機電一體化技術(shù)在機械工程上的應(yīng)用及其趨勢展望

郭玉明

摘要：現(xiàn)在機械工程領(lǐng)域都朝著機電一體化技術(shù)方向發(fā)展，機電一體化技術(shù)的應(yīng)用與進(jìn)步推動著社會和生活的發(fā)展，機電一體化技術(shù)在經(jīng)濟(jì)、農(nóng)業(yè)、科技等領(lǐng)域都有著積極的影響作用。要想使我國機械工業(yè)得到進(jìn)一步的發(fā)展離不開機電一體化技術(shù)的應(yīng)用。結(jié)合這篇文章的簡單總結(jié)，為了進(jìn)一步推進(jìn)機電一體化技術(shù)的進(jìn)步，并且充分的使其在機械工程領(lǐng)域得到應(yīng)用，實現(xiàn)機械設(shè)備的進(jìn)一步機電一體化。技術(shù)人員應(yīng)積極的投入到機電一體化技術(shù)的總結(jié)分析中去，并在此基礎(chǔ)上做出新的創(chuàng)興。

關(guān)鍵詞：機電一體化;機械工程;發(fā)展

1 機電一體化的基本知識

1.1 機電一體化定義

機電一體化技術(shù)屬于機械領(lǐng)域，是一門交叉性學(xué)科，其涉及學(xué)科廣泛包括機械技術(shù)、電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)和通信技術(shù)等。在技術(shù)領(lǐng)域?qū)C電一體化技術(shù)的定義有很多，在機電一體化技術(shù)廣泛的定義中被大多數(shù)人接受的一種是：機電一體化技術(shù)是指在機械設(shè)備的功能擴(kuò)展和設(shè)計的過程中，將機械系統(tǒng)集成化，使其控制中心與電腦上安裝的程序進(jìn)行雙向通信，來更好的運用機械特用的主要功能[2]。通俗的講機電一體化技術(shù)就是將通信技術(shù)、電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)以及機械技術(shù)等技術(shù)結(jié)合起來，組成一個完整的整體并嵌入機械系統(tǒng)中的一項技術(shù)。我們?nèi)绻苷_的應(yīng)用機電一體化技術(shù)，就能在取代原有傳統(tǒng)機械的功能外，還會增加自動檢測和處理信息、自動調(diào)節(jié)與控制、自動診斷和保護(hù)等很多新功能。傳統(tǒng)機械與現(xiàn)代機械的本質(zhì)區(qū)別就表現(xiàn)在這些功能上。

1.2 機電一體化的特征

機電一體化主要有四個特征：第一個特征是廣而強的應(yīng)用性。機電一體化技術(shù)是以機械為基礎(chǔ)來研究機電的過程并實現(xiàn)機電產(chǎn)品性能的一系列開發(fā)的技術(shù)，這種技術(shù)是不受任何行業(yè)、機械種類的限制，滲透到各個專業(yè)系統(tǒng)和產(chǎn)品的應(yīng)用、開發(fā)技術(shù)中，它的應(yīng)用性因此廣而且強;第二個特征就是突出的系統(tǒng)化。機電一體化是將各種技術(shù)協(xié)同合作和集成應(yīng)用，產(chǎn)品和過程綜合在一起形成一個完整且功能完全的系統(tǒng)。它主要強調(diào)的是層次化和系統(tǒng)化;第三個特征就是整體的最優(yōu)化。整體最優(yōu)化主要是指機電一體化的附加值高、效率高、性能高，材料、能源省，消耗以及污染低，充分利用機電一體化的技術(shù)，綜合運用，達(dá)到整體最優(yōu)化;第四個特征就是操作簡單、清晰化。機電產(chǎn)品使用簡單化對于那些不精通機電原理、技術(shù)知識的普通用戶來說，操作簡便的特性能讓普通的用戶熟練使用機電產(chǎn)品強大的功能。

2 在機械工程中機電一體化應(yīng)用展望

2.1 機電一體化技術(shù)應(yīng)用向微型化方向發(fā)展

現(xiàn)在機電一體化技術(shù)發(fā)展過程中，微型機電一體化系統(tǒng)屬于新的發(fā)展方向，也是在納米程度上電子技術(shù)和機械技術(shù)融合的產(chǎn)物。對微型機電一體化產(chǎn)品來說，所指的主要是幾何尺寸方面向微米及納米級別發(fā)展，在社會各領(lǐng)域運用中都變現(xiàn)出明顯有數(shù)，具有體積小、能耗低及運動靈活特點，屬于現(xiàn)在社會關(guān)鍵的技術(shù)。

2.2 機電一體化技術(shù)應(yīng)用向高性能化方向發(fā)展

機電一體化技術(shù)高性能化包括內(nèi)容主要由高精度應(yīng)用、高速度應(yīng)用及高可靠性應(yīng)用與高效率應(yīng)用。對于新型CNC系統(tǒng)，多個CPU結(jié)構(gòu)利用多總線進(jìn)行連接，對于此類系統(tǒng)來說，選擇精簡指令集機，可以使得多個操作系統(tǒng)同時運行，并對相關(guān)操作進(jìn)行處理，使機電一體化產(chǎn)品具備較高性能。

