機(jī)電一體化技術(shù)概述及應(yīng)用

倪建榮

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，機(jī)械化設(shè)備不斷的發(fā)生著變革，人工智能的技術(shù)手段提高了工作效率，解放了生產(chǎn)力，為人們的生活帶來方便。機(jī)電一體化就是在計(jì)算機(jī)技術(shù)不斷地發(fā)展背景下產(chǎn)生的，是機(jī)械和微電子技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物，現(xiàn)在社會(huì)中使用的大部分自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備都是機(jī)電一體化設(shè)備，它已經(jīng)深入了人們的生產(chǎn)和生活，可以說現(xiàn)代信息化生活中人們已經(jīng)離不開機(jī)電一體化設(shè)備了。

本文將從機(jī)電一體化技術(shù)的主要概念、現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)以及主要應(yīng)用幾個(gè)方面來分析介紹。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化;現(xiàn)狀;技術(shù)應(yīng)用

1機(jī)電一體化技術(shù)的概念

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，推動(dòng)了不同科學(xué)的相互交叉與滲透，并引發(fā)了幾乎所有工程領(lǐng)域的技術(shù)革命與改造。而以機(jī)械技術(shù)和電子技術(shù)為主體，多學(xué)科技術(shù)交融滲透、相互結(jié)合的新興學(xué)科――機(jī)電一體化，正逐漸變成了當(dāng)今學(xué)界研究的重點(diǎn)之一。

2機(jī)電一體化在我國的發(fā)展現(xiàn)狀：

我國是在上世紀(jì)80年代改革開放后開始進(jìn)行機(jī)電一體化方面的研究，相對(duì)外國先進(jìn)的發(fā)達(dá)國家來說，起步晚，發(fā)展時(shí)間短，人才短缺。目前，我國有大量的機(jī)電一體化設(shè)備的應(yīng)用，雖然高精的設(shè)備主要來源還是通過進(jìn)口，但是，整體來看，我國的機(jī)電一體化發(fā)展速度很快，與國外科技發(fā)達(dá)國家相比雖然有很大差距，但這種差距正在以飛快的速度縮小。

傳統(tǒng)的機(jī)器設(shè)備不僅機(jī)器落后，使用起來效率不如機(jī)電一體機(jī)高;傳統(tǒng)的手工勞作不僅需要大量的勞動(dòng)力，而且還是高耗能、高污染的低技術(shù)含量機(jī)器設(shè)備，不符合可持續(xù)發(fā)展的現(xiàn)代化市場(chǎng)要求。但是，我國的傳統(tǒng)工業(yè)工作量大，設(shè)備多，勞動(dòng)力也多，目前還不能不考慮資金、操作技術(shù)人員、原有工人安排等因素的存在，直接將原有的落后機(jī)器全部換成機(jī)電一體化的設(shè)備，這需要一個(gè)逐漸替換的過程，需要慢慢的進(jìn)行結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型和人才的培養(yǎng)。

3機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)

機(jī)電一體化是機(jī)械、電子、信息等多種學(xué)科的交叉融合，它的發(fā)展和進(jìn)步是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)果和表現(xiàn)，同時(shí)也會(huì)給相關(guān)的科學(xué)技術(shù)帶來發(fā)展。它的發(fā)展趨勢(shì)主要有：

3.1微型化

微型化是精加工技術(shù)發(fā)展的必然，也是提高工作效率的需要，機(jī)電一體化產(chǎn)品生產(chǎn)的零件尺寸小，多是人工無法完成的產(chǎn)品，如尺寸在1毫米以下，并向微米、納米級(jí)發(fā)展，是小型化的發(fā)展方向。

3.2環(huán)保化

過去的工業(yè)革命給人們的生活帶來了重大的變化，但同樣也給生態(tài)環(huán)境帶來了嚴(yán)重的破壞，信息革命時(shí)代，人們的思維發(fā)生了轉(zhuǎn)變，提倡保護(hù)環(huán)境和資源，機(jī)電一體化也要注意這個(gè)方向，設(shè)計(jì)出更加環(huán)保、低能耗、高效率的一體化設(shè)備和系統(tǒng)。

3.3智能化

智能化是機(jī)電一體化的主要特點(diǎn)，也是不斷追求的目標(biāo)，技術(shù)越發(fā)達(dá)，智能化程度越高，高性能、微處理，完成人的局限內(nèi)不能完成的工作為人們的生產(chǎn)帶來便利。

3.4網(wǎng)絡(luò)化

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起和飛速發(fā)展給科學(xué)技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)和人們的日常生活都帶來了重大的變化，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)就是在這種背景下產(chǎn)生，并有不斷發(fā)展和完善的趨勢(shì)。

4機(jī)電一體化的應(yīng)用

機(jī)電一體化應(yīng)用范圍廣，工作起來效率高，在眾多的領(lǐng)域都可以找到它的存在，在我國，機(jī)電一體化主要有幾個(gè)方面的應(yīng)用，數(shù)控車床、煤礦機(jī)械、柔性制造系統(tǒng)等。

4.1煤礦機(jī)械

煤礦機(jī)械領(lǐng)域是機(jī)電一體化技術(shù)廣泛使用的領(lǐng)域之一，煤礦機(jī)電一體化是將計(jì)算機(jī)、機(jī)器人等技術(shù)結(jié)合，我國最早的采煤機(jī)是在1992年與波蘭公司合作開發(fā)的，經(jīng)過了這些年，通過不斷地努力和合作，研發(fā)出了很多更先進(jìn)的技術(shù)，使我國的電牽引煤礦電控系統(tǒng)更加的完善。

