范基華

摘 要：隨著科技的發(fā)展，對(duì)機(jī)電一體化的要求越來越高。所謂的機(jī)電一體化主要是指根據(jù)系統(tǒng)的主要功能、控制功能引入的電子技術(shù)，使電子和機(jī)械設(shè)備相結(jié)合，形成一個(gè)統(tǒng)一的具有自動(dòng)化性能的系統(tǒng)。分析機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，希望可以促進(jìn)相關(guān)部門的工作，并提供一些有益的參考。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化技術(shù) 發(fā)展 應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TH-39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-3973（2013）009-051-02

1 機(jī)電一體化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

1.1 提高了使用的性能

機(jī)電一體化產(chǎn)品大多數(shù)是使用數(shù)字顯示和程序控制這種先進(jìn)的技術(shù)，在進(jìn)行控制的時(shí)候都是利用產(chǎn)品控制平面上的按鈕進(jìn)行控制，而且做到了按鈕與操作手柄的數(shù)量最小化，使得操作更加方便和簡(jiǎn)單，系統(tǒng)的自動(dòng)化程度顯著地提高。機(jī)電一體化產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中，都是利用內(nèi)部的電子控制系統(tǒng)的預(yù)制程度進(jìn)行自動(dòng)指揮，采用重復(fù)的動(dòng)作來實(shí)現(xiàn)所有需要完成的生產(chǎn)步驟。尤其是在這個(gè)階段，技術(shù)一流的機(jī)電一體化產(chǎn)品，都是通過控制對(duì)象參數(shù)變化的外部環(huán)境來實(shí)現(xiàn)最好地工作程序，以達(dá)到最佳地自動(dòng)運(yùn)行。

1.2 調(diào)試和養(yǎng)護(hù)更方便

這種控制方案的優(yōu)點(diǎn)是，它使產(chǎn)品在不改變?nèi)魏闻浼糠只蛘卟桓淖儺a(chǎn)品某些部分的情況下，只需要通過直接輸入到機(jī)電一體化產(chǎn)品操作系統(tǒng)上的程序，對(duì)程序進(jìn)行相應(yīng)的變動(dòng)或者進(jìn)行基于基礎(chǔ)上的更新過程就可以完成產(chǎn)品的調(diào)試改進(jìn)。此外，對(duì)于一些具有存儲(chǔ)功能的機(jī)電一體化產(chǎn)品，企業(yè)可以通過對(duì)預(yù)先安裝在系統(tǒng)中不同的程序的執(zhí)行，可以有效避免重復(fù)安裝的情況出現(xiàn)，機(jī)電一體化的系統(tǒng)也可以隨時(shí)根據(jù)產(chǎn)品需要，對(duì)目標(biāo)進(jìn)行變動(dòng)，這時(shí)程序會(huì)自動(dòng)更換操作，使得工作效率得到明顯的提高。機(jī)電一體化系統(tǒng)還具有自動(dòng)化監(jiān)控、巡檢功能，可以使產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中一旦出現(xiàn)設(shè)備故障，該設(shè)備可以及時(shí)作出反應(yīng)，并采取適當(dāng)?shù)募m正措施，以確保機(jī)電一體化設(shè)備的正常運(yùn)行。

1.3 安全性能得到改進(jìn)

機(jī)電一體化產(chǎn)品具有自動(dòng)報(bào)警、自動(dòng)監(jiān)控、自動(dòng)保護(hù)、自動(dòng)診斷等功能，這相比于傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)備在安全性能上取得了巨大的進(jìn)步，使得設(shè)備的安全性能得到有力的保障。目前的機(jī)電一體化產(chǎn)品在工作的過程中，一旦出現(xiàn)故障，就可以自動(dòng)采取有效的防護(hù)措施，消除安全風(fēng)險(xiǎn)，在一定程度上，對(duì)設(shè)備以及設(shè)備的操作人員的安全起到了保護(hù)作用。

1.4 生產(chǎn)質(zhì)量得到提高

機(jī)電一體化產(chǎn)品通常都具有自動(dòng)控制功能和自動(dòng)信息處理功能，正因?yàn)榫哂羞@樣的特點(diǎn)，在對(duì)生產(chǎn)產(chǎn)品的檢測(cè)精度、生產(chǎn)的靈敏度、生產(chǎn)的范圍等多個(gè)方面都取得了顯著地提高，通過自動(dòng)生產(chǎn)控制系統(tǒng)，機(jī)電一體化產(chǎn)品可以避免從操作者的主觀想法上對(duì)產(chǎn)品造成影響，在生產(chǎn)的過程中完全按照預(yù)定的程序，執(zhí)行所需的操作，有效的確保了機(jī)械的使用性能，確保了設(shè)備的生產(chǎn)能力得以實(shí)現(xiàn)，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。

