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緒論：寫作既是個(gè)人情感的抒發(fā)，也是對(duì)學(xué)術(shù)真理的探索，歡迎閱讀由發(fā)表云整理的1篇淺談機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展范文，希望它們能為您的寫作提供參考和啟發(fā)。
【摘要】機(jī)電一體化的創(chuàng)新發(fā)展在機(jī)械自動(dòng)化控制技術(shù)中起到關(guān)鍵作用，在實(shí)際工作中應(yīng)用很廣泛。本文從機(jī)電一體化方向發(fā)展的的內(nèi)容、機(jī)電一體化技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展前景概述、機(jī)電一體化技術(shù)的具體方向、機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的保障等方面探討機(jī)電一體化發(fā)展的前景。
【關(guān)鍵詞】 機(jī)電一體化；創(chuàng)新發(fā)展；發(fā)展趨勢(shì)
一、前言
機(jī)電一體化在講科學(xué)、爭(zhēng)創(chuàng)新的良好社會(huì)環(huán)境中飛快的發(fā)展，推動(dòng)了機(jī)電自身的發(fā)展進(jìn)步也促進(jìn)了社會(huì)的發(fā)展。機(jī)電一體化是傳統(tǒng)的機(jī)械行業(yè)與現(xiàn)在電子技術(shù)想結(jié)合，形成一種新的體系，是現(xiàn)代機(jī)械技術(shù)發(fā)展的要求和產(chǎn)物。機(jī)電一體化在很多高校中很受歡迎，學(xué)術(shù)種類繁多。根據(jù)我國(guó)國(guó)情，機(jī)電一體化需經(jīng)過一定時(shí)間的發(fā)展，才能達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。這就需要采用邊引進(jìn)、邊消化，進(jìn)而改進(jìn)、創(chuàng)新的方針，利用我國(guó)勞動(dòng)力廉價(jià)的優(yōu)勢(shì)，引進(jìn)、消化國(guó)外發(fā)展多年、比較成熟的技術(shù)進(jìn)行來料加工、合資經(jīng)營(yíng)和獨(dú)立經(jīng)營(yíng)，在較短時(shí)間內(nèi)使一些產(chǎn)品達(dá)到國(guó)際水平。獨(dú)立發(fā)展適合中國(guó)國(guó)情的、具有中國(guó)特色的機(jī)電一體化產(chǎn)品，做到引進(jìn)利用、消化、改進(jìn)、開發(fā)、創(chuàng)新，充實(shí)基礎(chǔ)，積累經(jīng)驗(yàn)，培養(yǎng)人才，積極穩(wěn)妥地前進(jìn)。
二、機(jī)電一體化發(fā)展方向的內(nèi)容
1.技術(shù)設(shè)計(jì)的單元化
目前主要是從單元化技術(shù)來研發(fā)機(jī)電一體化技術(shù)。單元化是把系統(tǒng)分為幾個(gè)單元模塊，如工控機(jī)、運(yùn)動(dòng)控制卡、伺服電機(jī)及步進(jìn)電機(jī)、CAN總線、電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器、回轉(zhuǎn)單元等。在接口一致的前提下，將單元的設(shè)計(jì)完成后再結(jié)合，實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化系統(tǒng)具有高度的可擴(kuò)展性以及互換性的優(yōu)越性。
2.控制系統(tǒng)的樹狀網(wǎng)絡(luò)化
控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化是指把電子計(jì)算機(jī)作為節(jié)點(diǎn)，其它的運(yùn)動(dòng)控制卡、CAN卡等作為子節(jié)點(diǎn)，這樣節(jié)點(diǎn)和子節(jié)點(diǎn)就形成了樹樁的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)。在實(shí)現(xiàn)監(jiān)控中，計(jì)算機(jī)把電機(jī)工作的情況和傳感器的反饋信息進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的優(yōu)化整合，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)把每一個(gè)控制點(diǎn)聯(lián)系起來，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)電的控制，實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化。對(duì)控制對(duì)象的選擇上，也能伺服電機(jī)來實(shí)現(xiàn)高精度的工作要求。利用計(jì)算機(jī)對(duì)不同節(jié)點(diǎn)信息進(jìn)行處理，再將其反饋到每一個(gè)控制對(duì)象上，利用這種方法來完成協(xié)同控制。
3.系統(tǒng)應(yīng)用的長(zhǎng)久化
在進(jìn)行機(jī)電的操作中，對(duì)機(jī)電的控制對(duì)象的數(shù)目來增加控制卡的數(shù)目，只要在電氣上作出改動(dòng)即可，或者對(duì)其它設(shè)備的添加來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的擴(kuò)展。比如：為了使圖像定位和圖像智能的控制準(zhǔn)確性，可以通過添加幾個(gè)工業(yè)攝像頭的方式來實(shí)現(xiàn)。我國(guó)先進(jìn)生產(chǎn)力的發(fā)展?fàn)顩r，其迅速發(fā)展的趨勢(shì)預(yù)示著其有廣闊的發(fā)展前景。
三、機(jī)電一體化技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展前景概述
1．進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化技術(shù)用途的廣泛化
不管在小方面還是大方面，機(jī)電一體化的應(yīng)用會(huì)更加的廣泛，自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)的發(fā)展主要依賴機(jī)電一體化來實(shí)現(xiàn)，同時(shí)也是工業(yè)化、航天工業(yè)、各種國(guó)防工業(yè)技術(shù)的基礎(chǔ)。縱觀國(guó)外的機(jī)電一體化發(fā)展中，機(jī)電一體化發(fā)展較快的國(guó)家，帶動(dòng)了PLC工業(yè)控制的發(fā)展，應(yīng)用更加的廣泛。作為機(jī)電一體化的核心的程序控制器技術(shù)也不斷的發(fā)展，帶來了程序控制一體化的變革。PLC是工廠自動(dòng)化控制的核心技術(shù)。但是，PLC的質(zhì)量在不同品牌之間質(zhì)量不一樣，因?yàn)樵诎央A梯圖的繪制轉(zhuǎn)化成PLC的指令過程中遇到的困難較大
2.機(jī)電光一體化是必然要求
新世紀(jì)以來，隨著半導(dǎo)體微電子技術(shù)、鐳射技術(shù)的飛速發(fā)展，各種顯示產(chǎn)業(yè)和生物科技的發(fā)展，使得機(jī)電一體化必然向機(jī)電光技術(shù)方向的發(fā)展。機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、精密制動(dòng)器、人機(jī)界面、微處理器，程序或反饋控制、診斷信號(hào)的處理與錯(cuò)誤、辨別圖形、制程工程以及仿生人工智能是機(jī)電光技術(shù)的典型范圍。機(jī)電光系統(tǒng)的類型可以根據(jù)光學(xué)、各種光學(xué)元件的互動(dòng)程度及其組合特性分為三個(gè)類型。即光機(jī)整合的類型；內(nèi)嵌光電或者光學(xué)裝置的類型；在光學(xué)系統(tǒng)中嵌入機(jī)電裝置。
