn)行互相協(xié)同合作。未來機(jī)電一體化技術(shù)必將使用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)共享，通過建立完整的互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境，利用數(shù)據(jù)共享和實(shí)時(shí)溝通，實(shí)現(xiàn)各部門的有效協(xié)同合作，甚至?xí)霈F(xiàn)人機(jī)分離，操作人員遠(yuǎn)程控制生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行產(chǎn)品制造。

4 結(jié)語

綜上所述，機(jī)電一體化目前已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域，是我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展不可或缺的一項(xiàng)重要生產(chǎn)技術(shù)。但是目前機(jī)電一體化技術(shù)仍然存在各種問題，需要進(jìn)行深度科研并實(shí)際解決。在未來不斷發(fā)展中，機(jī)電一體化技術(shù)必然更加智能化、自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化，高效精確地完成各種產(chǎn)品制造，為我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展貢獻(xiàn)出一份力量。

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［2］張中景,田文君.淺析機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)［J］.現(xiàn)代職業(yè)教育，2017，（5）：83.

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