淺談機電一體化技術(shù)發(fā)展

楊軍濤（鄭州電纜技工學(xué)校,鄭州450000）

淺談機電一體化技術(shù)發(fā)展

楊軍濤
（鄭州電纜技工學(xué)校,鄭州450000）

經(jīng)濟的發(fā)展，社會的進(jìn)步，機電行業(yè)的發(fā)展速度越來越快，其中幾點一體化技術(shù)開始成為我國經(jīng)濟發(fā)展當(dāng)中最重要的一項技術(shù)之一。機電一體化技術(shù)獲得了大力的宣傳和推廣，在如今的人們生活領(lǐng)域當(dāng)中獲得了比較廣泛的應(yīng)用。這項技術(shù)通過結(jié)合計算機通信網(wǎng)絡(luò)直接突破了以往機電技術(shù)在時間以及地域方面的有效限制，促使機電一體化的發(fā)展在空間和范圍方面也獲得了方便、快捷和可靠的技術(shù)運用發(fā)展模式。本文主要針對機電一體化技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行淺析，并對此進(jìn)行討論以供參考。

機電一體化技術(shù)；發(fā)展趨勢；信息技術(shù)

0　引言

機電一體化的發(fā)展概念源自于日本，因此機電一體化的技術(shù)發(fā)展歷經(jīng)了非常漫長的發(fā)展周期，而且這項技術(shù)的發(fā)展也隨著當(dāng)代計算機技術(shù)發(fā)展水平的提升而不斷的提高，從而形成了大規(guī)模的成熟集成電路技術(shù)，如今機電一體化技術(shù)更是開拓出了更加寬廣的發(fā)展應(yīng)用方向和領(lǐng)域。比如在機械工程的領(lǐng)域當(dāng)中，機電一體化技術(shù)的發(fā)展正在不斷的改進(jìn)和完善，最終促進(jìn)了我國機械工業(yè)發(fā)展水平的提升[1]。機電一體化技術(shù)是一項綜合性非常強的技術(shù)，必須要在傳統(tǒng)的技術(shù)層面上加入更多現(xiàn)代化的先進(jìn)技術(shù)元素來來對其進(jìn)行創(chuàng)新和改革，并以此來促進(jìn)其發(fā)展的方向和水平。

1　機電一體化概述

機電一體化技術(shù)是非常科學(xué)的機械工程領(lǐng)域概念，這項技術(shù)主要是由信息技術(shù)、微電子技術(shù)以及計算機技術(shù)、機械制造技術(shù)和其他方面的多種組合而成。如今對于機電一體化技術(shù)方面的科學(xué)定義主要是在對工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)、設(shè)計以及制造和研發(fā)方面，同時還在機械工程以及智能電子計算機技術(shù)等多方面的過程來進(jìn)行整體全面的協(xié)同控制技術(shù)。機電一體化的形成和發(fā)展直接推動了我國現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展水平和發(fā)展質(zhì)量。最終促使機電一體化技術(shù)在世界范圍當(dāng)中獲得不斷的深入應(yīng)用和拓展，導(dǎo)致世界工業(yè)現(xiàn)代化、機械化的發(fā)展，同時機電一體化也在現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的過程當(dāng)中扮演著越來越重要的角色。

2　機電一體化技術(shù)的特點

機電一體化技術(shù)的特點主要體現(xiàn)在機電一體化的產(chǎn)品以及產(chǎn)品所具有的優(yōu)越性這兩個方面：

（1）機電一體化技術(shù)產(chǎn)品的功能主要是通過其內(nèi)部相應(yīng)的組成部分互相之間的協(xié)調(diào)作用而實現(xiàn)的，而從機電一體化產(chǎn)品本身的結(jié)構(gòu)來看，其本身具有自動化、智能化以及多功能化的特點，其中多功能化的實現(xiàn)主要依靠機電一體化產(chǎn)品本身所具有的幾項主要功能，這幾項功能分別為檢測功能、動力功能以及主功能，還有控制功能和執(zhí)行功能等，這些功能本身的構(gòu)成部分和相應(yīng)的技術(shù)結(jié)合直接組合長了機電一體化產(chǎn)品的功能系統(tǒng)[2]。

（2）機電一體化產(chǎn)品具有一定的優(yōu)越性，和傳統(tǒng)的機電產(chǎn)品相比較機電一體化產(chǎn)品具有自動監(jiān)視、診斷、報警以及保護(hù)的功能，能夠是加以使用的過程當(dāng)中實現(xiàn)最優(yōu)化的自動操作，而且其所具有的復(fù)合功能也具有更加廣泛的使用面，能夠自動的對相應(yīng)的工作采取一定的解決措施，以此來保證工作的正常有序的進(jìn)行。