四、機(jī)電一體化技術(shù)的具體方向
1.國(guó)際化方向的發(fā)展
全球經(jīng)濟(jì)的合作與發(fā)展，是機(jī)電一體化走向國(guó)際化的社會(huì)環(huán)境。由于計(jì)算機(jī)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)的便利性為發(fā)展科技、工業(yè)生產(chǎn)、科教文衛(wèi)等都發(fā)生了巨變。地球村產(chǎn)生了地球經(jīng)濟(jì)，很多企業(yè)走出本土面向世界，國(guó)際間的經(jīng)濟(jì)合作交流促進(jìn)了機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展。機(jī)電技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展的新產(chǎn)品能迅速走向全世界，暢銷全球。
2．智能化方向的發(fā)展
21世紀(jì)的機(jī)電發(fā)展技術(shù)更加重視智能技術(shù)，智能技術(shù)是一個(gè)區(qū)別于傳統(tǒng)機(jī)械技術(shù)的特征。機(jī)電一體化的智能化要求在以后的機(jī)電操作控制中，依賴于人工智能、運(yùn)籌學(xué)、計(jì)算機(jī)信息學(xué)、混沌動(dòng)力學(xué)等新的學(xué)科知識(shí)，模擬人類智能，實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的優(yōu)越性。智能化是發(fā)展趨勢(shì)去很多地方受到應(yīng)用，節(jié)約了更多的人工成本，實(shí)現(xiàn)以依靠科學(xué)進(jìn)步提高工作效率的理想境界。
3．微型化的發(fā)展趨勢(shì)
鑒于傳統(tǒng)的機(jī)電一體化的龐大笨重，不易展開工作的缺點(diǎn)，電機(jī)一體化微型化起步發(fā)展于20世紀(jì)末。微型化的發(fā)展不僅提高了機(jī)械的一體化優(yōu)越性，還體現(xiàn)微電子系統(tǒng)的優(yōu)越性。
納米技術(shù)是機(jī)電微型化發(fā)展的技術(shù)方向。目前的為機(jī)電一體化應(yīng)用中，在生物、通信、制造業(yè)、醫(yī)療等領(lǐng)域有很好的影響力。但是主要存在的發(fā)展瓶頸是機(jī)電設(shè)備的復(fù)雜性導(dǎo)致不能與當(dāng)前微電子技術(shù)同等的發(fā)展力度，機(jī)電一體化微型化的技術(shù)落后后微電子技術(shù)的發(fā)展。但是隨著科技的進(jìn)步，微機(jī)電技術(shù)一定也能得到更好的發(fā)展，從而促進(jìn)機(jī)電一體化整體的微型化水平。
4．模塊化的方向發(fā)展
模塊化是機(jī)電一體化技術(shù)的主要發(fā)展方向。因?yàn)槟K化的工作量大、繁瑣、生產(chǎn)的廠家多，對(duì)零件之間的緊密配合的程度要求較高。如果各個(gè)零部件之間的配合不好，就有可能使得機(jī)電一體化技術(shù)不能很好地實(shí)現(xiàn)，這就需要對(duì)機(jī)電一體化進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)。模塊化設(shè)計(jì)就是將多個(gè)要素組合在一起，構(gòu)成一個(gè)子系統(tǒng)。多個(gè)子系統(tǒng)最后又組合成為一個(gè)整體，從而生成一個(gè)新的系統(tǒng)，產(chǎn)生不同的功能。
5.綠色化的方向發(fā)展
環(huán)保問題是任何一個(gè)技術(shù)發(fā)展首先考慮的問題，改過了以前片面追求經(jīng)濟(jì)效率而忽視環(huán)境保護(hù)的做法。綠色發(fā)展方向是主流方向，不僅是一個(gè)時(shí)代的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，也是人類創(chuàng)造科學(xué)文明必須遵守的準(zhǔn)則。綠色產(chǎn)品能夠使用最少的資源，達(dá)到最大的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)對(duì)環(huán)境造成最小的污染，綠色產(chǎn)品在制造、使用和銷毀的過程中都能夠符合環(huán)境保護(hù)的要求，也不會(huì)威脅到人類的生存健康。
五、機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的保障
單靠機(jī)電本身的發(fā)展是不科學(xué)的，應(yīng)該得到多方面的保障。雖然機(jī)電一體化的發(fā)展速度很快，競(jìng)爭(zhēng)力也很強(qiáng)。仍有其它問題存在，要保證機(jī)電一體化技術(shù)能夠有一個(gè)較好的發(fā)展的措施，可以從以下的幾個(gè)方面來進(jìn)行：要讓政府的決策高層認(rèn)識(shí)到機(jī)電一體化技術(shù)的重要性；加強(qiáng)對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)人才的培養(yǎng)；發(fā)展電力電子關(guān)鍵技術(shù)，加強(qiáng)對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)的研究；注重理論與實(shí)際并行；積極推動(dòng)“產(chǎn)學(xué)研合作”；機(jī)電產(chǎn)業(yè)要走進(jìn)校園內(nèi)部去尋找人才與合作；建立未來的研究對(duì)象。
六、結(jié)束語
機(jī)電一體化的發(fā)展中會(huì)不斷的完善，控制系統(tǒng)也會(huì)強(qiáng)大，作為一個(gè)機(jī)電工作人員必須對(duì)它有個(gè)全面科學(xué)的認(rèn)識(shí)。承認(rèn)機(jī)電一體化技術(shù)在發(fā)展的成果，也要發(fā)現(xiàn)各種問題，畢竟機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展時(shí)間不長(zhǎng)，在發(fā)展的過程中還會(huì)面臨很多困難和問題，我們應(yīng)該堅(jiān)持科學(xué)的發(fā)展觀，認(rèn)真分析機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀，使得機(jī)電一體化能夠在國(guó)家的發(fā)展當(dāng)中做出更大的貢獻(xiàn)。
摘 要:我國(guó)把機(jī)械電子學(xué)又稱為機(jī)電一體化,它是由機(jī)械學(xué)和電子學(xué)共同組合而成。綜合來看,機(jī)電一體化是把機(jī)械學(xué)、電子學(xué)和信息學(xué)等多技術(shù)學(xué)科相互交叉、結(jié)合、滲透共同應(yīng)用于機(jī)電產(chǎn)品生產(chǎn)和發(fā)展而形成的一門新興的、交叉技術(shù)學(xué)科。我國(guó)應(yīng)該采取積極的措施促進(jìn)機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展和研究。
關(guān)鍵詞:機(jī)電一體化 發(fā)展 對(duì)策研究
1 機(jī)電一體化的概念
