機電一體化技術概述及應用

倪建榮

摘要：隨著科學技術的飛速發(fā)展，機械化設備不斷的發(fā)生著變革，人工智能的技術手段提高了工作效率，解放了生產力，為人們的生活帶來方便。機電一體化就是在計算機技術不斷地發(fā)展背景下產生的，是機械和微電子技術結合的產物，現(xiàn)在社會中使用的大部分自動化生產設備都是機電一體化設備，它已經(jīng)深入了人們的生產和生活，可以說現(xiàn)代信息化生活中人們已經(jīng)離不開機電一體化設備了。

本文將從機電一體化技術的主要概念、現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢以及主要應用幾個方面來分析介紹。

關鍵詞：機電一體化;現(xiàn)狀;技術應用

1機電一體化技術的概念

現(xiàn)代科學技術的飛速發(fā)展，推動了不同科學的相互交叉與滲透，并引發(fā)了幾乎所有工程領域的技術革命與改造。而以機械技術和電子技術為主體，多學科技術交融滲透、相互結合的新興學科――機電一體化，正逐漸變成了當今學界研究的重點之一。

2機電一體化在我國的發(fā)展現(xiàn)狀：

我國是在上世紀80年代改革開放后開始進行機電一體化方面的研究，相對外國先進的發(fā)達國家來說，起步晚，發(fā)展時間短，人才短缺。目前，我國有大量的機電一體化設備的應用，雖然高精的設備主要來源還是通過進口，但是，整體來看，我國的機電一體化發(fā)展速度很快，與國外科技發(fā)達國家相比雖然有很大差距，但這種差距正在以飛快的速度縮小。

傳統(tǒng)的機器設備不僅機器落后，使用起來效率不如機電一體機高;傳統(tǒng)的手工勞作不僅需要大量的勞動力，而且還是高耗能、高污染的低技術含量機器設備，不符合可持續(xù)發(fā)展的現(xiàn)代化市場要求。但是，我國的傳統(tǒng)工業(yè)工作量大，設備多，勞動力也多，目前還不能不考慮資金、操作技術人員、原有工人安排等因素的存在，直接將原有的落后機器全部換成機電一體化的設備，這需要一個逐漸替換的過程，需要慢慢的進行結構的轉型和人才的培養(yǎng)。

3機電一體化的發(fā)展趨勢

機電一體化是機械、電子、信息等多種學科的交叉融合，它的發(fā)展和進步是科學技術發(fā)展的結果和表現(xiàn)，同時也會給相關的科學技術帶來發(fā)展。它的發(fā)展趨勢主要有：

3.1微型化

微型化是精加工技術發(fā)展的必然，也是提高工作效率的需要，機電一體化產品生產的零件尺寸小，多是人工無法完成的產品，如尺寸在1毫米以下，并向微米、納米級發(fā)展，是小型化的發(fā)展方向。

3.2環(huán)保化

過去的工業(yè)革命給人們的生活帶來了重大的變化，但同樣也給生態(tài)環(huán)境帶來了嚴重的破壞，信息革命時代，人們的思維發(fā)生了轉變，提倡保護環(huán)境和資源，機電一體化也要注意這個方向，設計出更加環(huán)保、低能耗、高效率的一體化設備和系統(tǒng)。

3.3智能化

智能化是機電一體化的主要特點，也是不斷追求的目標，技術越發(fā)達，智能化程度越高，高性能、微處理，完成人的局限內不能完成的工作為人們的生產帶來便利。

3.4網(wǎng)絡化

網(wǎng)絡技術的興起和飛速發(fā)展給科學技術、工業(yè)生產和人們的日常生活都帶來了重大的變化，基于網(wǎng)絡的各種遠程控制和監(jiān)視技術就是在這種背景下產生，并有不斷發(fā)展和完善的趨勢。

4機電一體化的應用

機電一體化應用范圍廣，工作起來效率高，在眾多的領域都可以找到它的存在，在我國，機電一體化主要有幾個方面的應用，數(shù)控車床、煤礦機械、柔性制造系統(tǒng)等。

4.1煤礦機械

煤礦機械領域是機電一體化技術廣泛使用的領域之一，煤礦機電一體化是將計算機、機器人等技術結合，我國最早的采煤機是在1992年與波蘭公司合作開發(fā)的，經(jīng)過了這些年，通過不斷地努力和合作，研發(fā)出了很多更先進的技術，使我國的電牽引煤礦電控系統(tǒng)更加的完善。

