試探機電一體化技術(shù)發(fā)展趨勢

1 機電一體化概述
機電一體化技術(shù)目前經(jīng)歷了3 個(gè)發(fā)展階段，在20 世紀60年代以前為*階段（初級階段）。在這一階段，人們?yōu)榱颂嵘龣C械產(chǎn)品生產(chǎn)力，將電子技術(shù)融入機械設備控制當中，以完善設備性能。在這個(gè)階段，技術(shù)研發(fā)還處于自發(fā)性狀態(tài)，電子技術(shù)與機械設備結合得還不夠深入。20 世紀70 年-80年底，機電一體化進(jìn)入了快速發(fā)展階段。在這一時(shí)期，無(wú)論是控制技術(shù)、計算機技術(shù)，還是通信技術(shù)等，均有了的發(fā)展，為機體一體化提供了良好的，相關(guān)技術(shù)也得到快速普及，并受到了世界各國關(guān)注。進(jìn)入20 世紀90 年代后，機電一體化已經(jīng)逐漸朝著(zhù)智能化方向發(fā)展，此時(shí)機電一體化技術(shù)就已經(jīng)進(jìn)入了深入發(fā)展期。微加工技術(shù)、光學(xué)技術(shù)、信息化技術(shù)逐漸融入機電一體化當中，同時(shí)機電一體化系統分析方法、集成方法機建模設計等愈來(lái)愈成熟，再加上神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)等高新技術(shù)的支持，為機電一體化快速發(fā)展提供了充足的動(dòng)力，也讓機電一體化技術(shù)有了更大的應用空間。與歐美、日本等國家相比，我國機電一體化起步較晚，從20 世紀80 年代才逐步涉及該領(lǐng)域。但國家對機電一體化發(fā)展十分重視，并制定了相關(guān)扶持政策。國內很多大型企業(yè)、科研院校等在機電一體化領(lǐng)域做了大量工作，部分技術(shù)已經(jīng)接近水平，取得了令人矚目的成果。
2 機電一體化應用現狀
機電一體化技術(shù)應用范圍十分廣泛，主要涵蓋了以下幾個(gè)領(lǐng)域：
（1）數控機床。數控機床是機電一體化的典型技術(shù)產(chǎn)品。數控機床的精度及效率是傳統普通機床*的。在構造方面，借助多CPU 技術(shù)，數控機床已經(jīng)實(shí)現了構造的總線(xiàn)式與緊湊型，同時(shí)還實(shí)現了模塊化。在功能方面，通過(guò)WOP 技術(shù)實(shí)現了數控機床的智能化。以模塊化軟件設計、大容量存儲器、單片機作為支持，讓數控機床的精度及操控性有了大幅度提升。我國在數控機床領(lǐng)域與先進(jìn)水平還存在一定差距。目前，我國中數控機床市場(chǎng)基本被進(jìn)口產(chǎn)品所占領(lǐng)。特別是在市場(chǎng)，國內產(chǎn)品*僅為4% 上下，技術(shù)實(shí)力依然有待提升。
（2）工業(yè)機器人。工業(yè)機器人也是機電一體化技術(shù)的重要應用領(lǐng)域之一。工業(yè)機器人可謂是機電一體化技術(shù)的載體。在機電一體化技術(shù)的支持下，如今的智能化工業(yè)機器人已經(jīng)能夠進(jìn)行復雜的邏輯思維。借助傳感器技術(shù)，能夠對周?chē)h(huán)境做出有效感知，從而做出正確的決策及判斷。多元化的傳感器與智能運算系統相結合，能夠進(jìn)一步增強工業(yè)機器人的環(huán)境適應能力，使其具備行動(dòng)獨立性，進(jìn)一步提升其應用范圍及工作效率。
（3）計算機集成與制造系統。利用機電一體化技術(shù)，可將分散制造系統進(jìn)行組合，從而實(shí)現全局動(dòng)態(tài)化控制。計算機集成與制造系統打破了各個(gè)系統之間的屏障，讓企業(yè)生產(chǎn)集成度得到了大幅度提升，促進(jìn)了各生產(chǎn)要素的配置優(yōu)化，能夠進(jìn)一步發(fā)揮各生產(chǎn)要素的功能及價(jià)值，有利于提升整體生產(chǎn)效能。
3 機電一體化發(fā)展趨勢分析
3.1 網(wǎng)絡(luò )化
