光機電一體化設備的嵌入式技術探析

余金永

摘 ?要：社會快速發展的同時，科學技術也得到了很大的進步，越來越多的科學技術呈現在人們面前。特別是微電子技術和計算機技術的快速發展，并且兩者之間出現了技術結合的局面，使我國當前的機械工業的技術整體結構發生了一定的改變。隨著技術整體結構的改變，使嵌入式技術融入到機電一體化技術領域當中，有效的促進了我國機電一體化技術的發展。將嵌入式技術的相關理論融入到機電一體化當中，建立更加高性能的機電一體化設備。文章將針對光機電一體化設備的嵌入式技術展開分析。

關鍵詞：光機電一體化;設備;嵌入式技術;光信號

中圖分類號：TH-39 ? ? ? ?文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2019）28-0149-02

Abstract： With the rapid development of society， science and technology have made great progress， and more and more science and technology are in front of people. In particular， the rapid development of the micro-electronic technology and the computer technology， and the combination of the technology between the two， has made a certain change in the overall structure of the current mechanical industry in our country. With the change of the whole structure of the technology， the embedded technology is integrated into the technical field of the electromechanical integration， and the development of the electromechanical integration technology in China is effectively promoted. The related theories of the embedded technology are integrated into the mechatronics integration， and a more high-performance electromechanical integrated device is established. The following will be an analysis of the embedded technology of the photoelectrical integrated device.

Keywords： optical and electromechanical integration; equipment; embedded technology; optical signal

1 概述

隨著嵌入式技術融入到光機電一體化技術當中，我國的機械工業在技術方面、產品的功能、結構方面以及對于機械工業的管理方式方面也發生了非常大的變化。嵌入式技術應用到機電一體化技術當匯總，能夠將嵌入式技術的相關設計理論以及技術引用到機電一體化技術當中，能夠較好的提高機電一體化的性能、硬件和軟件的可靠性等，使當前的機電一體化設備的發展能夠滿足社會發展的需求。微電子技術逐漸滲透到機械工程當中，使得當前的機電一體化技術已經發展成為一種集電氣工程、機械工程、信息技術以及計算機技術等多項技術為一體的綜合性技術。

2 機電一體化技術及其發展情況

光機電一體化技術是微電子技術、計算機技術、控制技術、光學技術與機械技術的相互交叉與融合，是諸多高新技術產業和高新技術裝備的基礎。近幾年光機電一體化技術逐步運用到軍事和民用機械領域當中， 隨著社會的發展光機電一體化技術將得到很大程度的推廣，滲入到國民經濟的各個環節當中。它包括產品和技術兩方面：光機電一體化產品是集光學、機械、微電子、自動控制和通信技術于一體的高科技產品，具有很高功能和附加值;光機電一體化技術是指其技術原理和使光機電一體化產品得以實現，使用和發展的技術。

光機電一體化技術是由光學，光電子學，電子信息和機械制造及其他相關技術交叉與融合構成的綜合性高新技術是諸多高新技術產業和高新技術裝備的基礎。它豐富和拓寬了光機電一體化技術的內涵和外延。

2.1 機電一體化

機電一體化實質上是將電子技術應用到機構的各種功能上，并且將這些電子化設計與機械裝置及相關的軟件進行融合之后的系統，這個系統即為機電一體化。機電一體化已經發展成為當前工程技術的前端技術，將多個學科進行融合而研發出的新型技術學科。借助機電一體化所研發的產品已經應用到了各個行業中，機電一體化已經發展成為了前沿科學，并且能夠從側面反映出我國科學技術的發展水平。機電一體化系統在實際的使用過程中，具有功能多、質量高、可靠性高等多種優勢，在功能方面具有良好的價值。

2.2 機電一體化的發展現狀

機電一體化的發展大致上經歷了三個階段，其中第一個階段為初級階段，初級階段時期會借助電子技術將機械產品的性能進行完善，這一時期的機電一體化發展還處于自發狀態，各方面技術還存在很多的不足;第二個階段為快速發展階段，這一階段各種計算機技術以及信息技術的發展，推動了機電一體化的發展，受到了各個國家的重視;第三個階段是深入發展階段，這一階段光學等高端技術融入到了機電一體化技術當中，并且機電一體化系統的設計也得到了深入的研究，促使機電一體化技術有了一個完整的科學體系。機電一體化技術的發展能夠有效的推動社會的發展，讓人們改變了對機電一體化技術的傳統觀念，支持并關注對機電一體化技術的應用。

3 嵌入式系統及其技術發展現狀

嵌入式系統最初是從單片機的嵌入式系統中產生的，并且經過了多年的研究發展，嵌入式系統已經應用到了各個行業當中，嵌入式系統在我們的生活中發揮了非常重大的作用，每個嵌入式系統都有準確的定義，并且有很強的專用性。例如我們常用的微波爐和火星車上都含有嵌入式系統，并且兩者所包含的嵌入式系統中都含有同樣的未處理器，但是兩者之間不存在相同的部分。嵌入式系統在應用時，要有與其相對應的應用與之結合，才能夠使嵌入式系統發揮出它的優點。