3　機電一體化技術(shù)的應(yīng)用情況

3.1 工業(yè)機器人的開發(fā)和利用

工業(yè)機器人的出現(xiàn)有效的替代了人類的勞動，特別是在那種輻射強、噪音污染嚴(yán)重、有害氣體濃密的工作場合當(dāng)中，工業(yè)機器人更一個非常理想的選擇對象。工業(yè)機器人的形成和發(fā)展主要歷經(jīng)了三代主要時期，第一代機器人被研制出來時，因為智能化的水平不高，所以只能給通過一些簡單的預(yù)設(shè)程序來做出一個非常簡單的重復(fù)動作，所以很難勝任一些相對復(fù)雜的崗位和環(huán)境。但是隨著科技的不斷發(fā)展，第二代的機器人能夠通過內(nèi)部各種傳感器的使用來實現(xiàn)對周圍環(huán)境信息的獲取、分析和處理等工作，并將這類信息反饋給動作單元以此來做出相應(yīng)的動作，雖然第二代機器人所具有的智能化水平依然比較低，但是卻已經(jīng)能夠在一些比較特定的領(lǐng)域當(dāng)中成功的獲得應(yīng)用。而且和如今相對比較成熟的機電一體化技術(shù)發(fā)展的如今，第三代機器人在智能方面的程度獲得了大幅度的提升，而且可以通過一些比較強大的傳感原件來進(jìn)行信息數(shù)據(jù)的手機，并以此啦根據(jù)實際的情況來分析出類似于人腦的判斷能力，能夠有效的適應(yīng)多種不同的工作環(huán)境。唯一的缺點是這類機器人的成本太高，所以極大了限制了實際的推廣和利用[3]。

3.2 應(yīng)用于數(shù)控機床

數(shù)控機床的應(yīng)用是機電一體化成功應(yīng)用的典范，數(shù)控機床在經(jīng)過多年的研究和發(fā)展滯后，所實現(xiàn)的精度控制程度越來越高，而且所具有的功能也是更加的豐富，真正操作起來極為方便，整體的結(jié)構(gòu)構(gòu)架非常的合理，其結(jié)果的發(fā)展方向直接向著模塊化以及總線式，還有緊湊型的方向發(fā)展，而且一般采用的是許多cpu和主總線的結(jié)構(gòu)體系。因此，在數(shù)控機床當(dāng)中采用相應(yīng)的開放性設(shè)計理念，能夠有效的提升系統(tǒng)本身所具有的兼容性和層次感，這樣對于用戶方面的編程、改裝和升級工作來說將變得極為方便。同時，因為模塊化的設(shè)計促使系統(tǒng)能夠通過相應(yīng)的模塊之間的組合關(guān)系來實現(xiàn)其豐富多樣的功能系統(tǒng)，從而促使控制系統(tǒng)的操作過程能夠變得更加的簡單便捷，最終實現(xiàn)一臺機床即可同時操控多個獨立任務(wù)，大大提升了工作的效率。

3.3 應(yīng)用于分布式控制系統(tǒng)

分布式控制系統(tǒng)主要是相比那些集中式的控制系統(tǒng)來說的，主要是通過其中的一臺中央計算機來對那臺主要負(fù)責(zé)現(xiàn)場測控的多臺計算機進(jìn)行指揮和控制。而且也由于其本身具有非常強大的安全性和功能性，因此就很容易促使其真正成為當(dāng)前一些比較大型的機電一體化系統(tǒng)當(dāng)中的主流技術(shù)。所以就必須要結(jié)合實際情況來進(jìn)行分布式的系統(tǒng)控制工作，并通過層級的劃分來實施兩到三級，甚至是多級的劃分，再根據(jù)中央計算機所完成的對現(xiàn)場的實時監(jiān)控、控制以及管理等操作。分布式控制系統(tǒng)也隨著測控技術(shù)的不斷發(fā)展和創(chuàng)新而不斷的進(jìn)步和變革，同時在生產(chǎn)過程當(dāng)中也能夠切實實現(xiàn)實時的調(diào)度和處理以及在線的優(yōu)化、生產(chǎn)計劃的統(tǒng)一管理等多種功能于一體的綜合性系統(tǒng)。