1.5 適用的范圍更廣

相比傳統(tǒng)的機(jī)械和電氣產(chǎn)品，機(jī)電一體化產(chǎn)品不再局限于單一功能，也不再受到單一的技術(shù)限制，這類產(chǎn)品具有復(fù)雜的技術(shù)和先進(jìn)的功能，大大提高了產(chǎn)品的自動(dòng)化程度和產(chǎn)品的功能水平，使得這類產(chǎn)品的生產(chǎn)、使用范圍越來越大。

2 機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展

相比于歐洲和美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家的機(jī)電一體化技術(shù)，我國(guó)相關(guān)技術(shù)的研究起步較晚，應(yīng)用的范圍也沒有這些國(guó)家廣泛，但是機(jī)電一體化技術(shù)技術(shù)的先進(jìn)性是與目共睹的。進(jìn)入新世紀(jì)后，我國(guó)為了加速機(jī)電一體化技術(shù)的不斷更高、更優(yōu)的發(fā)展，從國(guó)家政府機(jī)構(gòu)就成立了相關(guān)的部門進(jìn)行管理，并成立了專門的領(lǐng)導(dǎo)小組，負(fù)責(zé)這項(xiàng)技術(shù)的研究開發(fā)。尤其是近幾年高科技技術(shù)的飛躍式發(fā)展以及信息化技術(shù)在機(jī)電一體化技術(shù)中得到的大量應(yīng)用，使得我國(guó)的機(jī)電一體化技術(shù)通過整體努力已取得了很大進(jìn)展。當(dāng)然相比于歐美以及日韓等國(guó)家，我們?nèi)杂幸欢ǖ牟罹啵@種差距正在逐步縮小。目前國(guó)內(nèi)機(jī)電集體化的發(fā)展方向主要包括以下幾個(gè)方面的內(nèi)容。

2.1 智能化

機(jī)電一體化產(chǎn)品的智能化，主要體現(xiàn)在四個(gè)方面：

（1）利用專家系統(tǒng)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)，專家系統(tǒng)是指采用相關(guān)的智能化的解題軟件，對(duì)一些解決不了的問題進(jìn)行解決，在這個(gè)智能化的軟件之中總結(jié)了大量的相關(guān)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，這些資料變換成為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)符號(hào)語言，并使用專家控制策略和推理，集中解決同行業(yè)中的相對(duì)比較難的問題，可以多種智能識(shí)別軟件，增加高層次的數(shù)控專家系統(tǒng)，有效提高機(jī)電一體化產(chǎn)品的智能化水平；

（2）采用模糊邏輯控制技術(shù)，在這個(gè)階段，技術(shù)已廣泛應(yīng)用于信號(hào)模擬，利用人們的思維方式模擬顯示不準(zhǔn)確的信息工具；

（3）利用智能工程技術(shù)，它可以自動(dòng)處理各類知識(shí)，是一個(gè)高層次的信息處理和數(shù)據(jù)處理技術(shù)，智能工程技術(shù)系統(tǒng)知識(shí)在各自的領(lǐng)域要比相關(guān)專家對(duì)工程研究的內(nèi)容更多更廣；

（4）人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，它實(shí)際上是大量的簡(jiǎn)單處理單元連接在一起，利用廣泛復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和高非線性系統(tǒng)的適應(yīng)能力，采用較強(qiáng)的計(jì)算機(jī)應(yīng)用技能和高度容錯(cuò)能力，主要用于解決不精確和模糊的信息處理等問題。

2.2 微型化

在正常情況下，比較微型的設(shè)備也容易出現(xiàn)一些新的科學(xué)問題，這也是在研究中需要解決的。比如，有的工藝對(duì)表面性能和表面特性的微結(jié)構(gòu)的要求較高，需要更精確、更復(fù)雜的要求，也會(huì)對(duì)集成電路的方向產(chǎn)生影響。在我國(guó)的微型化的機(jī)電一體化技術(shù)研究中，眾多的科研人員對(duì)不斷完善結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并進(jìn)行改進(jìn)，使系統(tǒng)設(shè)備實(shí)現(xiàn)微型化的特點(diǎn)，并對(duì)設(shè)計(jì)系統(tǒng)進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)，同時(shí)引入虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。