4 嵌入式系統在機電一體化中的應用

嵌入式系統在機電一體化產品中得到了廣泛的應用，下面將進行詳細的分析介紹。

4.1 工業控制設備

工業控制設備，是機電一體化中應用嵌入式系統最為廣泛的一類，隨著工業控制技術的不斷發展，并且工業控制設備采取專業的工控設備，因此工業控制設備受到了廣泛的應用。工業控制在實際應用時具有較高的要求，并且隨著技術的發展，32位、64位的處理器已經逐漸被采用，有效的提高了工業控制系統的性能。除此之外，嵌入式系統在工業控制器和設備控制器方面也有著廣泛的應用，并且，大多數都是采用嵌入式處理器進行工作的。嵌入式控制器能夠廣泛的應用于工業控制當中。

4.2 機器人

機器人技術的發展離不開嵌入式系統，兩者之間存在著緊密的聯系，機器人技術在早期應用時，并沒有達到芯片的要求水平。隨著智能理論在后期的逐漸發展，機器人逐漸受到了人們的關注，并對其展開了深入的研究。隨著嵌入式系統應用到機器人技術當中，使得機器人技術得到了快速的發展。

5 光機電一體化設備嵌入式控制技術研究

隨著我國機電一體化技術的快速發展，我國的機電設備已經在市場中占有了較大的分量，但是我國的機電一體化設備與發達國家相比還存在著一定的不足，特別是在設備精度方面相差甚遠。高性能的機電設備能夠較好的反映出設備的工作情況，同時這些傳感器都是借助光信號作為介質進行傳輸的。光電一體化設備在工作的過程中將光信號轉化為電信號。光電一體化設備采用的光學部件在進行運作的過程中，是與機械運動之間進行協同合作的。光電一體化設備中的各個部件之間的協調運行能夠保障設備的正常運行。機電設備在工作的過程中，有幾大控制特點，分別是：傳感器多、控制輸出多、現場干擾大、控制流程復雜、實時性強和具有接口功能。由此可見，光機電一體化設備要想發揮更大的作用，就需要將傳統的機電設備技術進行創新完善。

采用新型的控制技術將光電一體化技術與嵌入式系統進行結合，這種新型技術是電控系統。通過借助電控系統，能夠實現數據的采集以及分析，并將信號進行處理等多種功能。新型電控系統的電路結構緊湊，并且具有較高的可靠性。電控系統在實際的使用過程中，能夠在現場干擾的情況下正常的進行工作，同時還能夠滿足較復雜的系統功能，方便軟件進行升級和移植。采用新型電控系統進行光機電一體化設備的運行能夠實現一些高端技術，從而滿足光機電一體化設備的特殊需求。不僅如此，新型電控系統能夠實現人機接口以及PC高速通信的能力，這些特殊的功能能夠有效的增強光機電一體化設備的使用性能，提高了我國機電設備在國際市場中的競爭力。

在科學技術快速發展的當今社會，機電產品的更新速率不斷加快，社會對于機電產品的需求量也越來越大，采用傳統的機電設備進行產品的開發，不能夠滿足社會發展的需求，因此將嵌入式系統開發方法引入到新型電控系統當中，開發人員能夠借助嵌入式系統將系統進行移植操作，有效的縮短了機電產品的研發周期，提高了工作效率。不僅如此，將嵌入式系統應用到工業控制當中，有效的提高了控制的可靠性，提高了系統的穩定性能。

6 結束語

隨著嵌入式技術的不斷發展，生活中的各個角落中都能夠找到嵌入式系統的痕跡。將嵌入式系統應用到光機電一體化技術當中，能夠實現光信號與機械運動之間的協調運作，有效的推動了光機電一體化設備的創新發展，并且，完善了光機電一體化設備在實際操作中存在的不足和缺陷，提高了光機電一體化設備的工作效率，促使光機電一體化設備的廣泛應用，有效的推動了我國機電行業的發展。

參考文獻：

[1]謝賢新.嵌入式技術在光機電一體化中的應用探討[J].科學與財富，2017（13）：191-191.

[2]帥偉，張俊，郭愛云，等.信息化技術在“機電設備裝調技術”實訓課程中的應用與分析——以YL-235A型光機電一體化設備的裝配為例[J].江蘇科技信息，2017（6）：75-76.

[3]朱重陽，羅智蕓.光機電一體化設備中多個物料檢測分揀程序設計[J].電子制作，2017（23）：70-71.

[4]劉小明，何線萍.亞龍YL-235A型光機電一體化實訓考核裝置的教學初探[J].科技視界，2016（20）：187.

[5]高敏峰.探討機電一體化設備可靠性診斷及影響[J].建筑工程技術與設計，2018（12）：4214.

[6]季敏立.機電一體化設備組裝與調試中物料檢測的方法探究[J].太原城市職業技術學院學報，2016（7）：180-180，181.