楊建燦 陳長龍 王柏永

摘要：在經(jīng)濟與科技并駕齊驅(qū)的發(fā)展大潮中，工業(yè)領(lǐng)域也大刀闊斧地改革，其中最為突出的要數(shù)機電一體化的技術(shù)革新，大大提高了工業(yè)生產(chǎn)的效率。機電一體化應(yīng)用領(lǐng)域極其廣泛，而且也在向著更加專業(yè)化的方向發(fā)展。機電一體化的產(chǎn)品已經(jīng)投入市場，并且受到了廣泛的認可，我們相信以機械技術(shù)和微電子技術(shù)緊密結(jié)合的機電一體化技術(shù)必將成為新的技術(shù)革命一大亮點。

關(guān)鍵詞：機電一體化；技術(shù)發(fā)展

前言：機電一體化正處于發(fā)展階段，具有極強的綜合性，主要包括機械技術(shù)和信息技術(shù)還有微電子技術(shù)以及控制技術(shù)，影響著產(chǎn)品和技術(shù)的結(jié)構(gòu)，管理和生產(chǎn)的方式。機電一體化作為一種新技術(shù)，其內(nèi)涵也在不斷更新，其必將朝著更加有利于科技生產(chǎn)的方向發(fā)展。

一、機電一體化技術(shù)的概述與發(fā)展史

1.機電一體化技術(shù)的概述。機電一體化技術(shù)是將微電子技術(shù)、自動控制技術(shù)、計算機技術(shù)、機械技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)、傳感測控技術(shù)以及信息轉(zhuǎn)化技術(shù)和軟件編程技術(shù)有機的結(jié)合到一起，進行綜合的系統(tǒng)的應(yīng)用。目前的機電一體化所具有的特點是多功能，自動化和智能性，主要五大系統(tǒng)，分別是機械系統(tǒng)、動力系統(tǒng)、檢測傳感系統(tǒng)、信息處理控制系統(tǒng)、執(zhí)行機構(gòu)所組成的系統(tǒng)，這里機械系統(tǒng)是最基礎(chǔ)的系統(tǒng)，只有其正常運作，其他系統(tǒng)才能實現(xiàn)自身的功能，它的主要組成部分是機身和聯(lián)機還有機械傳動。動力系統(tǒng)也是行當關(guān)鍵的一部分，包括電動裝置、氣動裝置還有液壓裝置。機電一體化使機械作業(yè)更簡單而且更規(guī)模化，大大提高了工作效率。機電一體化產(chǎn)品有兩類：系統(tǒng)元件和基礎(chǔ)元件，我們所熟知的屬于機電一體化的有機器人和汽車上的電子產(chǎn)品，工業(yè)生產(chǎn)中的數(shù)控機床還有排版印刷系統(tǒng)等等。再介紹一下屬于機電一體化的元、部件，比如一些電力電子器件或者裝置，一些微型電機，比較常見的是傳感器和專用的集成電路等。更值得注意的是微電子裝置還有一些新功能可以自動檢測和處理一些信息，并且顯示一些關(guān)鍵記錄，還可以自動調(diào)節(jié)、控制、診斷和保護，非常便捷?？梢哉f機電一體區(qū)別于機械電氣化的主要特征就是前者更加智能化。

2.機電一體化的發(fā)展史。信息技術(shù)是機電一體化發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，通常認為信息技術(shù)包括計算機技術(shù)、控制技術(shù)以及通信技術(shù)，有它發(fā)展起來的機電一體化技術(shù)經(jīng)歷了三個主要階段。第一階段，也稱萌芽階段，主要指20世紀60年代以前，這一階段主要是初步的探索階段，完善一些熟知的、落后的機械產(chǎn)品的性能，以達到更新的目的。這里不得不提到二次世界大戰(zhàn)，這樣的戰(zhàn)爭起到刺激的作用，促進了機械產(chǎn)品和電子技術(shù)相結(jié)合，當然主要用于軍事方面，為戰(zhàn)后經(jīng)濟發(fā)展和技術(shù)進步提供了方便。第二階段，也稱蓬勃發(fā)展階段，是70年代到80年代之間。在這一階段中有很多機電一體化新產(chǎn)品誕生。其實這應(yīng)該主要歸功于日本，大大的推動了機電一體化的發(fā)展。日本政府頒布相關(guān)法律法案鼓勵企業(yè)應(yīng)用電子計算機和其他電子設(shè)備，從而實現(xiàn)自動化控制。雖然日本目的不純，卻畢竟為機電一體化的發(fā)展做出不可磨滅的貢獻，而且促進了企業(yè)革新，為企業(yè)帶來新的生機。第三階段，也稱智能化階段，是指90年代后期，這是一個全新的階段，機電一體化的到了深入的發(fā)展。人工智能技術(shù)的發(fā)展，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的創(chuàng)新還有光纖技術(shù)的開發(fā)都為機電一體化發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。由此，機電一體化開始真正的騰飛。