2.3 機電一體化技術(shù)應(yīng)用向智能化方向發(fā)展

對于現(xiàn)代機電一體化的發(fā)展，主要是在控制理論基礎(chǔ)方面得以體現(xiàn)，相比傳統(tǒng)機械自動化控制技術(shù)，現(xiàn)代化機電一體化技術(shù)與其所存在區(qū)別主要在智能化技術(shù)方面。對于現(xiàn)代化機電一體化技術(shù)，綜合人工智能、計算機科學(xué)及生理學(xué)等相關(guān)智能方法及思想，對人類智能進(jìn)行模擬，此技術(shù)正處在不斷探索及應(yīng)用階段，使用十分廣泛。

2.4 機電一體化技術(shù)應(yīng)用向高精度方向發(fā)展

機械工程機電一體化系統(tǒng)，有效的保證工程的精度，對工程的整體質(zhì)量具有重要的意義。傳統(tǒng)的機械工程都依靠人力操作，進(jìn)行數(shù)據(jù)計算、工程測量等環(huán)節(jié)容易出現(xiàn)誤差，給機械工程的質(zhì)量帶來負(fù)面影響。使用機電一體化有效的提高機械工程相關(guān)數(shù)據(jù)測量的精準(zhǔn)度，使得機械工程的測量等環(huán)節(jié)實現(xiàn)自動運行。機電一體化利用先進(jìn)的技術(shù)進(jìn)行測量分析，防止出現(xiàn)誤差，保證機械施工的整體質(zhì)量與精準(zhǔn)度。機械工程的精準(zhǔn)度得到保證，施工人員的勞動強度降低。機電一體化系統(tǒng)在機械工程中的應(yīng)用，還加強機械施工的現(xiàn)代化、高效性與快捷性，使得機電一體化系統(tǒng)應(yīng)用更加廣泛。

3 在機械工程中機電一體化應(yīng)用展望

3.1 機電一體化技術(shù)應(yīng)用向微型化方向發(fā)展

現(xiàn)在機電一體化技術(shù)發(fā)展過程中，微型機電一體化系統(tǒng)屬于新的發(fā)展方向，也是在納米程度上電子技術(shù)和機械技術(shù)融合的產(chǎn)物。對微型機電一體化產(chǎn)品來說，所指的主要是幾何尺寸方面向微米及納米級別發(fā)展，在社會各領(lǐng)域運用中都變現(xiàn)出明顯有數(shù)，具有體積小、能耗低及運動靈活特點，屬于現(xiàn)在社會關(guān)鍵的技術(shù)。

3.2 機電一體化技術(shù)應(yīng)用向高性能化方向發(fā)展

機電一體化技術(shù)高性能化包括內(nèi)容主要由高精度應(yīng)用、高速度應(yīng)用及高可靠性應(yīng)用與高效率應(yīng)用。對于新型CNC系統(tǒng)，多個CPU結(jié)構(gòu)利用多總線進(jìn)行連接，對于此類系統(tǒng)來說，選擇精簡指令集機，可以使得多個操作系統(tǒng)同時運行，并對相關(guān)操作進(jìn)行處理，使機電一體化產(chǎn)品具備較高性能。

3.3 機電一體化技術(shù)應(yīng)用向智能化方向發(fā)展

對于現(xiàn)代機電一體化的發(fā)展，主要是在控制理論基礎(chǔ)方面得以體現(xiàn)，相比傳統(tǒng)機械自動化控制技術(shù)，現(xiàn)代化機電一體化技術(shù)與其所存在區(qū)別主要在智能化技術(shù)方面。對于現(xiàn)代化機電一體化技術(shù)，綜合人工智能、計算機科學(xué)及生理學(xué)等相關(guān)智能方法及思想，對人類智能進(jìn)行模擬，此技術(shù)正處在不斷探索及應(yīng)用階段，使用十分廣泛。

4 結(jié)語

伴隨著國家改革開放的腳步，我國的機械工程領(lǐng)域也逐漸實現(xiàn)快速發(fā)展，特別是機電一體化技術(shù)的發(fā)展，很大程度上提高了我國機械工程發(fā)展領(lǐng)域范圍，增強了生產(chǎn)質(zhì)量和效率，從而提升我國各企業(yè)的生產(chǎn)核心力，對我國社會經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展起到了一定的促進(jìn)作用。本篇文章深入探討機電一體化具體內(nèi)容，闡述說明機電一體化在機械工程上的發(fā)展趨勢和應(yīng)用，望對機電一體化技術(shù)研究工作人員有所幫助。

參考文獻(xiàn)：

[1]姚秀君，王維東.機電一體化技術(shù)在機械工程上的應(yīng)用及發(fā)展趨勢[J].黑龍江科技信息，2017（11）：105.

[2]劉錄平，張曉彤，劉杰.機電一體化技術(shù)在機械工程上的應(yīng)用及發(fā)展趨勢淺談[J].工程技術(shù)：文摘版，2016（12）：00282-00283.

[3]張力.淺談機電一體化技術(shù)在機械工程上的應(yīng)用及發(fā)展趨勢[J].引文版：工程技術(shù)，2016（04）：252.