機(jī)電一體化技術(shù)是機(jī)械技術(shù)、電子技術(shù)和信息技術(shù)共同組成后形成的技術(shù)門類。機(jī)電一體化技術(shù)有其產(chǎn)生、完善、發(fā)展的過程。科學(xué)技術(shù)的快速進(jìn)步促進(jìn)了機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展和變化。早期的機(jī)電一體化技術(shù)是把電子技術(shù)融入到機(jī)械技術(shù)后形成的新技術(shù)產(chǎn)品。隨著科學(xué)技術(shù)和機(jī)電一體化技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展,計(jì)算機(jī)、通信和控制技術(shù)逐漸與機(jī)械技術(shù)、電子技術(shù)為代表的機(jī)電一體化技術(shù)結(jié)合,豐富、拓展了機(jī)電一體化技術(shù)的領(lǐng)域和適用范圍。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,機(jī)電一體化技術(shù)在機(jī)械技術(shù)、電子技術(shù)與信息技術(shù)結(jié)合計(jì)算機(jī)、通信和控制技術(shù)的基礎(chǔ)上,又出現(xiàn)了光學(xué)一體化、機(jī)電氣一體化、機(jī)電液一體化、機(jī)電儀一體化等先進(jìn)的機(jī)電一體化技術(shù)。由于機(jī)電一體化技術(shù)涉及的學(xué)科和技術(shù)眾多,但是,并不是各種技術(shù)的簡(jiǎn)單累加,而是多學(xué)科、多領(lǐng)域、多種技術(shù)有機(jī)的結(jié)合、協(xié)同進(jìn)行工作的產(chǎn)物。這是符合21世紀(jì)科學(xué)技術(shù)發(fā)展思路和發(fā)展方向的,強(qiáng)調(diào)多學(xué)科、多領(lǐng)域的合作,形成相互交叉的高科技產(chǎn)品和技術(shù)。
機(jī)電一體化技術(shù)涉及到技術(shù)原理研究和機(jī)電一體化產(chǎn)品研發(fā)等方面,以獲得、使用和發(fā)展機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品。機(jī)電一體化技術(shù)主要包括機(jī)械技術(shù)、信息處理技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、檢測(cè)傳感技術(shù)、伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)及系統(tǒng)總體技術(shù)等技術(shù)環(huán)節(jié)。機(jī)電一體化產(chǎn)品不同于機(jī)械產(chǎn)品與電子產(chǎn)品,是在二者的基礎(chǔ)之上使其有機(jī)的結(jié)合并借鑒光學(xué)、機(jī)電氣、機(jī)電儀、機(jī)電液等技術(shù)形成的交叉技術(shù),機(jī)電一體化技術(shù)及其產(chǎn)品具有機(jī)械產(chǎn)品與電子產(chǎn)品所不具備的新功能和新性能。機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品由于不同學(xué)科技術(shù)的融入,其產(chǎn)品的性能得到了極大的提升,人們使用更加的便利,適用范圍也在進(jìn)一步的擴(kuò)大。機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品在我們?nèi)粘Ｉ钪须S處都可以看到,空調(diào)、洗衣機(jī)和照相機(jī)都是典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品。在機(jī)械制造領(lǐng)域和農(nóng)業(yè)工程領(lǐng)域,機(jī)電一體化技術(shù)也有一定程度的應(yīng)用。
2 我國(guó)機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀
近些年,隨著我國(guó)自主研發(fā)能力和科技攻關(guān)能力的增強(qiáng),在機(jī)電一體化技術(shù)研發(fā)和創(chuàng)新方面已經(jīng)取得了一定的研究成果,像數(shù)控技術(shù)和產(chǎn)品、機(jī)器人、集成制造技術(shù)和產(chǎn)品等技術(shù)方面比較突出。在數(shù)控技術(shù)及產(chǎn)品上,20世紀(jì)80年代我國(guó)開始研究數(shù)控技術(shù)及其相關(guān)產(chǎn)品。在借鑒日本和歐美國(guó)家相關(guān)數(shù)控技術(shù)和研究成果的基礎(chǔ)上,依靠自己的研發(fā)能力逐步建立起我國(guó)數(shù)控技術(shù)研發(fā)系統(tǒng)和數(shù)控產(chǎn)品生產(chǎn)基地基本上能夠滿足我國(guó)數(shù)控產(chǎn)品的需要,數(shù)控核心技術(shù)基本掌握,數(shù)控產(chǎn)業(yè)基本能夠自主研究、開發(fā)和生產(chǎn)。數(shù)控技術(shù)和產(chǎn)品等相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展到現(xiàn)在,我國(guó)數(shù)控技術(shù)行業(yè)的生產(chǎn)數(shù)控?cái)?shù)量、數(shù)控產(chǎn)品的類型都具備一定的競(jìng)爭(zhēng)力和創(chuàng)造力,在一定程度上促進(jìn)了我國(guó)工業(yè)、農(nóng)業(yè)的發(fā)展,對(duì)于日用品產(chǎn)業(yè)和國(guó)防產(chǎn)業(yè)提供了強(qiáng)大的技術(shù)和產(chǎn)品支持。在集成制造技術(shù)和產(chǎn)品方面,近些年,隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高,我國(guó)的集成制造技術(shù)和產(chǎn)品研發(fā)方面取得了巨大的進(jìn)展,掌握了一些核心技術(shù)和產(chǎn)品制造的相關(guān)方法。我國(guó)已經(jīng)依托清華大學(xué)的相關(guān)研究的基礎(chǔ)上建立了集成制造工程研究中心,在其他具有相關(guān)研究能力和條件的高校和科研單位建立了集成制造單元技術(shù)實(shí)驗(yàn)室和集成制造產(chǎn)業(yè)培訓(xùn)中心。在集成制造技術(shù)和產(chǎn)品應(yīng)用方面也獲得巨大的發(fā)展在技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用,產(chǎn)品具有很大的使用價(jià)值。
3 我國(guó)機(jī)電一體化的發(fā)展對(duì)策
我國(guó)的機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品在國(guó)家的高度重視和大力支持下,獲得巨大的進(jìn)步和發(fā)展,技術(shù)和產(chǎn)品的影響力和知名度大大提高。但是,我們也應(yīng)該看到我國(guó)的機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品與日本和一些歐美國(guó)家相比,在一些領(lǐng)域還存在著一定的差距和不足,一些技術(shù)和產(chǎn)品的核心部分還沒有完全掌握,部分產(chǎn)品和技術(shù)主要依靠國(guó)外的支持產(chǎn)品才能得以研發(fā)和生產(chǎn)。因此,為了繼續(xù)提高我國(guó)機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力和核心技術(shù)的占有率,我國(guó)還應(yīng)該繼續(xù)的鼓勵(lì)和支持機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品的研發(fā),加大力度,采用更加有效的方法和手段來促進(jìn)我國(guó)機(jī)電一體化產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,提高機(jī)電一體化系統(tǒng)的研發(fā)能力。