在上世紀(jì)我國開始重視機(jī)電一體化在礦井中的作用開始，國家組織人員向外國進(jìn)行考察，并引進(jìn)了一批最早的安全監(jiān)控系統(tǒng)，在使用的同時(shí)，技術(shù)人員通過不停的探索和發(fā)展，研究出了適合我們實(shí)際情況的安全監(jiān)控系統(tǒng)，經(jīng)過三十多年的變化，目前擁有多家可以獨(dú)立研發(fā)生產(chǎn)安全監(jiān)控系統(tǒng)的公司，而且這些國人自制的安全系統(tǒng)無論在穩(wěn)定性還是可靠性上都具有較大的進(jìn)步，基本跟上了先進(jìn)國家的水平，適合我國的國情和需要。

礦井提升機(jī)可算是機(jī)電一體化在礦井中運(yùn)用最得意的一項(xiàng)技術(shù)，它實(shí)現(xiàn)了全數(shù)字化的提升，簡(jiǎn)化了電氣的安裝，硬件配置簡(jiǎn)單，零件少，兼容性高，啟動(dòng)快，還能瞬間提速，軟件的控制也很方便。我國研發(fā)的提升機(jī)控制系統(tǒng)非常的方便和安全，比如變頻交流提升機(jī)，該系統(tǒng)可以使用2臺(tái)計(jì)算機(jī)裝置，這兩臺(tái)機(jī)器擁有自己獨(dú)立的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)外，它們還可以同步工作、互相檢測(cè)。

4.2數(shù)控車床

數(shù)控車床，是機(jī)械加工行業(yè)的新秀，顧名思義，它是用數(shù)字指令來實(shí)現(xiàn)機(jī)械的加工制造，經(jīng)過多年的發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)基本趨于成熟，它精度高、效率高，而且具有可復(fù)制性，按照?qǐng)D紙的標(biāo)準(zhǔn)和形狀設(shè)置好指令后，可以自動(dòng)精準(zhǔn)的批量生產(chǎn)。過去的手工操作時(shí)期，工人根據(jù)圖紙的要求進(jìn)行操作，需要憑借自己的眼睛來衡量操作的準(zhǔn)確性，但是，人的視覺是有局限的，不能精準(zhǔn)到最小的范圍，機(jī)電一體化卻可以精準(zhǔn)到納米這個(gè)微小單位。

目前我國使用的數(shù)控機(jī)床大多是多個(gè)系統(tǒng)操控下共同來完成的，功能強(qiáng)大，結(jié)構(gòu)緊湊，數(shù)控車床相比于其它普通車床來說，能夠做到精確化、智能化，動(dòng)態(tài)仿真、在線診斷、模糊控制等功能，極大地的豐富了數(shù)控系統(tǒng)的功能，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量，更好的滿足人們的要求。數(shù)控車床主要工作對(duì)象是不銹鋼、合金、銅鐵、亞克力、塑膠等，根據(jù)不同的要求，通過鉆孔、線切割、精銃等加工成不同形狀的零件和模型。

4.3柔性制造系統(tǒng)

英文簡(jiǎn)稱是FMS，是由統(tǒng)一的信息控制系統(tǒng)、物料儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)和一組數(shù)字控制加工設(shè)備組成，能適應(yīng)加工對(duì)象變換的自動(dòng)化機(jī)械制造系統(tǒng)，包括計(jì)算機(jī)、數(shù)控機(jī)床、料盤、機(jī)器人、自動(dòng)搬運(yùn)車、自動(dòng)化倉庫等組成部分，此系統(tǒng)有三個(gè)類型：柔性制造單元、柔性制造系統(tǒng)、柔性自動(dòng)生產(chǎn)線。它按照成組的加工對(duì)象確定工藝過程，選擇相適應(yīng)的數(shù)控加工設(shè)備和工件、工具等物料的儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)，并由計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制，所以能自動(dòng)調(diào)整并且實(shí)現(xiàn)一定范圍內(nèi)的多種工件的成批高效生產(chǎn)，并能及時(shí)地改變產(chǎn)品以滿足市場(chǎng)需求。

4.4交流傳動(dòng)技術(shù)

交流傳動(dòng)技術(shù)一般包括兩大類：同步交流電機(jī)控制和異步交流電機(jī)控制，它具有良好的牽引和制動(dòng)性，黏著力強(qiáng)，目前我國的動(dòng)車組和磁懸浮列車幾乎都是采用的交流傳動(dòng)技術(shù)，交流傳動(dòng)技術(shù)之所以能快速的發(fā)展，主要原因就是交流傳動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)越性，備受各界的好評(píng)。比如動(dòng)車運(yùn)行控制系統(tǒng)，它就是由地面設(shè)備、車載設(shè)備、信息傳輸設(shè)備組成，是一項(xiàng)將通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)為一體的機(jī)電一體化系統(tǒng)。

5結(jié)語

機(jī)電一體化技術(shù)是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果，是人們?yōu)榱藵M足社會(huì)日益豐富的需求而不斷地對(duì)已有的技術(shù)進(jìn)行變革創(chuàng)新并且使它們有機(jī)結(jié)合的一門綜合性技術(shù)。它們之間相互發(fā)展，相互促進(jìn)，從而不斷地形成新的技術(shù)，并引發(fā)了幾乎所有工程領(lǐng)域的技術(shù)革命與改造。

參考文獻(xiàn)：

[1]門偉.淺談機(jī)電一體化[J].民營科技，2012（10）

[2]李建蓉.以學(xué)生自主能動(dòng)性學(xué)習(xí)為目的的教學(xué)方式探討[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2012（11）

[3]王婷，馬維，蘇紅磊，殷正行.淺談高職“工學(xué)結(jié)合”教學(xué)模式的改革――以寧夏機(jī)電一體化專業(yè)為例[J].中小企業(yè)管理與科技，2012（28）