機(jī)械電氣一體化技術(shù)的研究

成建忠

摘 要：隨著我國(guó)工業(yè)的不斷發(fā)展與更新，工業(yè)技術(shù)的運(yùn)用也非常廣泛。機(jī)械電氣一體化是目前工廠(chǎng)常用的技術(shù)之一，它便捷的操作方法和高效率的操作流程得到了廣大工廠(chǎng)的青睞。機(jī)械電氣一體化的運(yùn)用原理在于把計(jì)算機(jī)技術(shù)和機(jī)電技術(shù)相結(jié)合，同時(shí)在不斷的應(yīng)用實(shí)踐中不斷在更新。本文通過(guò)闡述機(jī)械電氣一體化的基本概念與發(fā)展歷程，結(jié)合調(diào)查分析機(jī)械電氣一體化技術(shù)在各行各業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀和方向，提出針對(duì)加快機(jī)械電氣一體化技術(shù)發(fā)展的相關(guān)策略，供相關(guān)行業(yè)的技術(shù)人員參考。

關(guān)鍵詞：機(jī)械電氣一體化技術(shù)；應(yīng)用；發(fā)展趨勢(shì)

機(jī)械電氣一體化是當(dāng)前我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展中的應(yīng)用產(chǎn)物，其高效便捷操作手段如今已經(jīng)被運(yùn)用到廣泛工業(yè)領(lǐng)域中。在機(jī)械電氣一體化技術(shù)不斷的發(fā)展過(guò)程中，如何規(guī)劃好機(jī)械電氣一體化技術(shù)的發(fā)展方向而制定相應(yīng)的改善策略，是當(dāng)前階段相關(guān)技術(shù)人員需要考慮的問(wèn)題。

1、機(jī)械電氣一體化技術(shù)基本概念

1.1 簡(jiǎn)述機(jī)械電氣一體化基本概念

除了有機(jī)械電氣一體化外，還有一門(mén)工業(yè)上也經(jīng)常應(yīng)用的技術(shù)，叫做機(jī)械電子化技術(shù)，由于概念和名字上的相似，很多人容易把這兩者弄混淆，但實(shí)際上這兩門(mén)技術(shù)有著本質(zhì)上的區(qū)別。機(jī)械電子化化技術(shù)指的是在工業(yè)中把計(jì)算機(jī)和機(jī)械技術(shù)相結(jié)合，而機(jī)械電氣一體化是由計(jì)算機(jī)和機(jī)電技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。如今機(jī)械電氣一體化的含義有了更近一步的定義：它是機(jī)械技術(shù)、電子電工技術(shù)、信號(hào)變化技術(shù)等有機(jī)結(jié)合起來(lái)的概念。

1.2 簡(jiǎn)述機(jī)械電氣一體化發(fā)展歷程

機(jī)械電氣一體化最早開(kāi)始于上世紀(jì)六十年代，到如今已有六十多年的發(fā)展，而機(jī)械電氣一體化的發(fā)展歷程是一個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程，其主要發(fā)展有三個(gè)階段組成：第一是概念提出的初級(jí)階段，第二是結(jié)合信息技術(shù)鞏固的發(fā)展階段，第三是技術(shù)結(jié)合工業(yè)的應(yīng)用階段。下面筆者對(duì)每個(gè)發(fā)展階段的特點(diǎn)與成效進(jìn)行一定的分析。

首先是在上世紀(jì)六十年代初概念提出的初級(jí)階段。由于當(dāng)時(shí)正是第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束不久的發(fā)展時(shí)期，世界每個(gè)國(guó)家的各行各業(yè)對(duì)生產(chǎn)效率提高的迫切需要，人們開(kāi)始嘗試著將一部分機(jī)械技術(shù)融入到電子技術(shù)中以測(cè)試技術(shù)的成效性。

