機電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢及應用研究

秦引航

摘 要：伴隨著社會經(jīng)濟的高速發(fā)展，人們的工作、生活節(jié)奏越來越快，因此對生產(chǎn)效率方面也提出了更高的要求。隨著科學技術(shù)的飛速發(fā)展，機電一體化技術(shù)也得到了進一步推動，該技術(shù)可以滿足目前人們的實際生產(chǎn)需要。所謂機電一體化就是將微機技術(shù)、機械、電子科技等進行有機結(jié)合，從而全面提升生產(chǎn)效率。因此，可以將該技術(shù)看作提高生產(chǎn)力的一門技術(shù)。現(xiàn)階段機電一體化被應用到生產(chǎn)、生活的各個領(lǐng)域中，受到各界的廣泛關(guān)注，在社會經(jīng)濟發(fā)展中占據(jù)著越來越重要的地位。

關(guān)鍵詞：機電一體化；計算機；機械

中圖分類號：TH39 文獻標志碼：A

0 前言

在20世紀70年代人們提出了機電一體化理論，隨后相關(guān)人員對該技術(shù)進行了大量研究，因此計算機、電子、集成電路等多項技術(shù)得到了飛速發(fā)展，取得了良好的研究成果，機電一體化技術(shù)也得到了進一步發(fā)展，并被應用到更多的領(lǐng)域中。機電一體化正處于逐步發(fā)展、完善的階段，該技術(shù)的發(fā)展提高了生產(chǎn)質(zhì)量，并且在一定程度上促進了機械工業(yè)的發(fā)展。基于此，該文將對機電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢及應用前景進行研究，希望可以促進機電一體化行業(yè)的進一步發(fā)展。

1 機電一體化技術(shù)

機電一體化是機械工程范疇中的一個概念，機電一體化技術(shù)是融合電子、計算機、信息、機械制造等眾多技術(shù)為一體的學科，該技術(shù)將諸多技術(shù)進行了有機結(jié)合。機電一體化技術(shù)的定義是指工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)中的研制階段、設(shè)計階段、生產(chǎn)階段的所有過程，機械工程以及計算機、電子、信息等技術(shù)共同作用于工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)中，利用各項技術(shù)使工業(yè)生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)得到有效協(xié)作，并得到相應的管理。這一技術(shù)的高速發(fā)展促進了工業(yè)技術(shù)水平的提高，目前全球都在研究機電一體化技術(shù)的相關(guān)知識，并不斷拓展其應用。

2 機電一體化的發(fā)展趨勢

2.1 光機電一體化

機電一體化的傳統(tǒng)模式涵蓋了傳感技術(shù)、能源技術(shù)、機械結(jié)構(gòu)以及信息處理技術(shù)等幾大板塊。光學技術(shù)在機電一體化中的有效應用，使其動力系統(tǒng)、傳感技術(shù)以及信息處理技術(shù)得到了改善，并拓展了相關(guān)功能，所以，光機電一體化是其未來發(fā)展的主要方向。

2.2 智能一體化

最近幾年機電一體化技術(shù)越來越完善，該技術(shù)的智能化特點逐漸突顯，主要體現(xiàn)在機電一體化邏輯思維能力及推理判別能力的逐步提高，機電一體化技術(shù)的智能化使其控制效果不斷加強。象數(shù)控機床智能化或者智能化機器人等。

2.3 網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)產(chǎn)品

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在20世紀末獲得了飛速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展推動了工業(yè)領(lǐng)域、科學技術(shù)領(lǐng)域的改革進程。同時網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展加快了經(jīng)濟全球化的進程，促使質(zhì)量更高、功能更強的機電一體化產(chǎn)品不斷出現(xiàn)，這些產(chǎn)品通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)能夠有效地實現(xiàn)全球產(chǎn)銷。在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應用日漸廣泛的情況下，與機電一體化產(chǎn)品相關(guān)的產(chǎn)品也得到了迅速發(fā)展。象遠程控制技術(shù)、監(jiān)控技術(shù)等。可見，網(wǎng)絡(luò)化也是機電一體化技術(shù)的重要發(fā)展趨勢。

2.4 微型化

微型化指的是機電一體化1 m3以下產(chǎn)品向微米、納米等趨勢發(fā)展。在蝕刻技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)上，目前已經(jīng)實現(xiàn)了亞微米等幾何尺寸元件的制造，如果將這類產(chǎn)品應用在實際生產(chǎn)中，將不用對機械部分以及控制機部分進行區(qū)分。在這種情況下，將達到機械技術(shù)與電子技術(shù)的有效結(jié)合，傳感器和操作部分以及機械機體等部件可以有效地集結(jié)在體積很小的元件上。可見，機電一體化的主要發(fā)展趨勢之一是微型化。

