淺談機電一體化技術與產(chǎn)品探討

王志剛

摘 要：機電一體化技術是工業(yè)技術變革的產(chǎn)物，也是社會生產(chǎn)力進步的必然要求。機電一體化技術是制造機電一體化產(chǎn)品的手段， 而機電一體化產(chǎn)品則是技術革新或革命的目標。本文主要從機電一體化技術及發(fā)展趨勢、產(chǎn)品類型和特點等方面進行探討和闡述。

關鍵詞：機電一體化;技術;產(chǎn)品

概述

機電一體化包含技術與產(chǎn)品兩個層面，技術層面是指技術原理和指引機電產(chǎn)品或裝置得以實現(xiàn)和發(fā)展的技術;產(chǎn)品層面是指機、電兩類產(chǎn)品相互置換和融合衍生的新一代產(chǎn)品。機電一體化技術實現(xiàn)和驅動創(chuàng)新產(chǎn)品，機電一體化產(chǎn)品助推技術的創(chuàng)新和發(fā)展， 兩者相輔相成，相互促進，共同發(fā)展。

1機電一體化技術及發(fā)展趨勢

機電一體化技術主要是機械技術、信息技術和網(wǎng)絡技術相互融合，它們各自技術的發(fā)展必然會促進機電一體化技術的整體發(fā)展。隨著綜合應用機械技術、微電子技術、信息技術、接口技術及軟件編程技術等群體技術，實現(xiàn)整體機電一體化技術的最佳集合。

1.1 機電一體化技術

1.1.1機械技術應采用新材料，改進結構，提高剛性，減輕重量，實現(xiàn)模塊化、通用化、系列化和標準化， 同時應選擇適當?shù)墓に囇b備、先進的工藝和科學的生產(chǎn)模式等。

1.1.2傳感器是機電一體化技術中不可或缺的元器件，一般信息傳感方式主要分為光、電、流體和機械，傳感技術的評價指標有功能范圍、靈敏度、分辨率、耐環(huán)境性、抗干擾性和可靠性等。

1.1.3 控制技術，機電一體化與微電子學的進步和信息處理設備的普及是分不開的，若要提高機電一體化水平就必須提高信息處理設備的功能及可靠性，同時還要開發(fā)高速小功率部件， 實現(xiàn)多信息聯(lián)機處理信息處理裝置。

1.1.4驅動技術主要表現(xiàn)在執(zhí)行機構上，根據(jù)驅動方式不同可分為液壓、氣動和電動。液壓與氣動的驅動系統(tǒng)較為復雜， 電動驅動相對較為簡單，實際應用較為廣泛。

1.1.5接口是一種連接設備， 包括許多信息傳輸線及邏輯控制電路，機、電兩部分的相互結合必須靠接口來實現(xiàn)，接口設備關系著被連接設備發(fā)揮作用的程度，接口技術是機電一體化中技術中作用尤為重要。

1.1.6軟件是控制和驅動硬件執(zhí)行的有效手段，一般將軟件分為系統(tǒng)程序和應用程序系統(tǒng)兩大部分，系統(tǒng)程序包括程序設計語言、編譯程序及操作系統(tǒng);應用程序系統(tǒng)則包括專用程序語 言及程序庫、計算機輔助設計等。

1.2機電一體化技術發(fā)展趨勢

1.2.1機電一體化產(chǎn)品的構成和種類較多，為了能有效管控產(chǎn)品的多樣性，企業(yè)需要以模塊化的方式進行生產(chǎn)，提高效率、降低生產(chǎn)成本。只有通過將產(chǎn)品個性化需求進行分類，設置更小的生產(chǎn)單元以滿足最關鍵的共性需求，再滿足差異性的需要，從而實現(xiàn)最大限度的經(jīng)濟化生產(chǎn)模式。

