淺析機電一體化的發(fā)展及應(yīng)用

田春德

摘 要：隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，尤其是信息技術(shù)和計算機技術(shù)和機械工業(yè)的迅猛發(fā)展，使機械工業(yè)的產(chǎn)品在生產(chǎn)方式發(fā)生了巨大的變化。機電一體化更是將來機電工業(yè)發(fā)展的一種趨勢。文章主要論述了機電一體化的發(fā)展過程，并探討了機電一體化的應(yīng)用，在文章的最后論述了機電一體化發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：機電一體化；發(fā)展過程；應(yīng)用；發(fā)展趨勢

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷改革和創(chuàng)新，機電一體化技術(shù)的發(fā)展速度也是十分驚人的，以及在眾多領(lǐng)域中都已經(jīng)開始了廣泛的應(yīng)用。機電一體化技術(shù)主要是從控制的整體角度出發(fā)，針對系統(tǒng)中的任何一個環(huán)節(jié)進(jìn)行改進(jìn)，同時又結(jié)合了眾多技術(shù)手段，如自動控制技術(shù)、計算機通信技術(shù)、微電子技術(shù)等，并通過整合這些技術(shù)來實現(xiàn)機電控制的智能化和一體化。而且在機電一體化進(jìn)程中，可以針對某一個或是多個問題進(jìn)行技術(shù)的合理分配，或是技術(shù)上的改進(jìn)，以逐步確保系統(tǒng)中每一項技術(shù)的應(yīng)用都能夠發(fā)揮到最大值，這樣也可以逐步對系統(tǒng)的可靠性和能源消耗等方面進(jìn)行改進(jìn)，進(jìn)而提高機電系統(tǒng)的整體運作性能，使整個機電系統(tǒng)得到充分的優(yōu)化，最終全面實現(xiàn)機電控制的一體化。

1 機電一體化的發(fā)展過程

目前，人們普遍將機電一體化的發(fā)展概括為三個階段：一是二十世紀(jì)六十年代之前；在這之前人們開始將電子技術(shù)應(yīng)用到機械產(chǎn)品上，尤其是隨著二戰(zhàn)的爆發(fā)，加快了電子技術(shù)和機械產(chǎn)品的結(jié)合速度。隨后這些技術(shù)逐漸在人們的生活中得到應(yīng)用，也極大的促進(jìn)了經(jīng)濟的發(fā)展。但是，由于電子技術(shù)并不成熟，在很大程度上限制了機電結(jié)合技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展。二是二十世紀(jì)七十年代至八十年代之間；在該時期內(nèi)是機電一體化技術(shù)發(fā)展的一個鼎盛時期，尤其是伴隨著計算機技術(shù)、通信技術(shù)等技術(shù)的快速發(fā)展以及應(yīng)用，以及集成電路的規(guī)?；?、微型計算機的發(fā)展，這些技術(shù)的產(chǎn)生都為機電一體化技術(shù)的發(fā)展打下了堅實的基礎(chǔ)。而且，機電一體化也受到了很多國家的關(guān)注，發(fā)展十分迅速。三是九十年代后期；隨著計算機技術(shù)等相關(guān)技術(shù)的成熟和在機電控制中的應(yīng)用，機電一體化技術(shù)已經(jīng)開始向著智能化的方向發(fā)展。在這一時期，伴隨著機電一體化技術(shù)體系的不斷研究和完善，在很多領(lǐng)域都已經(jīng)實現(xiàn)了機電一體化，而且光機電一體化技術(shù)的出現(xiàn)和應(yīng)用也豐富了機電一體化系統(tǒng)。

我國研究機電一體化技術(shù)的時間相對較晚，是從二十世紀(jì)八十年代開始的，在經(jīng)過了幾代人的共同努力，取得了較為滿意的成果，而且在促進(jìn)我國經(jīng)濟發(fā)展方面也做出了巨大貢獻(xiàn)。但是，我國現(xiàn)階段機電一體化技術(shù)發(fā)展仍然存在以下幾點問題：首先，機電一體化的基礎(chǔ)理論研究方面，科研力量不足，自主研發(fā)能力較差。尤其是在一些重要的機電技術(shù)領(lǐng)域的研發(fā)，和發(fā)達(dá)國家相比存在很大的差距。其次，沒有充分體現(xiàn)出一些科技含高的技術(shù)產(chǎn)品，對我國經(jīng)濟發(fā)展的推動作用并不明顯。最后，機電一體化產(chǎn)品的質(zhì)量和設(shè)計水平還需要不斷的提高。針對這三點問題，需要在今后的工作上有針對性的進(jìn)行改進(jìn)，促進(jìn)機電一體化技術(shù)的健康穩(wěn)步發(fā)展。

2 機電一體化的應(yīng)用

隨著機電一體化技術(shù)的發(fā)展，以及社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，機電一體化技術(shù)在眾多領(lǐng)域都有了廣泛的應(yīng)用。