3.1 加強(qiáng)合作、共同發(fā)展
機(jī)電一體化技術(shù)本身就涉及許多的技術(shù)和領(lǐng)域,因此,在研發(fā)過程中,必須要有多部門、多技術(shù)、多領(lǐng)域共同來完成,加強(qiáng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的合作和互助,整合各個(gè)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的力量來進(jìn)行機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品的研發(fā)和公關(guān),更有利于技術(shù)的創(chuàng)造和革新,對(duì)于機(jī)電一體化技術(shù)的快速發(fā)展和相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展都具有一定的意義,也是機(jī)電一體化技術(shù)以及機(jī)械技術(shù)、電子技術(shù)發(fā)展的有效途徑。
3.2 增加資金支持、加大扶持力度
可以說,對(duì)于機(jī)電一體化技術(shù)的研發(fā)和創(chuàng)新,政府有更大的義務(wù)和責(zé)任。政府應(yīng)該為相關(guān)研究機(jī)構(gòu)提供人力、資金等方面的支持,并要促進(jìn)機(jī)電一體化產(chǎn)業(yè)和系統(tǒng)的建立,加大力度宣傳機(jī)電一體化技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和長(zhǎng)處,吸引更多的企業(yè)去參與機(jī)電一體化技術(shù)的開發(fā)和研制。
3.3 重視技術(shù)研發(fā),突破核心技術(shù)
自主研發(fā)能力和核心技術(shù)永遠(yuǎn)是機(jī)電一體化技術(shù)的中心環(huán)節(jié),具備了自主研發(fā)能力,相關(guān)的技術(shù)的革新和產(chǎn)品的生產(chǎn)就變得非常容易,突破核心技術(shù)就能夠控制機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新。因此,提高技術(shù)研發(fā)能力,掌握核心技術(shù)是機(jī)電一體化技術(shù)在我國(guó)發(fā)展的重要途徑。
4 結(jié)語
機(jī)電一體化技術(shù)及相關(guān)產(chǎn)品是多學(xué)科相結(jié)合進(jìn)行研究的成果,是多領(lǐng)域技術(shù)和科學(xué)共同發(fā)展的產(chǎn)物。毋庸置疑,機(jī)電一體化技術(shù)促進(jìn)了我國(guó)及其其他國(guó)家社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展。在今后的發(fā)展過程中,應(yīng)該根據(jù)我國(guó)的實(shí)際條件和需求方向來有針對(duì)性的進(jìn)行研發(fā),突破我國(guó)機(jī)電一體化研究的瓶頸,盡可能的掌握機(jī)電一體化更多的核心技術(shù)。通過采取有力的手段和措施提高我國(guó)機(jī)電一體化技術(shù)的研發(fā)能力和產(chǎn)品的應(yīng)用能力,提高機(jī)電一體化技術(shù)的在我國(guó)的發(fā)展空間,促進(jìn)機(jī)電一體化技術(shù)的價(jià)值。
摘 要：在我國(guó)，煤礦機(jī)電一體化技術(shù)主要是由計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)以及基礎(chǔ)的機(jī)械技術(shù)相互結(jié)合的一種綜合應(yīng)用技術(shù)，該技術(shù)并結(jié)合先進(jìn)的采礦技術(shù)應(yīng)用，能夠多角度促進(jìn)礦井的整體工作質(zhì)量。本文結(jié)合當(dāng)前煤礦機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用，綜合分析考慮，得到該技術(shù)未來發(fā)展的注意事項(xiàng)，為我國(guó)之后的煤礦機(jī)電一體化發(fā)展貢獻(xiàn)力量。
關(guān)鍵詞：煤礦機(jī)電；一體化；發(fā)展
隨著工業(yè)技術(shù)在我國(guó)各個(gè)領(lǐng)域的快速發(fā)展，煤礦機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展越來越迅速。煤礦工作的危險(xiǎn)系數(shù)相對(duì)較高，因此對(duì)機(jī)電設(shè)備的安全性能有著不一樣的要求，切也需要進(jìn)一步提高和改善機(jī)電設(shè)備的安全性，保證煤礦企業(yè)安全生產(chǎn)。這就需要各個(gè)煤礦企業(yè)加強(qiáng)對(duì)煤礦機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的深入探究。
一、簡(jiǎn)述煤礦機(jī)電一體化技術(shù)的內(nèi)容
綜合各種因素來說，機(jī)電一體化技術(shù)是一種復(fù)雜的綜合技術(shù)，其中包括機(jī)械技術(shù)、光學(xué)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、軟件編程技術(shù)、接口技術(shù)以及信息技術(shù)。由于技術(shù)的綜合性，技術(shù)的發(fā)展不僅依賴于其他技術(shù)的進(jìn)步，同時(shí)對(duì)其他技術(shù)的發(fā)展也起到了關(guān)鍵作用。
20世紀(jì)80年代，我國(guó)成立機(jī)電一體化領(lǐng)導(dǎo)小組，并將該技術(shù)列入“863”計(jì)劃中。現(xiàn)在來看，我國(guó)機(jī)電一體化技術(shù)正朝著智能化、柔軟化、網(wǎng)絡(luò)化、微型化、系統(tǒng)化的方向發(fā)展，隨著機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展，煤礦生產(chǎn)勞動(dòng)技術(shù)也得到了不小的改善，大大提高煤礦工作人員的工作安全系數(shù)，改善了煤礦生產(chǎn)的勞動(dòng)強(qiáng)度，降低能耗、保證安全。現(xiàn)如今機(jī)電一體化技術(shù)已經(jīng)成為我國(guó)煤礦工業(yè)的必備技術(shù)，但仍需進(jìn)一步完善。對(duì)煤礦機(jī)電一體化技術(shù)化的改革、調(diào)整同樣十分重要。
二、我國(guó)煤礦機(jī)電一體化的具體情況及問題
1. 新型電牽引采煤機(jī)的應(yīng)用。
最近幾年，我國(guó)電牽引采煤機(jī)的研究及發(fā)展有著明顯的進(jìn)步，第二次進(jìn)行開發(fā)后，我國(guó)逐漸擁有了許多具有國(guó)外引進(jìn)采煤機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上自主支持產(chǎn)權(quán)的換代產(chǎn)品。目前，國(guó)產(chǎn)采煤機(jī)已經(jīng)逐漸占據(jù)主導(dǎo)地位，完全采用我國(guó)國(guó)產(chǎn)裝備的高效工作不斷提升，為我國(guó)的煤礦綜合機(jī)械化采煤工作奠定了新的基礎(chǔ)。
2. 帶式輸送機(jī)的使用。
目前，我國(guó)應(yīng)經(jīng)自行生產(chǎn)了多種類型及功能的輸送機(jī)，其中在我國(guó)“八五”計(jì)劃期間，通過國(guó)家“一條龍日產(chǎn)萬噸綜采設(shè)備”項(xiàng)目的實(shí)施，對(duì)我國(guó)帶式輸送機(jī)的實(shí)力提升有著很大的促進(jìn)作用，一些新型的，具有大功率、長(zhǎng)距離的輸送機(jī)研發(fā)正在不斷改進(jìn)中。