網(wǎng)絡(luò )化是機電一體化技術(shù)重要的發(fā)展趨勢之一。如今計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò )技術(shù)及信息技術(shù)已經(jīng)十分成熟。網(wǎng)絡(luò )信息化技術(shù)推動(dòng)社會(huì )生產(chǎn)變革，也讓人們的生活發(fā)生了“翻天覆地”的變化。一方面，網(wǎng)絡(luò )信息化技術(shù)為機電一體化提供了可靠的。借助相關(guān)技術(shù)，能夠實(shí)現各類(lèi)遠程監控、操控，各類(lèi)遠程控制終端設備本身就是機電一體化產(chǎn)品?，F場(chǎng)總線(xiàn)及局域網(wǎng)技術(shù)的成熟，能夠讓各類(lèi)設備以計算機為中心，形成計算機集成系統，讓整個(gè)生產(chǎn)系統變得更為完善，其功能也更為健全。另一方面，網(wǎng)絡(luò )環(huán)境為機電一體化產(chǎn)品營(yíng)銷(xiāo)提供了良好途徑。只要產(chǎn)品功能、質(zhì)量可靠，借助網(wǎng)絡(luò )信息傳播，能夠讓人們迅速了解相關(guān)產(chǎn)品及特點(diǎn)，借助線(xiàn)上銷(xiāo)售進(jìn)一步擴大營(yíng)銷(xiāo)范圍。
3.2 區域模塊化
對機電一體化產(chǎn)品進(jìn)行模塊化處理，讓每個(gè)單元單獨負責一項功能。即便某個(gè)模塊出現問(wèn)題，但并不會(huì )影響到其他模塊工作，有利于提升設備工作的穩定性。這些模塊也能夠相互串聯(lián)，形成一個(gè)體系，讓設備具備豐富的功能。模塊化能夠對相應的控制單元機動(dòng)力單元做出標準化衡量，能夠讓單元之間匹配更優(yōu)的性能。同時(shí)能夠將產(chǎn)品相關(guān)功能集中在區域模塊上，能夠進(jìn)一步提升產(chǎn)品的可轉配性、維修性等。當然，要實(shí)現模塊化就必須制定各項接口標準，能夠讓各個(gè)部件、單元有效匹配。利用標準化單元也能夠縮短產(chǎn)品研發(fā)周期，并快速擴大生產(chǎn)規模。
3.3 智能化
智能化是機電一體化發(fā)展的重點(diǎn)方法。智能化即保證機電一體化產(chǎn)品具備一定的智能性，能夠具備與人類(lèi)邏輯思維相似的功能，可進(jìn)行自主決策、自動(dòng)推理、自我診斷維護等。例如，在CNC 數控機床上借助智能化技術(shù)可實(shí)現人機交互對話(huà)。再加上工藝數據庫、智能I/O 接口的支持，有利于提升設備效率，也能夠為設備后期維護、升級提供便捷。近年來(lái)，隨著(zhù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)、小波理論、模糊控制等的不斷成熟，催使機電一體化達到了一個(gè)新的發(fā)展階段。
智能化技術(shù)賦予了機電一體化設備更為強大運算能力及感知能力，進(jìn)一步擴大了相關(guān)設備的應用范圍。
3.4 環(huán)?；?br />工業(yè)的快速發(fā)展，提升了人們的生活質(zhì)量，但同時(shí)也產(chǎn)生了巨大的資源消耗，并導致了生態(tài)環(huán)境污染、破壞。在這種情況下，機電一體化設備綠色環(huán)?；灿鷣?lái)愈受到重視。在設備設計過(guò)程中，通過(guò)融入綠色環(huán)保理念，保證設備使用時(shí)不會(huì )對周?chē)鷳B(tài)環(huán)境產(chǎn)生危害。即便設備損壞或報廢后，相關(guān)模塊或零件也可回收使用，充當二次資源利用。
結語(yǔ)
機電一體化設備在相關(guān)下，各方面均在不斷完善，其應用范圍也在不斷擴大。在機電一體化技術(shù)發(fā)展過(guò)程中，機械本體技術(shù)依然具備了一定的改善空間。通過(guò)改善機械本體性能、降低機械本體質(zhì)量、提升機械本體精度，借助新型復合材料對設備結構進(jìn)行完善，可獲得小型化驅動(dòng)系統，有利于提升設備適應性。同時(shí)，要進(jìn)一步加強傳感技術(shù)研發(fā)。從靈敏性、可靠性、性方向著(zhù)手，獲得性能更優(yōu)，可適應各種環(huán)境的傳感器，有利于提升機電一體化設備生產(chǎn)控制精度及動(dòng)態(tài)監控能力。另外，在驅動(dòng)技術(shù)方面，也需要進(jìn)一步完善。目前，電機內部集控制組件、傳感器以及電機為一體的伺服驅動(dòng)單元研發(fā)已日趨成熟，為相關(guān)設備驅動(dòng)奠定了良好基礎?？傮w上來(lái)看，機電一體化設備在部分技術(shù)領(lǐng)域、環(huán)節上有待進(jìn)一步改善。
在加強技術(shù)研發(fā)的同時(shí)，也要注重技術(shù)成果轉化，加快新技術(shù)推廣步伐，從而獲得更多成熟化的設備產(chǎn)品。