淺論機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用及其發(fā)展

滕海濤

【摘 要】前機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展迅速，但依舊存在一些問題需要相關(guān)研究人員進(jìn)行完善。首先對(duì)機(jī)電一體 化技術(shù)主要應(yīng)用領(lǐng)域問題展開探討，并結(jié)合實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)做出展望，希望可以能夠 為該技術(shù)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

【關(guān)鍵詞】機(jī)電一體化；應(yīng)用；發(fā)展

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：TH-39 中圖分類號(hào)：A

引言

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，對(duì)于不同技術(shù)而言，均出現(xiàn)了相互交 叉滲透情況。機(jī)電一體化技術(shù)是基于信息技術(shù)以及微電子技術(shù)和機(jī)械 工業(yè)領(lǐng)域技術(shù)相互結(jié)合到一起的新型技術(shù)，合理的應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)，對(duì) 于我國(guó)機(jī)械工程穩(wěn)定發(fā)展起到了重要的作用。

1機(jī)電一體化技術(shù)的概述

機(jī)電一體化是一種綜合性較強(qiáng)的現(xiàn)代化技術(shù)，包含了計(jì)算 機(jī)、機(jī)械、信息、通信、微電子、自動(dòng)化控制等多種技術(shù)手 段，是在新時(shí)代借助信息技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，結(jié)合軟件編程技術(shù)及接 口技術(shù)產(chǎn)生的。在實(shí)際操作過程中，它可以很好地實(shí)現(xiàn)對(duì)信息 的機(jī)電一體化處理，使其具有智力、動(dòng)力、感知力、運(yùn)動(dòng)功 能，集合機(jī)電一體化技術(shù)的控制系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)程序信 息、微電子電路的良好控制，在此過程中機(jī)電一體化技術(shù)的高 精度、低能耗、高可靠性等特性得以充分展現(xiàn)。我國(guó)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn) 中提出，在道路橋梁工程中需要具有明確的設(shè)計(jì)思路、建設(shè)程 序，而道路橋梁工程的實(shí)際應(yīng)用效果及工程造價(jià)很容易受到各 種因素的影響。通過機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)道路橋 梁工程的可移動(dòng)施工，不僅保證了工程項(xiàng)目的建設(shè)質(zhì)量，同時(shí) 也保證了工程項(xiàng)目的施工綜合效益。

2當(dāng)前機(jī)電一體化技術(shù)的特點(diǎn)

2.1具有一定的檢測(cè)性

在機(jī)電一體化技術(shù)中，其自身有比較 強(qiáng)的自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，這樣的話可以對(duì)機(jī)械系統(tǒng)中包括的一些子系統(tǒng)進(jìn) 行全方位的檢查，當(dāng)然，還需要對(duì)機(jī)械設(shè)備的應(yīng)用過程進(jìn)行全面的反 映。如果出現(xiàn)問題，那么這個(gè)時(shí)候的系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)發(fā)出警報(bào)，而且還有 利于有關(guān)人員很好的判斷出故障發(fā)生的位置，這樣方便可以在最短的 時(shí)間對(duì)故障進(jìn)行解決，從而恢復(fù)設(shè)備的安全運(yùn)行。另外，機(jī)械設(shè)備可 以按照機(jī)電一體化的技術(shù)，不僅僅可以很好的提高本身的運(yùn)行速度，其實(shí)還可以在最大程度上降低了機(jī)械檢測(cè)的成本，最后可以大大節(jié)約 了設(shè)備的維修和保養(yǎng)的周期，以此為以后的穩(wěn)定運(yùn)行奠定了良好的基 礎(chǔ)。

2.2具備一定的精準(zhǔn)性

在實(shí)際運(yùn)行過程中，要求機(jī)電一體化 技術(shù)需要具備比較高的準(zhǔn)確度，并在使用的時(shí)候，可以全方位的加強(qiáng) 機(jī)械工作的準(zhǔn)確性以及時(shí)效性，以此可以使得機(jī)械性能有效提高。比 如，在施工過程中，混凝土攪拌設(shè)備中需要安放一定的電子稱量系統(tǒng)，在這樣的情況下，可以使得其發(fā)揮出自身的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)還可以確?；?凝土攤鋪的平衡性，以此還能使得施工質(zhì)量得到比較大的保障。

3機(jī)電一體化的運(yùn)用領(lǐng)域

3.1數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域

我國(guó)數(shù)控機(jī)床技術(shù)與其相對(duì)應(yīng)的數(shù)控技術(shù)經(jīng)過數(shù)十年 發(fā)展，其結(jié)構(gòu)功能以及操作控制精度都已基本滿足生產(chǎn)需 求，具體可以總結(jié)為以下幾點(diǎn)。首先，結(jié)構(gòu)呈總線式，具有模塊化、緊湊性等特點(diǎn)，采用多 CPU 和多主總線的體系結(jié)構(gòu)。另外，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有 開放性特點(diǎn)，硬件體系結(jié)構(gòu)及其功能層次性、兼容性較高，符合較多接口要求標(biāo)準(zhǔn)，最大限度地提升了用戶使用效率。其次，WOP 技術(shù)及智能化應(yīng)用比較成熟，可以為數(shù)控 機(jī)床編程轉(zhuǎn)向技術(shù)程序，實(shí)現(xiàn)加工過程動(dòng)態(tài)仿真效果，并將相關(guān)技術(shù)引入到在線診斷和模糊控制等智能化機(jī)制當(dāng) 中。此外，大容量的存儲(chǔ)器以及應(yīng)用軟件的模塊，能夠有 效豐富數(shù)控功能，使CNC 系統(tǒng)的控制功能得到了大幅度 加強(qiáng)。最后，可以有效地實(shí)現(xiàn)多過程和多通道控制，換言之，通過一臺(tái)機(jī)床，獨(dú)立完成多項(xiàng)加工任務(wù)。另外，針對(duì)系統(tǒng)多 級(jí)網(wǎng)絡(luò)功能，機(jī)電一體化技術(shù)可以通過系統(tǒng)升級(jí)，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜 的加工功能。機(jī)床控制機(jī)以單板和單片機(jī)為主，機(jī)電一體技 術(shù)可以為其制作專用芯片和模板，形成完整的數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)。

