關(guān)于機電一體化技術(shù)的應用及其發(fā)展趨勢的探討

劉曉風 付 盼 郭瑞娟 戚凌超

(新疆石河子職業(yè)技術(shù)學院，新疆 石河子 832000)

1 機電一體化核心技術(shù)

機電一體化的核心技術(shù)涉及4個方面的內(nèi)容，一是驅(qū)動與信息處理，借助電機、控制專用組件與電子傳感器三者之間的有機結(jié)合，提升信息處理速度及設(shè)備運行的可靠性。二是傳感技術(shù)，利用光纖電纜傳感器實施非接觸型檢測。三是機械本體技術(shù)，提升及機械精度與性能，應用非金屬復合材料降低機械本體質(zhì)量，以此縮小機械設(shè)備驅(qū)動系統(tǒng)體系，并提高機械使用效率。四是加強軟件與硬件的協(xié)調(diào)性，構(gòu)建標準程序化及軟件程序模塊化的計算機軟件技術(shù)。

2 機電一體化技術(shù)應用

2.1 工業(yè)機器人

近年來，現(xiàn)代化工業(yè)制造中人工成本持續(xù)增加，而工業(yè)機器人的成本費用呈現(xiàn)出下降的趨勢，這就擴大了工業(yè)機器人在工業(yè)生產(chǎn)制造中的應用范圍。在計算機技術(shù)與電子技術(shù)快速發(fā)展的作用下，當前工業(yè)生產(chǎn)制造中應用的工業(yè)機器人越來越智能化，這些智能機器人既擁有比較復雜的邏輯運算能力，又具備一定的感知力。除此之外，智能工業(yè)機器人具備超高的獨立性且環(huán)境適應能力極強，對于工業(yè)生產(chǎn)制造具有一定的促進作用。

2.2 柔性制造系統(tǒng)

將計算一體化技術(shù)應用于柔性制造系統(tǒng)運行中，系統(tǒng)可實現(xiàn)根據(jù)工業(yè)生產(chǎn)制造企業(yè)的產(chǎn)量需求自動調(diào)節(jié)生產(chǎn)參數(shù)。柔性制造系統(tǒng)更加適用于生產(chǎn)數(shù)量較少、品種豐富，并且需要多次頻繁更改零部件的產(chǎn)品生產(chǎn)制造過程中。

2.3 計算機集成與制造系統(tǒng)

在計算機集成與制造系統(tǒng)中應用極端集體化技術(shù)，可實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息與系統(tǒng)的全方位動態(tài)化及最優(yōu)化控制，以此突破當前工業(yè)生產(chǎn)制造企業(yè)各個部門之間的接線，促進不同部門之間的溝通合作，從規(guī)劃設(shè)計、開發(fā)研究到生產(chǎn)試驗、經(jīng)營管理及產(chǎn)品生產(chǎn)的全過程，進而形成一個有機的整體。機電一體化的應用加快了各部門間信息傳遞的速度，并加強了企業(yè)各項資源的優(yōu)化配置，從而充分發(fā)揮工業(yè)企業(yè)所有生產(chǎn)要素的潛能。

2.4 數(shù)控機床

在多年來的長期實踐中，機電一體化技術(shù)得以全面發(fā)展，在數(shù)控機床中應用機電一體化技術(shù)，不僅增強了機床的操控精度、功能，還優(yōu)化了數(shù)控機床的構(gòu)造。在實現(xiàn)緊湊型總線式數(shù)控機場構(gòu)造基礎(chǔ)上，還形成了機床的模塊化建設(shè)。運用開放性設(shè)計強化數(shù)控機床的功能特定，很大程度上提升了數(shù)控機床的智能化程度。這樣極大地突出數(shù)控機床的實踐操作性，還增強了機床的精準度，為機械產(chǎn)產(chǎn)品生產(chǎn)制造提供了強大的技術(shù)支持。