3. 礦井提升機(jī)
目前看來，我國(guó)的礦井提升是一種實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的礦山大型設(shè)備，全數(shù)字化交、直流提升機(jī)。其中內(nèi)裝式提升機(jī)最為突出，在結(jié)構(gòu)上看，內(nèi)裝式提升機(jī)將滾筒和驅(qū)動(dòng)合為一個(gè)整體，最大限度的簡(jiǎn)化了機(jī)械結(jié)構(gòu)，是典型的急死俺一體化設(shè)備，同時(shí)也充分體現(xiàn)出機(jī)械-電力-電子設(shè)備-計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制的綜合系統(tǒng)全數(shù)字提升機(jī)高度。具有可重復(fù)性故障尋址完整的診斷設(shè)施以及簡(jiǎn)單的快速通訊功能和自診斷功能，其采用的總線方式能夠大大簡(jiǎn)化電器安裝，其硬件配置相對(duì)簡(jiǎn)單，兼容性強(qiáng)，零備件少，可以方便地實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)軟件控制加速度。
三、對(duì)我國(guó)煤礦機(jī)電一體化的加強(qiáng)管理
1. 采用科學(xué)的管理策略以及創(chuàng)設(shè)。
為了我國(guó)能更好地解決機(jī)電一體化技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過程中出現(xiàn)的種種問題，對(duì)其進(jìn)行科學(xué)合理的管理是十分重要的。關(guān)于煤礦企業(yè)的機(jī)電設(shè)備管理以及生產(chǎn)開采作業(yè)等相關(guān)問題的處理必須采取全責(zé)明確的管理體系，對(duì)企業(yè)各項(xiàng)工作實(shí)施有序、統(tǒng)一的管理。此外，對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)的管理需要管理人員合理制定作業(yè)方案、建立健全的機(jī)電管理機(jī)構(gòu)、推行合理的科學(xué)管理化制度、明確相關(guān)人員的工作職責(zé)、建立健全的煤礦機(jī)電一體化監(jiān)管機(jī)制，完善工作環(huán)境，對(duì)機(jī)電骨干工作人員進(jìn)行合理安排和優(yōu)化調(diào)整工作。同時(shí)需要加強(qiáng)對(duì)各級(jí)工作人員的綜合培訓(xùn)提高員工綜合素質(zhì)，進(jìn)而保證煤礦企業(yè)的工作能夠正常、有序、高效的運(yùn)行。
2. 引入先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)和優(yōu)良設(shè)備。
在機(jī)電一體化技術(shù)中，計(jì)算機(jī)技術(shù)作為其中最為核心的科技掌握著已計(jì)劃技術(shù)的發(fā)展方向和工作命脈。因此對(duì)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的總線任務(wù)應(yīng)加大發(fā)展力度，對(duì)中央控制系統(tǒng)的存儲(chǔ)能力以及運(yùn)算能力需要不斷提高。相關(guān)工作人員應(yīng)根據(jù)不同產(chǎn)地環(huán)境的需求，進(jìn)一步加大加強(qiáng)對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)的軟件硬件系統(tǒng)的進(jìn)一步研發(fā)使用，促進(jìn)其性能不斷提高，形成體積小、功能全、精度高的新型優(yōu)化技術(shù)。除此之外，還應(yīng)對(duì)其通信模塊進(jìn)行研究，嘗試其同以太網(wǎng)進(jìn)一步結(jié)合，保證其通信功能的安全可靠性，最終實(shí)心機(jī)電一體化的通信控制。
隨著科技地進(jìn)步，我國(guó)目前機(jī)電一體化還可以采用功能強(qiáng)大的PLC作為機(jī)電一體化的核心裝置。其能夠在運(yùn)算存儲(chǔ)功能越來越強(qiáng)大，體積和功耗逐漸縮小，更加設(shè)和與工作空間狹小的煤礦機(jī)電一體化產(chǎn)品。此外，智能化水平的提高對(duì)煤礦機(jī)電一體化的影響也是十分重要的。智能化已經(jīng)逐漸成為當(dāng)代科技發(fā)展的新潮流，設(shè)備在智能化的應(yīng)用中能夠自動(dòng)調(diào)節(jié)設(shè)備處于最優(yōu)狀態(tài)運(yùn)行，同時(shí)對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)分析，對(duì)故障問題進(jìn)行預(yù)測(cè)及診斷。最后，研發(fā)還應(yīng)重視傳感器的應(yīng)用。傳感器配合數(shù)字化、集成化、智能化的應(yīng)用，促進(jìn)傳感器在較為惡劣的環(huán)境下能夠正常工作，為煤礦探測(cè)工作的開展提供方便。
煤礦機(jī)電一體化的技術(shù)應(yīng)用是一個(gè)綜合化、全面化的運(yùn)用過程，在整體掌握煤礦機(jī)電運(yùn)用的過程中，能突出機(jī)電一體化在裝備、采集方面的推廣和應(yīng)用，進(jìn)一步全面提高煤礦開采的綜合能力，為煤礦提供安全有效地管理。
【摘 要】經(jīng)濟(jì)社會(huì)的飛速進(jìn)步，使得科學(xué)技術(shù)的發(fā)展日新月異，不同學(xué)科間的相互滲透為工業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)革新開辟了新的道路，機(jī)電一體化作為多個(gè)領(lǐng)域技術(shù)的結(jié)合，確立了機(jī)械工業(yè)未來的發(fā)展方向。筆者通過簡(jiǎn)述了機(jī)電一體化理念的發(fā)展現(xiàn)狀，并總結(jié)機(jī)電一體化技術(shù)對(duì)現(xiàn)代企業(yè)發(fā)展的影響，在此基礎(chǔ)上，系統(tǒng)地分析了機(jī)電一體化技術(shù)未來的發(fā)展趨勢(shì)。
【關(guān)鍵詞】機(jī)電一體化；信息網(wǎng)絡(luò)；人工智能
當(dāng)前人類已經(jīng)步入了網(wǎng)絡(luò)信息時(shí)代，互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)使許多原本沒有交集的領(lǐng)域相互交織、相互滲透。機(jī)電一體化正是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與微電子技術(shù)和機(jī)械工程的融合而衍生出來的一個(gè)新興視角。作為機(jī)械工業(yè)市場(chǎng)的一顆新星，通過改善機(jī)械工程領(lǐng)域的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品功能、生產(chǎn)方式等問題，機(jī)電一體化技術(shù)不但提高了社會(huì)生產(chǎn)率更為社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益做出了突出貢獻(xiàn)。機(jī)電一體化的推出，不但提高了生產(chǎn)力、促進(jìn)了工業(yè)發(fā)展，也實(shí)現(xiàn)了人通過發(fā)出指令達(dá)到遠(yuǎn)程控制機(jī)械設(shè)備的夢(mèng)想。
1.機(jī)電一體化在現(xiàn)代企業(yè)中發(fā)揮的作用