在上世紀我國開始重視機電一體化在礦井中的作用開始，國家組織人員向外國進行考察，并引進了一批最早的安全監(jiān)控系統(tǒng)，在使用的同時，技術人員通過不停的探索和發(fā)展，研究出了適合我們實際情況的安全監(jiān)控系統(tǒng)，經(jīng)過三十多年的變化，目前擁有多家可以獨立研發(fā)生產安全監(jiān)控系統(tǒng)的公司，而且這些國人自制的安全系統(tǒng)無論在穩(wěn)定性還是可靠性上都具有較大的進步，基本跟上了先進國家的水平，適合我國的國情和需要。

礦井提升機可算是機電一體化在礦井中運用最得意的一項技術，它實現(xiàn)了全數(shù)字化的提升，簡化了電氣的安裝，硬件配置簡單，零件少，兼容性高，啟動快，還能瞬間提速，軟件的控制也很方便。我國研發(fā)的提升機控制系統(tǒng)非常的方便和安全，比如變頻交流提升機，該系統(tǒng)可以使用2臺計算機裝置，這兩臺機器擁有自己獨立的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)外，它們還可以同步工作、互相檢測。

4.2數(shù)控車床

數(shù)控車床，是機械加工行業(yè)的新秀，顧名思義，它是用數(shù)字指令來實現(xiàn)機械的加工制造，經(jīng)過多年的發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)基本趨于成熟，它精度高、效率高，而且具有可復制性，按照圖紙的標準和形狀設置好指令后，可以自動精準的批量生產。過去的手工操作時期，工人根據(jù)圖紙的要求進行操作，需要憑借自己的眼睛來衡量操作的準確性，但是，人的視覺是有局限的，不能精準到最小的范圍，機電一體化卻可以精準到納米這個微小單位。

目前我國使用的數(shù)控機床大多是多個系統(tǒng)操控下共同來完成的，功能強大，結構緊湊，數(shù)控車床相比于其它普通車床來說，能夠做到精確化、智能化，動態(tài)仿真、在線診斷、模糊控制等功能，極大地的豐富了數(shù)控系統(tǒng)的功能，提高了產品的質量，更好的滿足人們的要求。數(shù)控車床主要工作對象是不銹鋼、合金、銅鐵、亞克力、塑膠等，根據(jù)不同的要求，通過鉆孔、線切割、精銃等加工成不同形狀的零件和模型。

4.3柔性制造系統(tǒng)

英文簡稱是FMS，是由統(tǒng)一的信息控制系統(tǒng)、物料儲運系統(tǒng)和一組數(shù)字控制加工設備組成，能適應加工對象變換的自動化機械制造系統(tǒng)，包括計算機、數(shù)控機床、料盤、機器人、自動搬運車、自動化倉庫等組成部分，此系統(tǒng)有三個類型：柔性制造單元、柔性制造系統(tǒng)、柔性自動生產線。它按照成組的加工對象確定工藝過程，選擇相適應的數(shù)控加工設備和工件、工具等物料的儲運系統(tǒng)，并由計算機進行控制，所以能自動調整并且實現(xiàn)一定范圍內的多種工件的成批高效生產，并能及時地改變產品以滿足市場需求。

4.4交流傳動技術

交流傳動技術一般包括兩大類：同步交流電機控制和異步交流電機控制，它具有良好的牽引和制動性，黏著力強，目前我國的動車組和磁懸浮列車幾乎都是采用的交流傳動技術，交流傳動技術之所以能快速的發(fā)展，主要原因就是交流傳動系統(tǒng)的優(yōu)越性，備受各界的好評。比如動車運行控制系統(tǒng)，它就是由地面設備、車載設備、信息傳輸設備組成，是一項將通信技術、計算機技術、控制技術為一體的機電一體化系統(tǒng)。

5結語

機電一體化技術是現(xiàn)代科學技術發(fā)展的必然結果，是人們?yōu)榱藵M足社會日益豐富的需求而不斷地對已有的技術進行變革創(chuàng)新并且使它們有機結合的一門綜合性技術。它們之間相互發(fā)展，相互促進，從而不斷地形成新的技術，并引發(fā)了幾乎所有工程領域的技術革命與改造。

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