3 機電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢

3.1 高性能化

隨著時代進步與科技水平的提升，工業(yè)生產(chǎn)制造也進行進一步的深化，同時對于工業(yè)產(chǎn)品、機械生產(chǎn)制造等的效率、精準度及速度提出了更高層次的要求，基于此，機電一體化技術(shù)也必將朝著高性能化的方向發(fā)展。

3.2 微型化

當前所有高新技術(shù)都呈現(xiàn)出微型化發(fā)展趨勢，機電一體化技術(shù)也應當緊隨時代潮流。在近20年的機電一體化極技術(shù)發(fā)展進程中，相關(guān)技術(shù)研究人員在微型化方面已經(jīng)取得了一定的發(fā)展成果，但是先現(xiàn)階段的機電產(chǎn)品的體量比較大。在未來技術(shù)發(fā)展進程中，運用該技術(shù)生產(chǎn)加工出低耗能、體積小且運輸靈活的微型產(chǎn)品，著重凸顯機電一體化技術(shù)在軍事、信息以及衛(wèi)生醫(yī)療等方面的優(yōu)勢。以此為基礎(chǔ)，大力朝著微米級、納米級機電一體化發(fā)展，重點突出其精細化操作功能。

3.3 智能化

現(xiàn)階段，大多數(shù)公工業(yè)機器人都已經(jīng)達到相對較高的智能化水平，在未來科技進一步深化的作用下，機電一體化技術(shù)應當實現(xiàn)工業(yè)機器人與數(shù)控機床高度智能化發(fā)展，將機床的進度及可操作性提升到更高的層次。比如人工智能系統(tǒng)中，利用模仿人類思維方式構(gòu)建模糊邏輯系統(tǒng)，將其應用于地鐵啟動與停車環(huán)節(jié)中，借助模糊控制系統(tǒng)控制地鐵的慣性，避免乘坐地鐵的乘客在慣性作用下出現(xiàn)前仰后合的情況，以此提升乘客出行的安全性。

3.4 網(wǎng)絡(luò)化

未來機電一體化技術(shù)與計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的融合會更加密切，借助計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)構(gòu)成完整的工業(yè)生產(chǎn)制造體系，極大程度上減輕工業(yè)制造工人的工作負擔，進一步提升工業(yè)生產(chǎn)的效率，從而推動機電一體化技術(shù)與工業(yè)生產(chǎn)制造的友好又快發(fā)展。

3.5 人格化

人格化是未來機電一體化技術(shù)發(fā)展的重要方向，所謂的人格化機電一體化是指系統(tǒng)可模仿人類的生命集體，同時還應重點關(guān)注產(chǎn)品與人的關(guān)系，使研發(fā)生產(chǎn)出的機電一體化產(chǎn)品更好滿足人們使用的實際需求，發(fā)揮機電一體化產(chǎn)品的優(yōu)勢，更好地服務于人類的生產(chǎn)生活。加快機電一體化產(chǎn)品的智能化，將人文情感因素融入到機電一體化產(chǎn)品研發(fā)生產(chǎn)過程中，全面賦予產(chǎn)品人格化是未來機電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢。

3.6 綠色化

在機電一體化技術(shù)廣泛應用的前提下，可有效降低自然環(huán)境壓力，例如在工業(yè)產(chǎn)品制造生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，利用現(xiàn)代化機電一體化技術(shù)手段，盡可能降低工業(yè)污染物、廢棄物的排放量，以此實現(xiàn)現(xiàn)代化經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。因此，綠色化機電一體化技術(shù)該技術(shù)未來發(fā)展的必然趨勢，運用綠色化機電一體化技術(shù)真正做到節(jié)能減排、低碳建設(shè)。

4 結(jié)語

綜上所述，機電一體化技術(shù)被廣泛應用于工業(yè)機器人、柔性制造系統(tǒng)、計算機集成與制造系統(tǒng)與數(shù)控機床等方面，高性能化、微型化、智能化、人格化、綠色化與網(wǎng)絡(luò)化是該技術(shù)未來的發(fā)展方向，以此促進工業(yè)生產(chǎn)與機械制造的優(yōu)化發(fā)展。