二、機電一體化的核心技術(shù)與應(yīng)用

1.機械一體化核心技術(shù)。首先就是機械制造技術(shù)，可以說這是機電一體化的技術(shù)基礎(chǔ)，它主要包括機械設(shè)計、機械制造，以及機械工藝，可以利用這一高新技術(shù)來改變產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、性能和材料，這樣就可以使產(chǎn)品的重量減輕，體積更小巧，精度上可以更精確，剛度和性能得到改善和提高。然后說說傳動技術(shù)，主要的傳動方式有液壓傳動、氣壓傳動、磁力傳動、機械傳動和電力傳動，這些裝置互相配合，完成傳動。再說說信息處理技術(shù)，用它來完成信息交換 、存取 、運算 、判斷與決策等等，其實主要是指計算機，尤其是單片機技術(shù)。傳感器技術(shù)大多是應(yīng)用光纖傳感器，極大的促進機電一體化發(fā)展。最后就是自動控制技術(shù)，它完成了人工智能控制，對機電一體化技術(shù)有深遠影響。

2.機電一體化技術(shù)的應(yīng)用。機電一體化被廣泛應(yīng)用于數(shù)控機床中，使得現(xiàn)在的數(shù)控機床構(gòu)造更合理，功能更健全，操作精度更精確。構(gòu)造相對于以前的機床來說更緊湊、更有整體感了，特別值得一提的是具有模塊化。功能上，設(shè)計更加開放，更加智能化，而且應(yīng)用了更先進的存儲器和軟件，單板機和單片機組成的控制機的使用極大的提高了精度以及機床的可操作性，保證生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量和效率。除此之外，機電一體化還應(yīng)用于計算機集成與制造系統(tǒng)，簡稱CIMS。機電一體化的應(yīng)用使以前分散系統(tǒng)的見到組合變成了具有全局動態(tài)綜合優(yōu)化的先進系統(tǒng)，是各部門之間不再存在界限，實現(xiàn)了從經(jīng)營決策到開發(fā)產(chǎn)品，從生產(chǎn)準備到管理推廣的一條龍，這樣就得到了一個統(tǒng)一的整體，充分利用生產(chǎn)要素間的完美配置。更值得一提的是機電一體化技術(shù)在工業(yè)機器人上的應(yīng)用，我們知道一開始的工業(yè)機器人是按照一些指示不斷地重復(fù)某一動作或運動，動作完全沒有靈活性，后來一些機器人應(yīng)用了傳感元件，這就可以獲得一些簡單的作業(yè)環(huán)境和對象這樣一般性的性的信息，在經(jīng)過處理和分析，反饋給機體，并相應(yīng)的做出被命令的動作，這時已經(jīng)朝著實用化方向發(fā)展?，F(xiàn)在的機器人已經(jīng)實現(xiàn)了智能化，具有一定的感知能力，而且思維邏輯也不再那么簡單，可以做出判斷和抉擇，更適應(yīng)環(huán)境的變化，而且行動上也更加獨立，這與機電一體化有著密切的關(guān)系。

三、機電一體化的發(fā)展趨勢

1.未來的機電一體化將朝著綠色環(huán)保方向發(fā)展。在人們物質(zhì)生活越來越豐富的今天，生態(tài)環(huán)境卻越來越惡劣，因此人們在可持續(xù)發(fā)展的主流影響下提出了保護資源與環(huán)境的戰(zhàn)略措施。目前最普遍的就是綠色產(chǎn)品，它是指從設(shè)計研發(fā)到生產(chǎn)制造，從使用過程到銷毀過程的全程的綠色化，以滿足人們?nèi)找嬖鲩L的健康需求，同時也大大提高了對資源的合理利用和對環(huán)境的適當保護。綠色化應(yīng)用到機電一體化上就是提高機械的性能，使其更加智能化，并且做到可以回收再利用，同時降低機械系統(tǒng)的耗能量以及對環(huán)境的污運籌學(xué)、計算機科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)和混沌動力學(xué)染。

2未來的機電一體化將朝著微型化方向發(fā)展。可以說機電一體化已經(jīng)向微型機器和微觀領(lǐng)域方向延伸，比如說微米級以及納米級。微機電系統(tǒng)是由微機械技術(shù)、微電子技術(shù)和軟件技術(shù)所組成，因其體積太小，所以在設(shè)計研發(fā)，材料選擇，以及加工測試等階段將很困難，必然遇到一些問題，這就需要高精尖人才來完成此項艱巨的任務(wù)。微機電一體化產(chǎn)品因其體積小巧的優(yōu)勢，可以少消耗能量而且運作起來比較靈活，適合醫(yī)療、軍事等方面的應(yīng)用，還可以延伸到航天、信息、農(nóng)業(yè)等可開發(fā)領(lǐng)域，目前已經(jīng)制造出了亞微米級的機械元件。

結(jié)語：目前，機電一體化已經(jīng)成為機械工業(yè)領(lǐng)域不可缺少的一項技術(shù)形式，它遵循整體最優(yōu)化、智能化、仿生、柔性化、融合、可再生、美學(xué)等原理，隨著科技的發(fā)展，機電一體化必將創(chuàng)造一個全新的輝煌。

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