其次是結(jié)合信息技術(shù)鞏固的發(fā)展階段。在機(jī)械電氣一體化發(fā)展了十幾二十年后，計(jì)算機(jī)技術(shù)開(kāi)啟了新時(shí)代的發(fā)展，它改變了人類(lèi)對(duì)事物的認(rèn)知范圍，是一項(xiàng)具有突破性的科學(xué)研究。因此迫于工業(yè)生產(chǎn)上的進(jìn)一步需要，微處理器處理得以運(yùn)用到機(jī)械生產(chǎn)中，其中數(shù)控機(jī)床和工業(yè)機(jī)器人是當(dāng)時(shí)最具代表的運(yùn)用產(chǎn)物。

最后是技術(shù)結(jié)合工業(yè)的應(yīng)用階段。第三階段主要是第二階段技術(shù)上的延伸，八十年代計(jì)算機(jī)技術(shù)還不夠成熟，當(dāng)時(shí)計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用于機(jī)械電氣一體化配合的還不夠默契。而到了上世紀(jì)九十年代通信技術(shù)有了突破性的發(fā)展，微傳感器和執(zhí)行器的發(fā)展進(jìn)一步固化了機(jī)械電氣一體化的進(jìn)程，在工業(yè)應(yīng)用上更為精密化、穩(wěn)定化。

2、機(jī)械電氣一體化技術(shù)在各行各業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀

機(jī)械電氣一體化發(fā)展到現(xiàn)如今在工業(yè)生產(chǎn)中有著不可替代的作用，其應(yīng)用的領(lǐng)域也越來(lái)越廣泛。下面主要介紹機(jī)械電氣一體化在工業(yè)生產(chǎn)中三個(gè)方面的應(yīng)用。

首先是數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用。數(shù)控機(jī)床是大家耳熟能詳?shù)募夹g(shù)之一，它的性能參數(shù)是反映一個(gè)國(guó)家機(jī)床水平生產(chǎn)高低的直接性指標(biāo)。目前我國(guó)數(shù)控機(jī)床的研發(fā)和生產(chǎn)能力與其他發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有著一定的差距，國(guó)產(chǎn)化的數(shù)控機(jī)床在我國(guó)工廠(chǎng)中只占有少量的比例，大部分產(chǎn)品還是通過(guò)從歐美、日本等數(shù)控機(jī)床技術(shù)發(fā)達(dá)的國(guó)家進(jìn)口。

其次是工廠(chǎng)中產(chǎn)品生產(chǎn)流線(xiàn)化、自動(dòng)化。在信息化發(fā)展的今天，效率是反映一個(gè)企業(yè)工業(yè)水平高低的主要因素，在工業(yè)生產(chǎn)中利用機(jī)械電氣一體化代替人力能夠很好的增加產(chǎn)品的生產(chǎn)效率，不僅是生產(chǎn)效率上有著大幅度的提升，在工業(yè)上的生產(chǎn)成本也有不少的節(jié)省。

最后是機(jī)器人在工業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用。機(jī)器人的發(fā)明無(wú)疑是上世紀(jì)最偉大的發(fā)明之一，在工業(yè)生產(chǎn)中利用機(jī)器人可以完成很多人力無(wú)法完成的操作。例如有些生產(chǎn)操作時(shí)極為復(fù)雜的，運(yùn)用人力的話(huà)不僅要完成復(fù)雜的操作步驟，還要記住每一步的操作順序，加大了工業(yè)生產(chǎn)的難度性。而運(yùn)用機(jī)器人的話(huà)這些問(wèn)題將被得到很好的解決，在輸入相關(guān)程序后機(jī)器人會(huì)自動(dòng)、重復(fù)的完成一系列復(fù)雜的生產(chǎn)操作。最后，在生產(chǎn)中難免會(huì)遇到一些腐蝕性物質(zhì)和高溫的環(huán)境，運(yùn)用機(jī)械手代替人手操作同樣也解決了此類(lèi)問(wèn)題。

3、機(jī)械電氣一體化技術(shù)未來(lái)發(fā)展的方向

現(xiàn)在生產(chǎn)企業(yè)的發(fā)展速度隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展變得越來(lái)越快，合理的規(guī)劃好機(jī)械電氣一體化技術(shù)發(fā)展方向有著實(shí)質(zhì)性的意義。

