機電一體化向智能化邁進

梁安邦

摘 要 現(xiàn)階段在我國的機電行業(yè)中，各項技術(shù)都得到了一定的發(fā)展，機電一體化水平也越來越高，機電一體化因此受到了社會各界的廣泛關(guān)注，這從另一方面也就說明了機電一體化是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果。機電一體化技術(shù)是一種綜合性很高的技術(shù)，涉及的有機械、電子及信息技術(shù)等內(nèi)容，目前其主要是被應(yīng)用在自動生產(chǎn)設(shè)備中，其他領(lǐng)域應(yīng)用還不是很廣泛，為促進機電一體化技術(shù)的更好發(fā)展，文章在概述了機電一體化的相關(guān)內(nèi)容后，從機電一體化發(fā)展進程入手，分析了機電一體化向智能化邁進的趨勢。

【關(guān)鍵詞】機電一體化 發(fā)展過程 智能化

機電一體化源于西方國家，最早主要是集合了機械技術(shù)、電子技術(shù)以及計算機技術(shù)，后期經(jīng)過多年的發(fā)展也被引入到我國的機電行業(yè)中。機電一體化技術(shù)在國外的發(fā)展比較早，近些年經(jīng)過不斷的發(fā)展和完善，國外在該領(lǐng)域的理論知識和實際應(yīng)用都比較成熟，所以其應(yīng)用也比較廣泛，且應(yīng)用效果較顯著。但是相對于西方發(fā)達國家，我國的機電一體化技術(shù)發(fā)展的比較晚，所以理論知識可能還不是很系統(tǒng)，但是相關(guān)領(lǐng)域的工作人員一直致力于對這方面內(nèi)容的研究，部門領(lǐng)域也取得了不錯的成效。然而現(xiàn)代社會是智能化社會，要確保機電一體化的有效發(fā)展，就必須分析機電一體化向智能化邁進的趨勢，以此保障其發(fā)展方向的正確性。

1 機電一體化概述

正如上文所講最早機電一體化技術(shù)只是融合了機械、電子以及計算機技術(shù)，但在現(xiàn)代社會的影響下，很多新型的微控電子技術(shù)、智能自動化等也被融入到機電一體化技術(shù)中。按照有關(guān)理論基礎(chǔ)研究，也可認為其是結(jié)合各系統(tǒng)的功能特點對組成要素進行系統(tǒng)性的分析和研究，然后將其融合起來進行有效的工作，在系統(tǒng)中通過信息流動實現(xiàn)對微電子系統(tǒng)地控制，最終產(chǎn)生規(guī)律性的能量與物質(zhì)運動。

2 機電一體化的發(fā)展進程

2.1 數(shù)控機床階段

數(shù)控機床階段，起源于上世紀六十年代，但是人們自然會用電子技術(shù)的初步結(jié)果改善機械產(chǎn)品性能，數(shù)控機床就是此階段的重要產(chǎn)物，但因電子技術(shù)的發(fā)展限制使得開發(fā)的產(chǎn)品應(yīng)用不是很廣泛。

2.2 微電子技術(shù)階段

這一階段機電一體化技術(shù)開始被用在工業(yè)設(shè)計與制造中，對促進了工業(yè)化生產(chǎn)的發(fā)展。比如在當(dāng)時的汽車行業(yè)中微電子產(chǎn)品基本占產(chǎn)品總數(shù)的七成以上，后來又引入了集成電路，進而提升了制造精度，基本實現(xiàn)了信息化應(yīng)用。

2.3 PLC控制階段

進入這一發(fā)展階段顯示了機電一體化的可編程控制發(fā)展。第三階段的發(fā)展時間比較長，主要是完成了單機向多CPU控制轉(zhuǎn)變的發(fā)展過程。PLC機電一體化的常用控制有SCADA、DCS及ESD系統(tǒng)。在PLC控制階段的發(fā)展后期，其還完成了現(xiàn)場總線布設(shè)，實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用。

2.4 新技術(shù)階段

在PLC階段的發(fā)展基礎(chǔ)上機電一體化最終完成了新技術(shù)的應(yīng)用。第四階段的新技術(shù)主要是：

2.4.1 信息技術(shù)

信息技術(shù)，即應(yīng)用信息處理的方式獲得并加工機電信息，以此提升機電一體化技術(shù)的經(jīng)濟效益，比如傳感技術(shù)及通信技術(shù)都屬于信息技術(shù)。

2.4.2 模糊技術(shù)

模糊技術(shù)，顧名思義其主要是處理模糊信息，突破傳統(tǒng)固定的邏輯思維約束。

2.4.3 激光技術(shù)

激光技術(shù)，提升了技術(shù)的集中控制度，主要用在穿孔和打孔中。

3 機電一體化向智能化的邁進趨勢分析

在上世紀九十年代后期，國外的很多發(fā)達國家逐步開始了機電一體化向智能化方向邁進的趨勢。當(dāng)時的微控制器發(fā)展為機電產(chǎn)品數(shù)字化發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)，再加上計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展，整體上就為數(shù)字化設(shè)計和制造提供了很好的平臺，比如虛擬設(shè)計技術(shù)以及計算機集成制造技術(shù)等。但是要實現(xiàn)數(shù)字化，在機電一體化產(chǎn)品的可靠度、操作性等方面的要求就會更高一些。為滿足上述種種要求，就要保證機電一體化產(chǎn)品的智能性，主要是確保其能具備和人類思維邏輯相似的功能，以此進行判斷推理、自主決策，還能方便遠程操作、診斷以及維修。舉例說明，比如在CNC數(shù)控機床上增添人機對話功能，同時還布設(shè)智能I/O接口以及工藝數(shù)據(jù)庫，這樣就能方便后期的操作級維護。近幾年，在模糊控制、小波理論以及混神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等智能技術(shù)的影響下機電一體化技術(shù)的發(fā)展又進入了新的階段。因為不論如何機電一體化產(chǎn)品的使用者都是人類，所以怎樣賦予機電一體化產(chǎn)品一定的情感，使其更加人性化就顯得很重要，這同樣也就要求后期發(fā)展中不僅要關(guān)注產(chǎn)品性能，還應(yīng)該重視其色彩、形態(tài)等內(nèi)容與環(huán)境的協(xié)調(diào)性，這樣人類使用時就會有藝術(shù)享受，家用機器人就是一種典型的代表。另外現(xiàn)代社會的主要問題是資源短缺和環(huán)境惡化，所以，為保證實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，在機電一體化發(fā)展中也應(yīng)該注意綠色產(chǎn)品概念。對這點而言也就是要求設(shè)計、制造的產(chǎn)品使用時不會造成環(huán)境污染，而且在產(chǎn)品報廢后還能進行分解和再生利用。綜上所述，在機電一體化向智能化邁進地過程中，還應(yīng)該注重產(chǎn)品的環(huán)保化，這樣才能保障機電一體化技術(shù)發(fā)展的有效性和正確性。

4 結(jié)束語

總而言之，智能化是現(xiàn)代社會整體的發(fā)展方向，所以確保機電一體化技術(shù)能符合時代發(fā)展的要求，就必須研究其智能化邁進的趨勢，這同樣也是機電一體化技術(shù)發(fā)展地必然趨勢，為此要求相關(guān)人員應(yīng)該在明確機電一體化基礎(chǔ)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，結(jié)合其發(fā)展進程加強對其智能化邁進趨勢地進一步研究，以此促進機電一體化技術(shù)的更好更快發(fā)展。

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作者單位

大連市第八中學(xué) 遼寧省大連市 116021