1.2.2網(wǎng)絡技術的發(fā)展給科學技術、工業(yè)生產(chǎn)、人們?nèi)粘Ｉ畹确矫鎺碇T多變化和方便，全球經(jīng)濟和生產(chǎn)通過網(wǎng)絡連成一片，企業(yè)間的競爭將更加激烈，機電一體化產(chǎn)品一旦研發(fā)成功，只有功能獨到、質量可靠，很快就會全球暢銷。隨著網(wǎng)絡的普及，基于網(wǎng)絡的各種遠程控制和件數(shù)技術的成熟，遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產(chǎn)品。

1.2.3智能化是21世紀機電一體化技術的一個重要發(fā)展方向，是以人工智能，運算學、計算機科學、模糊數(shù)學為指導方法，使其具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，從而實現(xiàn)高度控制的目的。

1.2.4微型化即是小型化，是當今社會發(fā)展的必然趨勢，也是一種潮流。微機電一體化產(chǎn)品體積小、能耗少、簡單靈活，在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面有著顯著的優(yōu)勢，如：納米芯片、微型機器人等。微機電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機械技術，其產(chǎn)品加工技術要求非常嚴格，一般采用光刻技術和蝕刻技術。

1.2.5綠色機電一體化設備的發(fā)展是時代的趨勢，也是人與自然和諧發(fā)展的必然產(chǎn)物，諸如：天然氣汽車、電動汽車等綠色車輛必將成為人們?nèi)粘３鲂泄ぞ叩氖走x。

1.2.6現(xiàn)代機械生產(chǎn)已不是一個人能夠完成的，而是一個系統(tǒng)化的任務，需要內(nèi)部進行分工和整合。未來的機電一體化設備將更加注重產(chǎn)品與人的關系，不同的組合和配置，可以滿足人們多樣化的需求。

2機電一體化產(chǎn)品類型和特點

2.1機電一體化產(chǎn)品

利用機電一體化技術制造出來的產(chǎn)品統(tǒng)稱為機電一體化產(chǎn)品。機電一體化產(chǎn)品多種多樣，可分為以下4種類型：①在本來機械上附加電子技術的高級控制功能，從而獲得高性能或多功能的機械產(chǎn)品，如：數(shù)控機床。②由機械構成的控制系統(tǒng)被電子裝置置換一部分而形成的新控制系統(tǒng)產(chǎn)品，如 ：傻瓜相機。③以微型計算機為主的機電一體化裝置， 如：全自動洗衣機。④完全由電子裝置構成的信息處理機構， 如：微型計算機。

2.2機電一體化產(chǎn)品特點

機電一體化產(chǎn)品在工程建筑、航空運輸、醫(yī)療衛(wèi)生、機械加工等行業(yè)中廣泛應用，可以有效提升工作效率 和產(chǎn)品精度，同時省時省力，若實現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)， 將大大降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品競爭力。“工業(yè)4.0”是德國先推出的概念，美國叫“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”，我國叫“中國制造2025”，是國家戰(zhàn)略發(fā)展的核心。工業(yè)4.0時代的產(chǎn)品和服務將借助于互聯(lián)網(wǎng)服務，通過軟件、電子及環(huán)境的結合，生產(chǎn)出全新的產(chǎn)品和服務，其自動化、網(wǎng)絡化、智能化的特點將更顯重要和突出。

3結束語

機電一體化技術是眾多學科和科學技術發(fā)展的結晶和精髓，機電一體化產(chǎn)品是社會生產(chǎn)力進步的必然產(chǎn)物。機電一體化技術與產(chǎn)品探討是一個系統(tǒng)性、復雜性的工程，雖然過程中會有曲折和困難，但前途廣闊，為更好的服務于人們的生活和工作，其勢必會任重而道遠。

參考文獻：

[1]蘇天富.電子技術發(fā)展方向[M].北京： 中國環(huán)境科學出版社，2001;

[2]徐志毅.機電一體化實用技術[M].上海科學技術文獻出版社，2004。