浅谈机电一体化技术发展

2015-04-27杨军涛郑州电缆技工学校郑州450000

山东工业技术 2015年4期

杨军涛（郑州电缆技工学校,郑州450000）

浅谈机电一体化技术发展

杨军涛
（郑州电缆技工学校,郑州450000）

经济的发展，社会的进步，机电行业的发展速度越来越快，其中几点一体化技术开始成为我国经济发展当中最重要的一项技术之一。机电一体化技术获得了大力的宣传和推广，在如今的人们生活领域当中获得了比较广泛的应用。这项技术通过结合计算机通信网络直接突破了以往机电技术在时间以及地域方面的有效限制，促使机电一体化的发展在空间和范围方面也获得了方便、快捷和可靠的技术运用发展模式。本文主要针对机电一体化技术的发展进行浅析，并对此进行讨论以供参考。

机电一体化技术；发展趋势；信息技术

0　引言

机电一体化的发展概念源自于日本，因此机电一体化的技术发展历经了非常漫长的发展周期，而且这项技术的发展也随着当代计算机技术发展水平的提升而不断的提高，从而形成了大规模的成熟集成电路技术，如今机电一体化技术更是开拓出了更加宽广的发展应用方向和领域。比如在机械工程的领域当中，机电一体化技术的发展正在不断的改进和完善，最终促进了我国机械工业发展水平的提升[1]。机电一体化技术是一项综合性非常强的技术，必须要在传统的技术层面上加入更多现代化的先进技术元素来来对其进行创新和改革，并以此来促进其发展的方向和水平。

1　机电一体化概述

机电一体化技术是非常科学的机械工程领域概念，这项技术主要是由信息技术、微电子技术以及计算机技术、机械制造技术和其他方面的多种组合而成。如今对于机电一体化技术方面的科学定义主要是在对工业产品的生产、设计以及制造和研发方面，同时还在机械工程以及智能电子计算机技术等多方面的过程来进行整体全面的协同控制技术。机电一体化的形成和发展直接推动了我国现代工业的发展水平和发展质量。最终促使机电一体化技术在世界范围当中获得不断的深入应用和拓展，导致世界工业现代化、机械化的发展，同时机电一体化也在现代工业发展的过程当中扮演着越来越重要的角色。

2　机电一体化技术的特点

机电一体化技术的特点主要体现在机电一体化的产品以及产品所具有的优越性这两个方面：

（1）机电一体化技术产品的功能主要是通过其内部相应的组成部分互相之间的协调作用而实现的，而从机电一体化产品本身的结构来看，其本身具有自动化、智能化以及多功能化的特点，其中多功能化的实现主要依靠机电一体化产品本身所具有的几项主要功能，这几项功能分别为检测功能、动力功能以及主功能，还有控制功能和执行功能等，这些功能本身的构成部分和相应的技术结合直接组合长了机电一体化产品的功能系统[2]。

（2）机电一体化产品具有一定的优越性，和传统的机电产品相比较机电一体化产品具有自动监视、诊断、报警以及保护的功能，能够是加以使用的过程当中实现最优化的自动操作，而且其所具有的复合功能也具有更加广泛的使用面，能够自动的对相应的工作采取一定的解决措施，以此来保证工作的正常有序的进行。

3　机电一体化技术的应用情况

3.1 工业机器人的开发和利用

工业机器人的出现有效的替代了人类的劳动，特别是在那种辐射强、噪音污染严重、有害气体浓密的工作场合当中，工业机器人更一个非常理想的选择对象。工业机器人的形成和发展主要历经了三代主要时期，第一代机器人被研制出来时，因为智能化的水平不高，所以只能给通过一些简单的预设程序来做出一个非常简单的重复动作，所以很难胜任一些相对复杂的岗位和环境。但是随着科技的不断发展，第二代的机器人能够通过内部各种传感器的使用来实现对周围环境信息的获取、分析和处理等工作，并将这类信息反馈给动作单元以此来做出相应的动作，虽然第二代机器人所具有的智能化水平依然比较低，但是却已经能够在一些比较特定的领域当中成功的获得应用。而且和如今相对比较成熟的机电一体化技术发展的如今，第三代机器人在智能方面的程度获得了大幅度的提升，而且可以通过一些比较强大的传感原件来进行信息数据的手机，并以此啦根据实际的情况来分析出类似于人脑的判断能力，能够有效的适应多种不同的工作环境。唯一的缺点是这类机器人的成本太高，所以极大了限制了实际的推广和利用[3]。