2.1 自動機與自動生產(chǎn)線

自動機和自動生產(chǎn)線的出現(xiàn)和在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用，極大程度的提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本。目前，我國的很多生產(chǎn)過程都是自動化生產(chǎn)。例如，藥品生產(chǎn)、食品加工中的包裝等等。根據(jù)實際生產(chǎn)的需要，通過計算機編程等技術(shù)，設(shè)定相應(yīng)的程序，實現(xiàn)機械設(shè)備的自動化運作。自動化生產(chǎn)線的建設(shè)不僅起到了提升機電一體化控制水平的作用，也促進(jìn)了機電一體化技術(shù)的發(fā)展。

2.2在微型機電化中的應(yīng)用

當(dāng)前，利用半導(dǎo)體蝕刻技術(shù)，已經(jīng)制造出亞微米級的機械元件，如果能夠?qū)⑦@一技術(shù)應(yīng)用到實際產(chǎn)品中，就不需要區(qū)分控制器和機械部分，也就全面實現(xiàn)了機械和電子的融合。通過這種技術(shù)可以將CPU、機體等融合在一起，而且體積更小。這種微型機械學(xué)是機電一體化的一個重要的前進(jìn)方向，同時也正是由于微機電一體化技術(shù)的優(yōu)越性（體積小、耗能少等），使得在軍事、生物醫(yī)學(xué)等眾多領(lǐng)域占有巨大的優(yōu)勢。

2.3 汽車電子化產(chǎn)品

隨著電子儀表的問世，目前汽車上的機械儀表已經(jīng)被電子化儀表所取代。電子化儀表在出現(xiàn)故障時，不僅方便處理，而且使用電子儀表也改善了駕駛員的目視性，促進(jìn)了汽車儀表的多樣化。

2.4 數(shù)控機床

通過一臺數(shù)控機床可以同時完成多個獨立的任務(wù)，而且可以將物料搬運和機械手的控制整合到一個系統(tǒng)中。數(shù)控機床技術(shù)水平可以代表一個國家的機床生產(chǎn)能力。而我國的機床數(shù)量居于世界首位。但是，我國生產(chǎn)的機床數(shù)量僅占市場份額的30%，其余仍需要進(jìn)口。隨著我國機床技術(shù)的發(fā)展，在技術(shù)和整體實力方面都有了極大的提高，目前處于第二梯隊的中間位置。

2.5 機器人

機電一體化技術(shù)的應(yīng)用在機器人上得到了最大限度的體現(xiàn)，也是目前最先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)。機器人技術(shù)水平的高低也成為了當(dāng)前評價一個國家綜合實力的指標(biāo)。而且隨著機器人研究進(jìn)度的不斷加快和技術(shù)水平的不斷提高，機器人技術(shù)在我國的應(yīng)用范圍勢必更加廣泛。機器人的產(chǎn)生是眾多科學(xué)技術(shù)不斷結(jié)合、不斷創(chuàng)新的綜合成果，機器人技術(shù)的應(yīng)用結(jié)合了計算機、自動控制、人工智能、傳感技術(shù)等眾多學(xué)科技術(shù)。而且，機器人技術(shù)的出現(xiàn)，在勘探、醫(yī)療和軍事等眾多高科技領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。

3 機電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢

第一，機電一體化勢必沿著智能化的方向發(fā)展；在進(jìn)入二十一世以來，智能化一直是人們關(guān)注和研究的重點，在計算機技術(shù)、通信技術(shù)、微電子技術(shù)和智能化技術(shù)等的基礎(chǔ)上，機電一體化勢必會在智能化方面取得更多的成果。第二，沿著網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展；由于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的普及和迅速發(fā)展，日后的機電一體化技術(shù)勢必會通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對人們的生活產(chǎn)生影響。第三，沿著屬數(shù)字化的方向發(fā)展；伴隨著人工智能虛擬技術(shù)的發(fā)展，尤其是該技術(shù)具有極強的維護(hù)性和操作性，可以對系統(tǒng)進(jìn)行高質(zhì)量的診斷和修復(fù)，為遠(yuǎn)程系統(tǒng)的操作和維護(hù)等提供了極大的便利。

4 結(jié)束語

隨著我國經(jīng)濟和科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展以及不斷的改革創(chuàng)新，機電一體化技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域必定會越來越廣。而且機電一體化技術(shù)的應(yīng)用水平也會不斷的提升。微型化、智能化是機電一體化最終的發(fā)展方向。因此，需要我們在機電一體化技術(shù)的研究過程，根據(jù)實際情況，適當(dāng)借鑒，敢于創(chuàng)新，促進(jìn)機電一體化技術(shù)更好更快發(fā)展，為我國經(jīng)濟發(fā)展做出最大貢獻(xiàn)。

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