淺析機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展

袁喆 孫艷東

摘 要：機(jī)電一體化技術(shù)是一門成熟而多樣化的技術(shù)，它融合了機(jī)械、微電子學(xué)、控制和計(jì)算機(jī)信息處理等多個(gè)學(xué)科。機(jī)電一體化技術(shù)在智能制造中具有很高的應(yīng)用價(jià)值，可以提高制造水平和生產(chǎn)效率，減少不必要的人力投入。為了更好地運(yùn)用機(jī)電一體化技術(shù)，需要進(jìn)一步研究和探討新時(shí)期的機(jī)電一體化技術(shù)的內(nèi)涵和發(fā)展方向，文章對此進(jìn)行了詳細(xì)的分析和論述。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化;技術(shù);應(yīng)用;發(fā)展

0引言

機(jī)電一體化作為一種復(fù)合技術(shù)，是機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)和信息技術(shù)相互滲透的產(chǎn)物，是機(jī)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然趨勢。機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，為工業(yè)機(jī)電設(shè)備的安全、穩(wěn)定、高效運(yùn)行提供了保障。新興的機(jī)電一體化技術(shù)，由于計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，突破了傳統(tǒng)機(jī)電一體化技術(shù)的限制。機(jī)電一體化技術(shù)作為一種工業(yè)控制技術(shù)模式，使機(jī)電一體化技術(shù)更加方便、快捷、安全、可靠。

1.機(jī)電一體化的技術(shù)

1.1 機(jī)械技術(shù)

機(jī)電一體化是由機(jī)械技術(shù)演變而來的，以機(jī)械技術(shù)為基礎(chǔ)，所不同的是，機(jī)械技術(shù)需要迎合機(jī)電一體化技術(shù)的需求，通過運(yùn)用其他高新技術(shù)，達(dá)到對概念進(jìn)行跟新的目的，優(yōu)化機(jī)械的結(jié)構(gòu)、材料和性能，從而使機(jī)械的重量和體積變小、剛度與精度提高、性能得到改善。

1.2 計(jì)算機(jī)信息處理技術(shù)

計(jì)算機(jī)信息處理技術(shù)主要包括信息交換、存取、運(yùn)算、判斷與決策、人工智能技術(shù)、專家系統(tǒng)技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。

1.3 系統(tǒng)技術(shù)

機(jī)電一體化所包含的技術(shù)非常復(fù)雜多樣，為使這些技術(shù)相互作用，形成一個(gè)有機(jī)的整體，系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用必不可少。通過運(yùn)用系統(tǒng)技術(shù)，用整體概念進(jìn)行各種相關(guān)技術(shù)的組織，并且科學(xué)合理的應(yīng)用各種相關(guān)技術(shù)。系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用，避免了走入片面性的誤區(qū)，從全局角度縱觀整個(gè)系統(tǒng)，根據(jù)功能的不同，將整個(gè)系統(tǒng)劃分為相互聯(lián)系的、具有各自功能的若干個(gè)單元。為了確保系統(tǒng)各部分有機(jī)連接，系統(tǒng)技術(shù)中的接口技術(shù)是一個(gè)十分重要的因素。

1.4 自動(dòng)控制技術(shù)

自動(dòng)控制技術(shù)源于控制理論，是控制理論的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用，具有很廣闊的范疇。因此，自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，都必須在控制理論的指導(dǎo)下進(jìn)行。自動(dòng)控制技術(shù)的物質(zhì)體現(xiàn)即自動(dòng)控制系統(tǒng)，通過自動(dòng)控制系統(tǒng)來進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)后需要進(jìn)行系統(tǒng)仿真和現(xiàn)場調(diào)試，最終完成所要求的控制任務(wù)，確保某個(gè)進(jìn)程依照設(shè)定的預(yù)想進(jìn)行，或者是達(dá)到某個(gè)特定的目的。

1.5 傳感檢測技術(shù)

傳感檢測技術(shù)的功能是檢測和接受外部信號，然后傳遞給系統(tǒng)的，類似于人類的感覺器官，通過運(yùn)用傳感檢測技術(shù)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)控制和自動(dòng)調(diào)節(jié)。

1.6 伺服傳動(dòng)技術(shù)