3.2計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)

計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)的運(yùn)用不單單 是一個(gè)簡(jiǎn)單的技術(shù)累加組合，而是整個(gè)系統(tǒng)的綜合運(yùn)用達(dá)到系統(tǒng)優(yōu)化 的最高點(diǎn)運(yùn)用。這項(xiàng)技術(shù)的運(yùn)用打破了以往孤立的技術(shù)運(yùn)用，使得現(xiàn) 在的各種技術(shù)可以有機(jī)的進(jìn)行綜合運(yùn)用并且流暢自如。真正實(shí)現(xiàn)制造 中物流和信息流的完美運(yùn)用 [2]。計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)的運(yùn)用可以讓每 個(gè)企業(yè)之間的生產(chǎn)要素達(dá)到最好的優(yōu)化，可以讓每個(gè)生產(chǎn)要素發(fā)揮最 大最有效的效益。

3.3工業(yè)機(jī)器人

示教再現(xiàn)機(jī)器人，也是第一代機(jī)器人，該機(jī)器人可以 進(jìn)行簡(jiǎn)單的重復(fù)性動(dòng)作，但對(duì)工作環(huán)境或是作業(yè)對(duì)象往往不能進(jìn)行理解分析，導(dǎo)致示教再現(xiàn)機(jī)器人靈活性及適應(yīng)能 力較低。第二代機(jī)器人附帶極為先進(jìn)的傳感元件，在工作過程 中能夠有效獲取作業(yè)環(huán)境或者作業(yè)對(duì)象等比較簡(jiǎn)單的信息，然后再通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理，最終將處理數(shù)據(jù)反饋給機(jī)器 人，控制其做出一系列應(yīng)對(duì)動(dòng)作，從這點(diǎn)可以看出，這代 機(jī)器人已經(jīng)具有智能化功能，且具有一定程度的實(shí)用性。在這之后，誕生了第三代機(jī)器人，即智能機(jī)器人，該 機(jī)器人具有各種感知能力，可以其進(jìn)行較為復(fù)雜的邏輯思 維信息輸入，使其能夠獨(dú)體的進(jìn)行作業(yè)。

4機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

4.1綠色發(fā)展

近年來，伴隨著工業(yè)的發(fā)展，人們的生活方 式、工作方式發(fā)生了巨大的改變，工業(yè)發(fā)展一方面豐富了人們 生活，提升了人們生活質(zhì)量，另一方面也加劇了資源消耗，對(duì) 生態(tài)環(huán)境造成了破壞。綠色、環(huán)保、節(jié)能成為各個(gè)行業(yè)發(fā)展的 必然方向。在機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展中，也必然會(huì)朝著綠色、環(huán) 保、節(jié)能的方向發(fā)展，要求產(chǎn)品在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、應(yīng)用、報(bào)廢等 環(huán)節(jié)中，都必須符合相應(yīng)的環(huán)境保護(hù)要求，盡可能地減少對(duì)生 態(tài)環(huán)境的危害。綠色機(jī)電一體化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)具有十分樂觀的市 場(chǎng)前景，在具體應(yīng)用上，不會(huì)污染環(huán)境，報(bào)廢處理中可以回收 再利用。

4.2智能化

目前機(jī)電一體化與傳統(tǒng)機(jī)電一體化最大的區(qū)別因素就 是前者具備智能化功能。這里所指的“智能化功能”，實(shí) 際上是對(duì)機(jī)器行為的一種描述，是基于控制理論的一種能夠 吸收現(xiàn)代化人工智能、運(yùn)籌學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)和心 理學(xué)以及生理學(xué)、自主決策的能力，其優(yōu)點(diǎn)是可以完成高精 度控制工作。隨著計(jì)算機(jī)系統(tǒng)發(fā)展速度的提升，人類能夠可 以有效運(yùn)用計(jì)算機(jī)技能模擬出來現(xiàn)代化的人工智能功能越來 越多，在一些領(lǐng)域內(nèi)，機(jī)器正在逐步取代人工，因此人工智 能化技術(shù)將是機(jī)電一體化技術(shù)未來發(fā)展的重要方向。

4.3網(wǎng)絡(luò)化

迅速發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，使社會(huì)、生活以及生產(chǎn)各領(lǐng)域 發(fā)生了巨大的變化。在此背景下，機(jī)電一體化迎來了發(fā)展 的重要階段。譬如像遠(yuǎn)程控制技術(shù)或是監(jiān)視技術(shù)，遍布了 人們的生活以及生產(chǎn)領(lǐng)域，帶給人們便利，而遠(yuǎn)程控制的終 端技術(shù)只是機(jī)電一體化的一種，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的普及與發(fā)展，使機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用更加廣泛。

結(jié)束語

機(jī)電工程是我國(guó)重點(diǎn)發(fā)展行業(yè)，在機(jī)械工程領(lǐng)域中，其包含的技 術(shù)眾多，優(yōu)勢(shì)高，它對(duì)于機(jī)械工程發(fā)展也起到了一定的促進(jìn)作用，所以，強(qiáng)化機(jī)電一體化技術(shù)在工程機(jī)械中的應(yīng)用情況是很有必要的。

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（作者單位：管道儲(chǔ)運(yùn)有限公司）