4　機電一體化的發(fā)展趨勢

4.1 人格化方向發(fā)展

人格化是機電一體化發(fā)展的重要方向，機電一體化人格化的發(fā)展主要是指機電一體化系統(tǒng)能夠有效的模仿人類的生命機能，而且這整個過程當(dāng)中非常的注重人和產(chǎn)品之間的聯(lián)系，因此是一種比較適合人類操作和使用的機電一體化的產(chǎn)，和人之間具有一種共性的存在。同時也由于機電一體化產(chǎn)品的最終操作使用者還是人，因此其形成和產(chǎn)出的主要目的也是為了能夠有效的完成人類所需要完成的目標(biāo)和任務(wù)，所以提升機電一體化產(chǎn)品的智能化的過程，其實也就是以人的情感融入其中，從而真正實現(xiàn)機電一體化人格化的發(fā)展趨勢。

4.2 智能化的發(fā)展方向

機電一體化技術(shù)所要追求的終極目標(biāo)還是為了能夠賦予機械產(chǎn)品具有相應(yīng)的智能，因此近年來，對于機電一體化技術(shù)當(dāng)中的模糊邏輯系統(tǒng)和專家系統(tǒng)方面的研究已經(jīng)取得了非常顯著的成功。就比如在一些人工智能系統(tǒng)當(dāng)中，很多模糊的邏輯系統(tǒng)都統(tǒng)一采用的是對人思維方式的模仿，同時展示那些不夠精確的信息，這項操作的實現(xiàn)已經(jīng)在機械制造的領(lǐng)域當(dāng)中受到極為廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。模糊邏輯系統(tǒng)主要被應(yīng)用在地鐵系統(tǒng)當(dāng)中，在地鐵當(dāng)中采用此類系統(tǒng)，主要是為了保證乘客們不再出現(xiàn)由于慣性而產(chǎn)生的前仰后翻的情況[4]。而專家系統(tǒng)則主要是針對一些問題不解的智能軟件系統(tǒng)來進(jìn)行，這樣就能夠在某一個專業(yè)的領(lǐng)域當(dāng)中將某些相關(guān)的經(jīng)驗和知識通過計算機能夠識別出的代碼的形式來表現(xiàn)，再利用專家系統(tǒng)來進(jìn)行推理和控制。

4.3 微型化方向發(fā)展

為了能夠?qū)崿F(xiàn)機電一體化產(chǎn)品的微型化發(fā)展，以此來制造出更多具有微型化性質(zhì)的機電一體化產(chǎn)品，這都是未來發(fā)展的主要趨勢之一。機電一體化技術(shù)經(jīng)過多年的發(fā)展里，如今在這方面的已經(jīng)取得了一些客觀的研究成果，然而這其中與之相關(guān)的產(chǎn)品體量仍然比較大。因此，這對機電一體化產(chǎn)品的發(fā)展方向來說，其發(fā)展趨勢必將是一些尺寸不過1立方厘米的機電一體化的產(chǎn)品，這類產(chǎn)品通常都將生產(chǎn)的重點偏向于微米級和納米級的發(fā)展方向靠攏。正是由于微機型的機電一體化產(chǎn)品所具有的體積普遍較小，因此其所要消耗的能源也相對較少，真正運用起來必然將十分的靈活，因此就可以利用這個特點真正的進(jìn)入到很多機械都無法進(jìn)入到的微型空間當(dāng)中，這就非常方便于精細(xì)化的操作過程，而這這種微機型的產(chǎn)品在生物醫(yī)療、軍事以及信息等多個方面都有著非常獨特的發(fā)展優(yōu)勢。

5　結(jié)語

綜上所述，機電一體化技術(shù)的形成和發(fā)展，有效的改變了工業(yè)社會方面的發(fā)展情況，同時隨著經(jīng)濟的發(fā)展，社會的進(jìn)步，機械行業(yè)當(dāng)中的科技水平也在不但的提高，機電一體化技術(shù)開始廣泛的應(yīng)用到各個領(lǐng)域當(dāng)中，因此未來的機電一體化技術(shù)的發(fā)展具有非常廣闊的發(fā)展空間。

[1]左亮.淺析機電一體化的實際應(yīng)用[J].黑龍江交通科技,2014(03).

[2]朱柏龍,徐曉娜.談機電一體化系統(tǒng)的仿真發(fā)展趨勢[J].科技致富向?qū)?2014(17).

[3]陳雷,王力豐.機電一體化技術(shù)在現(xiàn)代武器裝備中的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2013(32).

[4]王雨.淺析煤礦機電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢[J].科技資訊,2013(34).