伺服傳動(dòng)技術(shù)包括多種多樣、類型不一的傳動(dòng)裝置，其中以電動(dòng)伺服、氣動(dòng)伺服和液壓伺服最為常見。伺服系統(tǒng)作為轉(zhuǎn)換裝置，可以實(shí)現(xiàn)從電信號到機(jī)械動(dòng)作的轉(zhuǎn)換。近年來，伺服傳動(dòng)技術(shù)發(fā)展十分迅速，對提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能、控制質(zhì)量和功能起到了決定性的推動(dòng)作用。

2.機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展趨勢與應(yīng)用

2.1 智能化

未來的機(jī)電一體化技術(shù)，將更加朝著智能化的方向發(fā)展，這是必然的，是時(shí)代發(fā)展的大趨勢。通過機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床的智能化就可以看出，人工智能越來越被廣泛的應(yīng)用于機(jī)電一體化體系中。人工智能的應(yīng)用，使機(jī)電產(chǎn)品不再是簡單的機(jī)械，而是具有了自己的職能，它可以模擬人的邏輯方式進(jìn)行思考，進(jìn)行推理判斷和自主決策。隨著科技的進(jìn)步，各種高新技術(shù)被應(yīng)用到生產(chǎn)中，相應(yīng)的，制造自動(dòng)化程度也得以提高。

2.2 模塊化

機(jī)械、電子和軟件，這三部分的有機(jī)結(jié)合就構(gòu)成了機(jī)電一體化的產(chǎn)品和技術(shù)。而這三部分之間，又存在著一個(gè)共同的技術(shù)，即模塊化技術(shù)。目前，模塊化技術(shù)已經(jīng)有了很大的發(fā)展，通過運(yùn)用模塊化技術(shù)，可以提高不同產(chǎn)品間的零部件通用化程度，便于對產(chǎn)品的裝配、維修和擴(kuò)展，從而有效減少產(chǎn)品的設(shè)計(jì)成本和制造成本。電氣產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化所帶來的成效無疑顯著的，意義深遠(yuǎn)。由此，更加可以清楚地看到機(jī)械工業(yè)發(fā)展的必然趨勢，即以機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)的有機(jī)結(jié)合為主體的機(jī)電一體化技術(shù)是未來的發(fā)展方向，而規(guī)模化將成為機(jī)電一體化企業(yè)快速健康發(fā)展的前提。

2.3 網(wǎng)絡(luò)化

電子技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展深刻地影響科學(xué)技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)、政治、軍事、教育及日常生活等多個(gè)方面，掀起了驚人的變革，機(jī)電一體化產(chǎn)品也不例外，正在向著網(wǎng)絡(luò)化的方向前進(jìn)。

2.4 微型化

微型化指的是機(jī)電一體化向微型機(jī)器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢。微機(jī)電一體化產(chǎn)品體積小 、耗能少、運(yùn)動(dòng)靈活，在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢。

2.5 數(shù)字化

控制器及其發(fā)展奠定了機(jī)電產(chǎn)品數(shù)字化的基礎(chǔ)，而計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的迅速崛起，為數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造鋪平了道路。數(shù)字化要求機(jī)電一體化產(chǎn)品的軟件具有高可靠性、易操作性、可維護(hù)性、自診斷能力以及友好人機(jī)界面。

2.7 光機(jī)電一體化

在機(jī)電一體化技術(shù)的基礎(chǔ)上，引進(jìn)光學(xué)技術(shù)，促進(jìn)光電技術(shù)和一體化技術(shù)的發(fā)展。作為一項(xiàng)高科技的技術(shù)，光學(xué)技術(shù)有著其他技術(shù)所不具備的自身優(yōu)勢，通過運(yùn)用光學(xué)技術(shù)，可以對機(jī)電一體化系統(tǒng)的傳感系統(tǒng)、能源系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng)進(jìn)行有效的改進(jìn)。因此，不難看出，光機(jī)電一體化促進(jìn)機(jī)電產(chǎn)品和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素。

3.結(jié)束語

機(jī)電一體化的出現(xiàn)是時(shí)代發(fā)展的必然，各種技術(shù)打破了各自獨(dú)立的局面，相互作用、相互滲透，并且不斷衍生出許多新技術(shù)，極大地推動(dòng)國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，對于企業(yè)的技術(shù)改造也起到了促進(jìn)作用，同時(shí)，還加快了電子產(chǎn)品的更新?lián)Q代的速度。機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用，不僅提高了機(jī)電產(chǎn)品的功能和質(zhì)量，還推動(dòng)了工業(yè)的發(fā)展，增強(qiáng)國家的經(jīng)濟(jì)水平和綜合國力。

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