2.3 網(wǎng)絡(luò)化

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的在上世紀(jì)后期得到應(yīng)用，目前網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的已經(jīng)取得了飛速發(fā)展，在多個(gè)領(lǐng)域都得到了大量的應(yīng)用，已經(jīng)成為人們生產(chǎn)生活必不可少的元素之一。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，促進(jìn)了機(jī)電一體化新產(chǎn)品的研究和開發(fā)，縮短了研究和開發(fā)的周期，使得研發(fā)能力得到提高，產(chǎn)品的更新?lián)Q代更快，想要在全世界范圍內(nèi)使得產(chǎn)品的銷售更快，更受客戶的歡迎，就需要產(chǎn)品的質(zhì)量更好，產(chǎn)品的性能更優(yōu)越。

2.4 人性化

所謂的機(jī)電一體化技術(shù)的人性化，就是在進(jìn)行機(jī)電一體化設(shè)計(jì)的時(shí)候，充分考慮到人的因素，在設(shè)計(jì)中盡量減少人對(duì)設(shè)備的操作，使設(shè)備的自動(dòng)化程度得到提高，減少因?yàn)槿藶椴僮鲗?duì)機(jī)電一體化產(chǎn)品造成的影響。由于自動(dòng)化程度的提高，人進(jìn)行操作的次數(shù)和步驟減少，操作者的安全系數(shù)更高，通過對(duì)技術(shù)以及工藝的不斷改進(jìn)和完善，實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展，使人與設(shè)備實(shí)現(xiàn)和諧統(tǒng)一。

2.5 綠色環(huán)保化

社會(huì)的發(fā)展，給人們的生活和工作環(huán)境帶來了很大的變化，人們更加注重舒適的生活，在人們的日常生活中，更注重資源的可持續(xù)利用，注重環(huán)保。而綠色產(chǎn)品概念的出現(xiàn)，是隨著人們消費(fèi)觀念的轉(zhuǎn)變而出現(xiàn)的。所謂的綠色產(chǎn)品，就是在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造和使用的過程中，不產(chǎn)生對(duì)環(huán)境有害的物質(zhì)，實(shí)現(xiàn)環(huán)?；?、綠色化，符合社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的要求。因此，機(jī)電一體化設(shè)備這種綠色產(chǎn)品的研究和發(fā)展是社會(huì)發(fā)展必然的需求，也是機(jī)電一體化產(chǎn)品研究的必然方向，只有實(shí)現(xiàn)其高效、環(huán)保的特點(diǎn)，才能贏得更廣闊的市場(chǎng)發(fā)展空間。

2.6 靈活性化

機(jī)電一體化產(chǎn)品在未來的發(fā)展過程中，必須保證控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)和系統(tǒng)的實(shí)施有足夠的冗余操作空間，也就是要有“靈活性”，這樣可以更好地應(yīng)對(duì)突發(fā)事件，也更便于對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行資源的科學(xué)合理分配。在這樣一個(gè)靈活的系統(tǒng)中，每個(gè)子系統(tǒng)都可以進(jìn)行獨(dú)立工作，都有自身的約束性，但是同時(shí)也在為整個(gè)系統(tǒng)服務(wù)，可以根據(jù)環(huán)境的變化產(chǎn)生不同的反應(yīng)，子系統(tǒng)可以同時(shí)生成自己的信息的附加信息。這種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在一方面增加了系統(tǒng)的適應(yīng)性，在另一方面子系統(tǒng)故障不會(huì)影響到整個(gè)系統(tǒng)的操作。

3 結(jié)語

綜上所述，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)也會(huì)取得不斷的進(jìn)步和發(fā)展，并逐步利用各種學(xué)科和其他方面發(fā)展的最新成果，向采用微電子技術(shù)以及智能化、網(wǎng)絡(luò)化、環(huán)?；l(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1] 劉偉鵬.對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展思考[J].華東科技：學(xué)術(shù)版，2012（10）.

[2] 石美峰.機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展與思考[J].山西焦煤科技，2007（03）.

[3] 李娟.機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展與思考[J].硅谷，2012（11）.