1.1增強(qiáng)企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力
機(jī)電一體化簡(jiǎn)單解釋來講就是通過綜合利用微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、機(jī)械工程技術(shù)以及控制工程技術(shù)等各方面因素，對(duì)企業(yè)的整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行資源的合理配置。將數(shù)控技術(shù)運(yùn)用于傳統(tǒng)制造業(yè)是現(xiàn)代科技的一項(xiàng)重要突破，這不單單幫助企業(yè)提高了生產(chǎn)效率、縮短了生命周期，也讓產(chǎn)品質(zhì)量和檔次得到明顯提升，無形中使企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力得到增強(qiáng)。
1.2強(qiáng)化企業(yè)問題處理能力
智能技術(shù)的出現(xiàn)使高速化、連續(xù)化、復(fù)雜化的工業(yè)企業(yè)能夠在更短的時(shí)間內(nèi)對(duì)技術(shù)問題進(jìn)行處理。專家系統(tǒng)、模糊控制功能和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等智能技術(shù)的出現(xiàn)對(duì)企業(yè)的生產(chǎn)、控制、設(shè)備維護(hù)和質(zhì)量診斷等工作的開展提供了極大的方便。將生產(chǎn)測(cè)試過程集合成為一個(gè)綜合的一體化系統(tǒng)，不僅大大增強(qiáng)了各部分工作之間的緊湊性和連貫性，也讓企業(yè)能對(duì)出現(xiàn)問題的階段做出迅速反應(yīng)并使其能夠有針對(duì)性的予以修繕。這種監(jiān)視集中但控制分散而且故障影響面積較小的操作措施使系統(tǒng)的可靠性顯著提高。
1.3實(shí)現(xiàn)資源共享
為了保障企業(yè)能夠提供經(jīng)營(yíng)、管理、決策的最有利環(huán)境，機(jī)電一體化實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)儀器與控制室設(shè)備的互聯(lián)，這種控制一體化構(gòu)想的出現(xiàn)，將人與人、人與生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)合理的融合成一個(gè)整體，使不同廠家之間的產(chǎn)品兼容、互換與共享不再是夢(mèng)想。這種共享形式的出現(xiàn)極大地提高了企業(yè)生產(chǎn)率、人員利用率并在節(jié)能減耗上做出了一定貢獻(xiàn)。如此以往企業(yè)資金周轉(zhuǎn)速度將得到明顯提升，這在實(shí)現(xiàn)企業(yè)整體優(yōu)化、提升企業(yè)綜合效益方面都將畫上濃墨重彩的一筆。
2.機(jī)電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀
機(jī)電一體化屬于當(dāng)今的新型控制技術(shù)，它的發(fā)展大致分為四個(gè)階段。
首先，在電子技術(shù)已經(jīng)開始發(fā)展成熟的20世紀(jì)中葉，人們?yōu)榱送晟飘a(chǎn)品性能開始將電子技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)企業(yè)，并取得了較好的成效。加上當(dāng)時(shí)計(jì)算機(jī)技術(shù)日趨成熟人們開始考慮將電子信息技術(shù)與工業(yè)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行融合，由此，1952年第一臺(tái)數(shù)控車床于美國(guó)出現(xiàn)，并引起了社會(huì)的廣泛關(guān)注。
到了20世紀(jì)中后期，經(jīng)過了多年的發(fā)展與完善，機(jī)電一體化技術(shù)開始趨于成熟，各國(guó)對(duì)于該項(xiàng)技術(shù)的興趣得到了極大的提高。從60年代PCL投入生產(chǎn)到70年代汽車工業(yè)中機(jī)電一體化構(gòu)想的應(yīng)用再到80年代數(shù)控技術(shù)日益成熟，此項(xiàng)技術(shù)迅速成為發(fā)展機(jī)械工業(yè)技術(shù)的關(guān)鍵。
到了20世紀(jì)90年代后期，伴隨著光學(xué)、電子通信以及細(xì)微加工技術(shù)的加入，機(jī)電一體化開始進(jìn)入深度發(fā)展階段。編程語言的多樣化趨勢(shì)，PLC在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和編程語言上的質(zhì)的突破以及多CPU和分布式替代原有單機(jī)結(jié)構(gòu)主導(dǎo)市場(chǎng)前端，種種發(fā)展現(xiàn)狀都讓機(jī)電一體化技術(shù)逐步開始成為數(shù)控技術(shù)的主導(dǎo)。
90年代后期，人們開始引入信息技術(shù)到機(jī)電一體化理念，更加智能化、自動(dòng)化的機(jī)械系統(tǒng)讓該技術(shù)越發(fā)受到人們的青睞。就像控制機(jī)器人一樣，通過微傳感器和執(zhí)行器技術(shù)的引入，企業(yè)已經(jīng)開始實(shí)現(xiàn)對(duì)于機(jī)械設(shè)備的遠(yuǎn)程控制。機(jī)電一體化在人工智能技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和光纖技術(shù)的迅速興起下獲得了更加廣闊的施展空間，這使機(jī)電一體化發(fā)展成為一門完整的科學(xué)體系又邁了一大步。
3.機(jī)電一體化的未來發(fā)展趨勢(shì)
經(jīng)過半個(gè)世紀(jì)的歷練，機(jī)電一體化技術(shù)已經(jīng)在各個(gè)方面的都得到了很好的完善，通過在數(shù)控機(jī)床、柔性制造體系、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)以及工業(yè)機(jī)器人中的綜合應(yīng)用，機(jī)電一體化程度已經(jīng)成為提高企業(yè)集成度、合理優(yōu)化企業(yè)資源發(fā)揮企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力的重要標(biāo)準(zhǔn)。
3.1智能化
人工智能一直是近年來各界研究者關(guān)注的重點(diǎn)，通過利用數(shù)控設(shè)備讓機(jī)器來代替人類完成一些難度較高的工作是學(xué)者們致力研究的熱點(diǎn)課題。智能化簡(jiǎn)單描述起來就是在控制理論的基礎(chǔ)上，通過人工智能、運(yùn)籌學(xué)、模糊數(shù)學(xué)以及心理學(xué)等多種科學(xué)的綜合運(yùn)用，對(duì)機(jī)械設(shè)備的各種行為進(jìn)行描述，讓機(jī)器模擬人類智能從而讓機(jī)電一體化系統(tǒng)具有推理和判斷能力，以便人類能夠更加自由的控制設(shè)備行為。這不但是機(jī)械工業(yè)領(lǐng)域研究的重點(diǎn)內(nèi)容也是社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域關(guān)注的焦點(diǎn)。
3.2綠色環(huán)保