（1）智能化。智能化是機(jī)械電氣一體化與傳統(tǒng)機(jī)械自動(dòng)化的主要區(qū)別之一，也是21世紀(jì)機(jī)械電氣一體化的發(fā)展方向。近年來(lái)，處理器速度的提高，微機(jī)性能的提高以及傳感器系統(tǒng)的集成化和智能化，為智能控制算法的嵌入創(chuàng)造了條件，有力地促進(jìn)了智能化機(jī)械電氣一體化產(chǎn)品的發(fā)展。智能機(jī)械電氣一體化產(chǎn)品可以模擬人的智能，具有一定的判斷推理，邏輯思維和自主決策能力，從而取代部分人腦工作的制造工程

（2）微型化。微型化是機(jī)械電氣一體化的一個(gè)新的發(fā)展方向。據(jù)國(guó)外分析，微機(jī)電系統(tǒng)的幾何尺寸一般不超過(guò)1cm3，正在向微米和納米方向發(fā)展。由于MEMS系統(tǒng)具有體積小、能耗低、運(yùn)動(dòng)靈活的特點(diǎn)，可以進(jìn)入一般機(jī)械不能進(jìn)入的空間，操作簡(jiǎn)單。因此，它在生物醫(yī)學(xué)，航空航天，信息技術(shù)，工業(yè)和農(nóng)業(yè)，甚至國(guó)防領(lǐng)域，有廣泛的應(yīng)用前景。

（3）網(wǎng)絡(luò)化。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起和快速發(fā)展，給科學(xué)技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)、政治、軍事、教育等日常生活帶來(lái)了巨大的變化?，F(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)和局域網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用使家電網(wǎng)絡(luò)化趨勢(shì)成為趨勢(shì)。使用家庭網(wǎng)絡(luò)將各種家用電器連接到以計(jì)算機(jī)為中心的計(jì)算機(jī)集成家電系統(tǒng)中，人們可以在家中共享各種高科技功能。方便。因此，機(jī)械電氣一體化產(chǎn)品無(wú)疑將朝網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。

（4）模塊化。模塊化也是機(jī)械電氣一體化產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)。由于機(jī)電產(chǎn)品和制造商種類(lèi)繁多，標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、電氣接口、電源接口和信息接口的機(jī)械電氣一體化產(chǎn)品單元的開(kāi)發(fā)和開(kāi)發(fā)是一件復(fù)雜的事情。它需要為各種組件制定一系列標(biāo)準(zhǔn)，單元匹配和接口，機(jī)械電氣一體化產(chǎn)品制造商可以使用標(biāo)準(zhǔn)單元快速開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品，同時(shí)擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。

（5）綠色化。機(jī)械電氣一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指使用時(shí)不污染生態(tài)環(huán)境，廢棄后可以回收利用。綠色產(chǎn)品在設(shè)計(jì)、制造、使用和銷(xiāo)毀過(guò)程中符合特定環(huán)境保護(hù)和人類(lèi)健康的要求。對(duì)生態(tài)環(huán)境無(wú)害或有害，資源利用率極高。

（6）系統(tǒng)化。系統(tǒng)化的表現(xiàn)特征之一就是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)一步采用開(kāi)放式和模式化的總線(xiàn)結(jié)構(gòu)，力求實(shí)現(xiàn)多個(gè)子系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制和綜合管理。性能的第二個(gè)特點(diǎn)是大大增強(qiáng)了通信能力。相信在未來(lái)，機(jī)械電氣一體化將更加關(guān)注產(chǎn)品與人的關(guān)系，機(jī)電產(chǎn)品向人們提供智能化和特色化將變得越來(lái)越重要。機(jī)械電氣一體化產(chǎn)品還可以基于一些有機(jī)體的優(yōu)良結(jié)構(gòu)來(lái)研究一種新型有機(jī)體，使其朝著生物系統(tǒng)化的方向發(fā)展。

4、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，為了促進(jìn)企業(yè)的生產(chǎn)效率，研究機(jī)械電氣一體化的發(fā)展有著重要的意義，在工業(yè)領(lǐng)域機(jī)械電氣一體化的發(fā)展不僅是生產(chǎn)企業(yè)需要關(guān)注的一個(gè)話(huà)題，同樣也需要政府制定相關(guān)政策和加大資金投入對(duì)其進(jìn)行改善。

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