2.5 柔性化自律分配系統(tǒng)

通過分析得知，機電一體化在將來的發(fā)展中控制系統(tǒng)以及執(zhí)行系統(tǒng)將會具備良好的冗余度和柔性化功能，該技術(shù)可以更好的應對突發(fā)情況，進而形成良好的自律分配體系。在這一體系中，眾多子系統(tǒng)服務于總控制系統(tǒng)，但各子系統(tǒng)之間又保持獨立性，每個系統(tǒng)都具備自律功能，可以根據(jù)環(huán)境的變化做出有效應對。子系統(tǒng)表現(xiàn)出的顯著特點就是其自身可以形成信息，同時對這些信息進行附加，并基于總控制體系對具體的行為進行改變，這一發(fā)展模式可以讓系統(tǒng)具備更強的柔性功能，同時子系統(tǒng)在發(fā)生故障時不會阻礙總控制體系的運行。

2.6 綠色化產(chǎn)品設(shè)計

科學技術(shù)的發(fā)展推動了工業(yè)水平的提升，在此基礎(chǔ)上人們對于物質(zhì)水平的要求有所提高。隨著工業(yè)水平的不斷發(fā)展，環(huán)境問題越發(fā)突顯，因此人們對環(huán)境保護問題越發(fā)重視，并且提出了可持續(xù)發(fā)展理念，現(xiàn)階段綠色生產(chǎn)理念逐漸深入人心，綠色化產(chǎn)品設(shè)計也成為當下機電一體化的發(fā)展趨勢。生產(chǎn)和使用綠色化產(chǎn)品，不僅可以保護環(huán)境，而且可以保證人類健康，并且在促進工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)上使人類的生存環(huán)境得到有效維護。綠色化產(chǎn)品的應用有效地提升了資源的利用效率，促進社會的可持續(xù)發(fā)展，所以綠色化產(chǎn)品設(shè)計在機電一體化發(fā)展進程中有著廣闊的前景。

3 機電一體化應用發(fā)展

現(xiàn)階段人們對機電產(chǎn)品的質(zhì)量與性能提出了更高的要求，并且在機電產(chǎn)品生產(chǎn)效率、控制噪音方面的要求也在逐漸提高。基于這種情況，機電產(chǎn)品中逐漸生產(chǎn)出了形狀各異的產(chǎn)品部件，這些部件在空間曲面上具有更高的復雜性，并且這些部件需要使用高超的制造技術(shù)進行制造。而機電一體化技術(shù)具備良好的智能控制能力，在這些產(chǎn)品的生產(chǎn)和制造中擁有較好的發(fā)展前景。

3.1 數(shù)控機床

數(shù)控機床在機電一體化技術(shù)迅速發(fā)展的基礎(chǔ)上得到了完善，無論在結(jié)構(gòu)功能、運行方面，還是基于控制的效果及精度方面得到了較好的發(fā)展。簡單來說就是隨著機電一體化技術(shù)的高速發(fā)展，數(shù)控機床可以達到多過程以及多渠道的協(xié)同管理的目標，可以利用一臺機床同時完成多項任務，在機床的運行環(huán)節(jié)可以完成自檢刀具以及控制機械手等。

3.2 柔性制造

柔性制造系統(tǒng)就是一種計算機化的制造體系，該體系涵蓋了計算機部件、數(shù)控機床部件、自動搬運部件以及自動存儲部件等。柔性制造系統(tǒng)可以依據(jù)生產(chǎn)任務隨時隨地制定生產(chǎn)計劃，同時對各部門展開有效的協(xié)調(diào)指導。因為機電一體化技術(shù)的迅速發(fā)展，柔性制造系統(tǒng)得到了逐步完善，在多種類、中小批量以及需要經(jīng)常變換設(shè)計的相關(guān)零散部件生產(chǎn)領(lǐng)域得到了廣泛應用。

4 結(jié)語

綜上所述，機電一體化技術(shù)是社會發(fā)展的結(jié)晶，該技術(shù)是科學技術(shù)不斷發(fā)展的產(chǎn)物。伴隨經(jīng)濟技術(shù)的發(fā)展，機械產(chǎn)品的生產(chǎn)由人力逐漸過渡到技術(shù)，可見，機電一體化技術(shù)的有效應用促進了社會的發(fā)展。機電一體化技術(shù)正在逐步完善與發(fā)展，將會被應用到越來越多的領(lǐng)域當中，相關(guān)研究人員需要不斷完善機電一體化技術(shù)，使該技術(shù)向更好的方向發(fā)展，為機電一體化技術(shù)的應用奠定良好的基礎(chǔ)。

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