機(jī)電一體化的出現(xiàn)火速贏得大家的好評(píng)，究其原因，一方面源于該項(xiàng)技術(shù)對(duì)于人類物質(zhì)生活的極大豐富做出了突出貢獻(xiàn)，另一方面，機(jī)電一體化的實(shí)現(xiàn)使得資源過度開發(fā)等生態(tài)問題得到了有效改善。隨著可持續(xù)發(fā)展理念的提出，人們的環(huán)保意識(shí)不斷增強(qiáng)，對(duì)于生態(tài)環(huán)境的呵護(hù)越來越成為人們關(guān)注的重點(diǎn)，“綠色環(huán)保”將成為未來發(fā)展的一大亮點(diǎn)。目前，環(huán)保已經(jīng)被提到日程上來，任何符合環(huán)保理念的設(shè)計(jì)注定被人們所追捧，任何危及社會(huì)環(huán)境不利于可持續(xù)發(fā)展建設(shè)的產(chǎn)品也注定將被市場(chǎng)所淘汰。因此，在這種全球化大背景下，綠色環(huán)保的機(jī)電一體化產(chǎn)品的市場(chǎng)將一片繁榮。
3.3網(wǎng)絡(luò)化
機(jī)電一體化系統(tǒng)的火速發(fā)展離不開計(jì)算機(jī)技術(shù)的支撐。幾年來，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展日趨完善，人類活動(dòng)的各個(gè)領(lǐng)域均離不開網(wǎng)絡(luò)的輔助，尤其在實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)控制方面更是對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。除此之外，為使我國(guó)機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展跟上國(guó)際步伐，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的引入至關(guān)重要。網(wǎng)絡(luò)化不單純需要網(wǎng)絡(luò)將外界發(fā)展信息提供給國(guó)內(nèi)企業(yè)更要幫助國(guó)內(nèi)機(jī)電一體化產(chǎn)品打開國(guó)外市場(chǎng)。就目前發(fā)展看來，機(jī)電一體化技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了技術(shù)溝通零距離，如果能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備無人值守式運(yùn)行，那么機(jī)電一體化技術(shù)勢(shì)必將為人類的生活提供更多難以預(yù)計(jì)的便利。
3.4模塊化
模塊化管理在機(jī)電一體化產(chǎn)品的研發(fā)中屬于比較復(fù)雜但實(shí)用性很強(qiáng)的工程。對(duì)于各個(gè)控制單元、動(dòng)力單元做出相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)化衡量，使各單元之間的匹配性能更加良好，保證機(jī)電一體化系統(tǒng)下的各個(gè)模塊能夠機(jī)密聯(lián)系是實(shí)現(xiàn)模塊化發(fā)展的首要任務(wù)。模塊化性能的實(shí)現(xiàn)不但可以方便機(jī)電一體化產(chǎn)品的應(yīng)用，也簡(jiǎn)化了產(chǎn)品裝配和維修步驟。由此看來，機(jī)電一體化模塊將是未來機(jī)電一體化產(chǎn)品發(fā)展的主要方向，而該模塊化目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)要以引進(jìn)大量先進(jìn)技術(shù)和工藝為前提。
4.小結(jié)
機(jī)電一體化發(fā)展至今已經(jīng)逐漸成為了一門有著自身體系的系統(tǒng)科學(xué)，隨著科技社會(huì)的不斷進(jìn)步，也畢竟被賦予新的內(nèi)容。在信息技術(shù)高速發(fā)展的背景下，智能化、系統(tǒng)化、微型化、模塊化和綠色環(huán)保化將是機(jī)電一體化產(chǎn)品發(fā)展的主要方向。多種學(xué)科下的綜合發(fā)展才使機(jī)電一體化技術(shù)得以形成，所以作為各個(gè)領(lǐng)域的綜合發(fā)展的結(jié)晶，機(jī)電一體化產(chǎn)品有著其他產(chǎn)品所無法比擬的優(yōu)點(diǎn)。本著以提高社會(huì)生產(chǎn)效率、促進(jìn)工業(yè)企業(yè)快速發(fā)展的目標(biāo)，機(jī)電一體化產(chǎn)品的開發(fā)將會(huì)成為工業(yè)社會(huì)發(fā)展進(jìn)步的重要標(biāo)志。我們需要熟知的是，智能一體化產(chǎn)品的出現(xiàn)必將使人們的生活條件得到極大提升，大力推動(dòng)機(jī)電一體化系統(tǒng)的發(fā)展，是促使機(jī)械工業(yè)企業(yè)開辟新領(lǐng)域的必由之路，也是振興機(jī)械工業(yè)企業(yè)的必由之路。
【摘要】當(dāng)今世界電子技術(shù)迅速發(fā)展，微處理器、微型計(jì)算機(jī)在各技術(shù)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，對(duì)各領(lǐng)域技術(shù)的發(fā)展起到了極大的推動(dòng)作用。一個(gè)較完善的機(jī)電一體化系統(tǒng)，應(yīng)包含以下幾個(gè)基本要素：機(jī)械本體、動(dòng)力與驅(qū)動(dòng)部分、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳感測(cè)試部分、控制及信息處理部分。機(jī)電一體化是系統(tǒng)技術(shù)、計(jì)算機(jī)與信息處理技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、檢測(cè)傳感技術(shù)、伺服傳動(dòng)技術(shù)和機(jī)械技術(shù)等多學(xué)科技術(shù)領(lǐng)域綜合交叉的技術(shù)密集型系統(tǒng)工程。新一代的CNC系統(tǒng)這類典型機(jī)電一體化產(chǎn)品正朝著高性能、智能化、系統(tǒng)化以及輕量、微型化方向發(fā)展。
【關(guān)鍵詞】機(jī)電一體化發(fā)展趨勢(shì)應(yīng)用概要
一、機(jī)電一體化概要
機(jī)電一體化是指在機(jī)構(gòu)得主功能、動(dòng)力功能、信息處理功能和控制功能上引進(jìn)電子技術(shù)，將機(jī)械裝置與電子化設(shè)計(jì)及軟件結(jié)合起來所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱。
機(jī)電一體化發(fā)展至今也已成為一門有著自身體系的新型學(xué)科，隨著科學(xué)技術(shù)的不但發(fā)展，還將被賦予新的內(nèi)容。但其基本特征可概括為：機(jī)電一體化是從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā)，綜合運(yùn)用機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、傳感測(cè)控技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)、信息變換技術(shù)以及軟件編程技術(shù)等群體技術(shù)，根據(jù)系統(tǒng)功能目標(biāo)和優(yōu)化組織目標(biāo)，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質(zhì)量、高可靠性、低能耗的意義上實(shí)現(xiàn)特定功能價(jià)值，并使整個(gè)系統(tǒng)最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術(shù)。由此而產(chǎn)生的功能系統(tǒng)，則成為一個(gè)機(jī)電一體化系統(tǒng)或機(jī)電一體化產(chǎn)品。