3.2 应用于数控机床

数控机床的应用是机电一体化成功应用的典范，数控机床在经过多年的研究和发展滞后，所实现的精度控制程度越来越高，而且所具有的功能也是更加的丰富，真正操作起来极为方便，整体的结构构架非常的合理，其结果的发展方向直接向着模块化以及总线式，还有紧凑型的方向发展，而且一般采用的是许多cpu和主总线的结构体系。因此，在数控机床当中采用相应的开放性设计理念，能够有效的提升系统本身所具有的兼容性和层次感，这样对于用户方面的编程、改装和升级工作来说将变得极为方便。同时，因为模块化的设计促使系统能够通过相应的模块之间的组合关系来实现其丰富多样的功能系统，从而促使控制系统的操作过程能够变得更加的简单便捷，最终实现一台机床即可同时操控多个独立任务，大大提升了工作的效率。

3.3 应用于分布式控制系统

分布式控制系统主要是相比那些集中式的控制系统来说的，主要是通过其中的一台中央计算机来对那台主要负责现场测控的多台计算机进行指挥和控制。而且也由于其本身具有非常强大的安全性和功能性，因此就很容易促使其真正成为当前一些比较大型的机电一体化系统当中的主流技术。所以就必须要结合实际情况来进行分布式的系统控制工作，并通过层级的划分来实施两到三级，甚至是多级的划分，再根据中央计算机所完成的对现场的实时监控、控制以及管理等操作。分布式控制系统也随着测控技术的不断发展和创新而不断的进步和变革，同时在生产过程当中也能够切实实现实时的调度和处理以及在线的优化、生产计划的统一管理等多种功能于一体的综合性系统。

4　机电一体化的发展趋势

4.1 人格化方向发展

人格化是机电一体化发展的重要方向，机电一体化人格化的发展主要是指机电一体化系统能够有效的模仿人类的生命机能，而且这整个过程当中非常的注重人和产品之间的联系，因此是一种比较适合人类操作和使用的机电一体化的产，和人之间具有一种共性的存在。同时也由于机电一体化产品的最终操作使用者还是人，因此其形成和产出的主要目的也是为了能够有效的完成人类所需要完成的目标和任务，所以提升机电一体化产品的智能化的过程，其实也就是以人的情感融入其中，从而真正实现机电一体化人格化的发展趋势。

4.2 智能化的发展方向

机电一体化技术所要追求的终极目标还是为了能够赋予机械产品具有相应的智能，因此近年来，对于机电一体化技术当中的模糊逻辑系统和专家系统方面的研究已经取得了非常显著的成功。就比如在一些人工智能系统当中，很多模糊的逻辑系统都统一采用的是对人思维方式的模仿，同时展示那些不够精确的信息，这项操作的实现已经在机械制造的领域当中受到极为广泛的应用和发展。模糊逻辑系统主要被应用在地铁系统当中，在地铁当中采用此类系统，主要是为了保证乘客们不再出现由于惯性而产生的前仰后翻的情况[4]。而专家系统则主要是针对一些问题不解的智能软件系统来进行，这样就能够在某一个专业的领域当中将某些相关的经验和知识通过计算机能够识别出的代码的形式来表现，再利用专家系统来进行推理和控制。

4.3 微型化方向发展

为了能够实现机电一体化产品的微型化发展，以此来制造出更多具有微型化性质的机电一体化产品，这都是未来发展的主要趋势之一。机电一体化技术经过多年的发展里，如今在这方面的已经取得了一些客观的研究成果，然而这其中与之相关的产品体量仍然比较大。因此，这对机电一体化产品的发展方向来说，其发展趋势必将是一些尺寸不过1立方厘米的机电一体化的产品，这类产品通常都将生产的重点偏向于微米级和纳米级的发展方向靠拢。正是由于微机型的机电一体化产品所具有的体积普遍较小，因此其所要消耗的能源也相对较少，真正运用起来必然将十分的灵活，因此就可以利用这个特点真正的进入到很多机械都无法进入到的微型空间当中，这就非常方便于精细化的操作过程，而这这种微机型的产品在生物医疗、军事以及信息等多个方面都有着非常独特的发展优势。