機電一體化技術的應用和思考

范江虎

摘 要：隨著我國的快速發展，機電一體化技術得到了廣泛運用。它是一門將微電子技術、信息技術、計算機技術、機械技術以及其他技術相互融合、相互交叉的學科，具有提高產品的質量、性能和制造水平的優點。對機電一體化技術的概要和優點進行了闡述，并在此基礎上討論了其應用和發展，以期促進機電一體化的應用。

關鍵詞：機電一體化技術；自動控制技術；自動化程度；分布控制系統

中圖分類號：TH162 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.12.145

在我國，隨著科學技術的不斷發展，我國已經進入了“機電一體化”時代。因此，各個學科之間開始相互滲透、相互聯系、相互交叉，從而加快了我國工程的改革進程。在機械工程這一行業中，機電一體化技術隨著計算機技術和微電子技術的發展得到了明顯的完善和提高，從而對機械工程的技術結構、產品機構、功能、管理體系和生產方式等產生了重要的影響。因此，加快對機電一體化應用的探析具有十分重要的現實意義。

1 機電一體化的概要和優點

1.1 機電一體化的概要

機電一體化從發展之初到現在，已經形成了具有自身特點的一門新型學科。隨著我國科學技術的發展和進步，機電一體化的內容得到了豐富。根據其特征可以將機電一體化概括為：站在系統的觀點上看，機電一體化綜合運用了各種技術，利用信息技術、微電子技術、機械技術、電力電子技術、接口技術、軟件編程技術和自動控制技術等，并根據系統的優化目標和功能目標，對各個布局和各個功能進行合理配置。因此，在高質量、高安全、多功能和低消耗的基礎上實現其功能，可使得整個系統工程技術達到最優化。

1.2 機電一體化的優點

機電一體化的優點主要包括以下5個方面：①安全性高。機電一體化具有監督、診斷、報警和保護等多種功能，一旦遇到故障，則會自動采取保護措施，從而減少事故的發生，提高設備的安全性。②使用性能強。機電一體化可對操作動作進行全部重復，同時，還可以自動化地采用最佳工作程序，從而優化操作。③生產能力強。由于機電一體化的自動化程度較高，因此，提高了機電一體化產品的生產能力。④適用范圍廣。由于機電一體化產品具有智能化和自動化等各種功能，適用于各種領域和場合，同時，還能滿足用戶的不同要求。⑤維護便捷。對于工作中出現的任何故障，機電一體化都能進行自動檢查、監視，并采取相應的解決措施，從而降低工作人員的維護工作量。

2 機電一體化的應用領域

2.1 工業機器人

在第一代機器人中，機器人只能根據內容進行重復的簡單動作，對于不同的作業對象和工作環境，無法達到令人滿意的效果；第二代機器人具備了傳感元件，對作業對象和工作環境能進行反饋動作，但智能化程度較低；第三代機器人具有各種各樣的感知能力，能很好地判斷和處理各種問題，且能在不同的工作環境中作業。

2.2 數控機床

數控機床經過幾十年的發展，在操作、結構、控制和功能等方面都有了明顯的提高。由于數控機床采用開放性設計，因此，能最大程度地提高用戶效益。為了實現車間編程技術和二維、三維加工過程的動態模仿，系統一般都具有模糊控制和在線診斷等功能。目前，1臺機床可以同時控制多臺機床，完成多個獨立加工的任務。

2.3 分部控制系統

由于1臺中央計算機可對不同的計算機進行監控和指揮，即分布控制系統，所以，在生產過程中，計算機都能完成監視、管理、控制和操作等任務。隨著我國科學技術的不斷發展，分布控制系統的功能得到了提高，除了能對生產過程進行全程監督控制外，還能成為集測、管、控于一體的綜合性系統。此外，該系統還具有保護功能，從而提高了系統的安全性和可靠性。

3 機電一體化的發展趨勢

機電一體化主要向著以下4個方向發展：①高性能化。為了滿足我國快速發展的需求，機電一體化需要以高精度、高速度、高可靠和高效率等為標準的高性能化為發展趨勢。②微型化。機電一體化的微型化在軍事、信息和醫療等方面起著重要的作用，具有低消耗、小體積和靈活性高等優點，能順利完成各種任務。③智能化。雖然機電一體化無法具有與人完全相同的智能水平，但可使機電一體化擁有部分人類的智能或高級智能。④環保化。隨著我國社會的發展，發展與生態之間的矛盾越來越突出，保護環境、降低資源消耗、提高資源利用率已經引起了人們的廣泛重視，因此，機電一體化需要向著環保化的方向發展。

4 結束語

隨著我國社會的快速發展，機電一體化技術將會在機械工業領域中發揮越來越重要的作用，為我國帶來更多的社會效益和經濟效益。機電一體化技術將各種先進的技術融合、交叉，不僅能提高生產能力，還會成為機械工業領域的發展趨勢，從而使機電一體化技術具有了更廣闊的發展前景。

參考文獻

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〔編輯：張思楠〕