因此，“機(jī)電一體化”涵蓋“技術(shù)”和“產(chǎn)品”兩個(gè)方面。只是，機(jī)電一體化技術(shù)是基于上述群體技術(shù)有機(jī)融合的一種綜合技術(shù)，而不是機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)以及其它新技術(shù)的簡(jiǎn)單組合、拼湊。這是機(jī)電一體化與機(jī)械加電氣所形成的機(jī)械電氣化在概念上的根本區(qū)別。機(jī)械工程技術(shù)有純技術(shù)發(fā)展到機(jī)械電氣化，仍屬傳統(tǒng)機(jī)械，其主要功能依然是代替和放大的體力。但是發(fā)展到機(jī)電一體化后，其中的微電子裝置除可取代某些機(jī)械部件的原有功能外，還能賦予許多新的功能，如自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)處理信息、自動(dòng)顯示記錄、自動(dòng)調(diào)節(jié)與控制自動(dòng)診斷與保護(hù)等。即機(jī)電一體化產(chǎn)品不僅是人的手與肢體的延伸，還是人的感官與頭腦的眼神，具有智能化的特征是機(jī)電一體化與機(jī)械電氣化在功能上的本質(zhì)區(qū)別。
二、機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)
機(jī)電一體化是機(jī)械、微電子、控制、計(jì)算機(jī)、信息處理等多學(xué)科的交叉融合，其發(fā)展和進(jìn)步有賴于相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，其主要發(fā)展方向有數(shù)字化、智能化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化、人性化、微型化、集成化、帶源化和綠色化。
1、數(shù)字化微控制器及其發(fā)展奠定了機(jī)電產(chǎn)品數(shù)字化的基礎(chǔ)，如不斷發(fā)展的數(shù)控機(jī)床和機(jī)器人；而計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的迅速崛起，為數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造鋪平了道路，如虛擬設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)集成制造等。數(shù)字化要求機(jī)電一體化產(chǎn)品的軟件具有高可靠性、易操作性、可維護(hù)性、自診斷能力以及友好人機(jī)界面。數(shù)字化的實(shí)現(xiàn)將便于遠(yuǎn)程操作、診斷和修復(fù)。
2、智能化即要求機(jī)電產(chǎn)品有一定的智能，使它具有類似人的邏輯思考、判斷推理、自主決策等能力。例如在CNC數(shù)控機(jī)床上增加人機(jī)對(duì)話功能，設(shè)置智能I/O接口和智能工藝數(shù)據(jù)庫(kù)，會(huì)給使用、操作和維護(hù)帶來極大的方便。隨著模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、灰色理論、小波理論、混沌與分岔等人工智能技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，為機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展開辟了廣闊天地。
3、模塊化由于機(jī)電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、動(dòng)力接口、環(huán)境接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元模塊是一項(xiàng)復(fù)雜而有前途的工作。如研制具有集減速、變頻調(diào)速電機(jī)一體的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)單元；具有視覺、圖像處理、識(shí)別和測(cè)距等功能的電機(jī)一體控制單元等。這樣，在產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)時(shí)，可以利用這些標(biāo)準(zhǔn)模塊化單元迅速開發(fā)出新的產(chǎn)品。
4、網(wǎng)絡(luò)化由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾。而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機(jī)電一體化產(chǎn)品，現(xiàn)場(chǎng)總線和局域網(wǎng)技術(shù)使家用電器網(wǎng)絡(luò)化成為可能，利用家庭網(wǎng)絡(luò)把各種家用電器連接成以計(jì)算機(jī)為中心的計(jì)算機(jī)集成家用電器系統(tǒng)，使人們?cè)诩依锟沙浞窒硎芨鞣N高技術(shù)帶來的好處，因此，機(jī)電一體化產(chǎn)品無疑應(yīng)朝網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。
5、人性化機(jī)電一體化產(chǎn)品的最終使用對(duì)象是人，如何給機(jī)電一體化產(chǎn)品賦予人的智能、情感和人性顯得愈來愈重要，機(jī)電一體化產(chǎn)品除了完善的性能外，還要求在色彩、造型等方面與環(huán)境相協(xié)調(diào)，使用這些產(chǎn)品，對(duì)人來說還是一種藝術(shù)享受，如家用機(jī)器人的最高境界就是人機(jī)一體化。
6、微型化微型化是精細(xì)加工技術(shù)發(fā)展的必然，也是提高效率的需要。微機(jī)電系統(tǒng)（Micro Electronic Mechanical Systems，簡(jiǎn)稱MEMS）是指可批量制作的，集微型機(jī)構(gòu)、微型傳感器、微型執(zhí)行器以及信號(hào)處理和控制電路，直至接口、通信和電源等于一體的微型器件或系統(tǒng)。自1986年美國(guó)斯坦福大學(xué)研制出第一個(gè)醫(yī)用微探針，1988年美國(guó)加州大學(xué)Berkeley分校研制出第一個(gè)微電機(jī)以來，國(guó)內(nèi)外在MEMS工藝、材料以及微觀機(jī)理研究方面取得了很大進(jìn)展，開發(fā)出各種MEMS器件和系統(tǒng)，如各種微型傳感器（壓力傳感器、微加速度計(jì)、微觸覺傳感器），各種微構(gòu)件（微膜、微粱、微探針、微連桿、微齒輪、微軸承、微泵、微彈簧以及微機(jī)器人等）。
7、集成化集成化既包含各種技術(shù)的相互滲透、相互融合和各種產(chǎn)品不同結(jié)構(gòu)的優(yōu)化與復(fù)合，又包含在生產(chǎn)過程中同時(shí)處理加工、裝配、檢測(cè)、管理等多種工序。為了實(shí)現(xiàn)多品種、小批量生產(chǎn)的自動(dòng)化與高效率，應(yīng)使系統(tǒng)具有更廣泛的柔性。首先可將系統(tǒng)分解為若干層次，使系統(tǒng)功能分散，并使各部分協(xié)調(diào)而又安全地運(yùn)轉(zhuǎn)，然后再通過軟、硬件將各個(gè)層次有機(jī)地聯(lián)系起來，使其性能最優(yōu)、功能最強(qiáng)。
8、仿生物系統(tǒng)化方向？？今后的機(jī)電一體化裝置對(duì)信息的依賴性很大，并且往往在結(jié)構(gòu)上處于“靜態(tài)”時(shí)不穩(wěn)定，但在動(dòng)態(tài)（工作）時(shí)卻是穩(wěn)定的。這有點(diǎn)類似于活的生物：當(dāng)控制系統(tǒng)（大腦）停止工作時(shí)，生物便“死亡”，而當(dāng)控制系統(tǒng)（大腦）工作時(shí)，生物就很有活力。就目前情況看，機(jī)電一體化產(chǎn)品雖然有仿生物系統(tǒng)化方向發(fā)展的趨勢(shì)，但還有一段很漫長(zhǎng)的道路要走。