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機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用及趨勢

機(jī)電一體化是機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)和信息技術(shù)相互滲透的綜合技術(shù)。目前，機(jī)電一體化的概念在當(dāng)前的社會中已經(jīng)得到廣泛認(rèn)可，且在眾多領(lǐng)域得到應(yīng)用和重視。本文簡述了機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用，指出了其未來的發(fā)展趨勢。
1.機(jī)電一體化技術(shù)概述
機(jī)電一體化技術(shù)是將機(jī)械技術(shù)、電工電子技術(shù)、微電子技術(shù)等多種技術(shù)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，從而更好地為推動社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的綜合性技術(shù)。同時機(jī)電一體化技術(shù)不是單純地對現(xiàn)有技術(shù)的簡單結(jié)合與拼湊，而是通過科學(xué)的整合相應(yīng)的技術(shù)，進(jìn)而形成一個最優(yōu)的系統(tǒng)。機(jī)電一體化技術(shù)突破了傳統(tǒng)機(jī)電產(chǎn)品單一的功能，所以可以有效地滿足不同的應(yīng)用場景需求。在精度上，機(jī)電一體化技術(shù)對相應(yīng)的技術(shù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了精簡，配合更為有效的控制技術(shù)，起到減小誤差的作用，相較于傳統(tǒng)的機(jī)械技術(shù)，其精度得到大大的提高。機(jī)電一體化技術(shù)由于具有自我診斷、自動監(jiān)控、自動保護(hù)等功能，也在客觀上降低了操作人員在操作過程中的安全風(fēng)險，以及設(shè)備所可能面對的安全風(fēng)險[1]。由于機(jī)電一體化技術(shù)的優(yōu)勢，所以機(jī)電一體化產(chǎn)品在實(shí)質(zhì)上對人的感官以及頭腦進(jìn)行了延伸，并通過多種技術(shù)手段的綜合應(yīng)用來對人的不足進(jìn)行了補(bǔ)償，因而在生產(chǎn)效率和成本控制方面，具有極大的可開發(fā)潛力。
2.機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用
2.1數(shù)控機(jī)床方面。在數(shù)控機(jī)床中，機(jī)電一體化技術(shù)已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用，并取得了非常良好的效果。數(shù)控機(jī)床中的機(jī)電一體化技術(shù)，在經(jīng)過長時間的發(fā)展和探索后，已經(jīng)處于相對成熟的狀態(tài)，到目前為止，數(shù)控機(jī)床已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了主總線以及大量CPU的結(jié)構(gòu)體系，在精度和便利性上，已經(jīng)具有相當(dāng)?shù)母叨�。與傳統(tǒng)技術(shù)相比，應(yīng)用了機(jī)電一體化技術(shù)的數(shù)控機(jī)床，在加工精度上具有更高的質(zhì)量；自動化程度高，能夠在很大程度上減輕勞動強(qiáng)度；可以進(jìn)行多坐標(biāo)的聯(lián)動，從而加工出形狀更為復(fù)雜的零件。同時，數(shù)控機(jī)床由于其本身高精度和相較于普通機(jī)床3-5倍的生產(chǎn)效率，從而能夠更好地滿足當(dāng)前社會生產(chǎn)的需求。另一方面，當(dāng)前的數(shù)控機(jī)床在生產(chǎn)和設(shè)計過程中，采用較為開放的理念，從而能夠?yàn)楹笃谠黾悠溥m用范圍進(jìn)行改裝及編程提供了足夠的空間。
2.2機(jī)器人領(lǐng)域。目前的工業(yè)機(jī)器人是機(jī)電一體化技術(shù)的典型產(chǎn)品。機(jī)器人在社會生產(chǎn)中可以進(jìn)入多個行業(yè)和領(lǐng)域之中，由于機(jī)器人的應(yīng)用，為實(shí)際的生產(chǎn)過程節(jié)約了大量的勞動力，節(jié)約了企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)成本。同時，機(jī)器人的應(yīng)用，也取代人進(jìn)入一些如強(qiáng)輻射、高污染及存在有害氣體的較為惡劣的生產(chǎn)環(huán)境之中。當(dāng)前的工業(yè)機(jī)器人采用了成熟的機(jī)電一體化技術(shù)，因而在智能化水平上相較于以往的工業(yè)機(jī)器人有很大提升。工業(yè)機(jī)器人的產(chǎn)生是在20世紀(jì)60年代，由于技術(shù)的限制，當(dāng)時的工業(yè)機(jī)器人只能完成簡單重復(fù)的動作，發(fā)展至今，由于機(jī)電一體化技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用，機(jī)器人已經(jīng)可以通過編程讓其適應(yīng)實(shí)際的工作和生產(chǎn)環(huán)境，并具有擬人化能力以及通用性的特征，讓機(jī)器人能夠執(zhí)行不同的作業(yè)任務(wù)。
3.機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢
3.1智能化。機(jī)電一體化設(shè)備的智能化要求機(jī)器人和數(shù)控機(jī)床能夠具備人的思考能力與邏輯思維能力、決策能力，從而更為高效地控制目標(biāo)。機(jī)電一體技術(shù)智能化的本質(zhì)是在控制理論的基礎(chǔ)上，吸收包括人工智能、計算機(jī)科學(xué)、混沌動力學(xué)等新思維新方法來讓機(jī)電一體化技術(shù)對人類智能進(jìn)行模擬。
3.2環(huán)保化。綠色環(huán)保是當(dāng)前時代的必然要求，由于在人類發(fā)展過程中對生態(tài)環(huán)境造成較大影響，所以環(huán)保化趨勢是機(jī)電一體化的未來發(fā)展方向之一。環(huán)保化要求機(jī)電一體化設(shè)備具有對環(huán)境污染小，同時設(shè)備能夠進(jìn)行回收以及進(jìn)行再利用的特點(diǎn)，從而降低設(shè)備本身可能對生態(tài)環(huán)境造成的影響。因此，綠色環(huán)保需求具有相當(dāng)強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義，實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化設(shè)備的環(huán)保可以促進(jìn)資源的有效利用，促進(jìn)社會的可持續(xù)發(fā)展進(jìn)程。
3.3自律分配系統(tǒng)化。自律分配系統(tǒng)化是指機(jī)電一體化產(chǎn)品各系統(tǒng)之間保持相互獨(dú)立，共同為總系統(tǒng)服務(wù)的狀態(tài)，而在不同的環(huán)境條件下，系統(tǒng)可以根據(jù)實(shí)際情況，來進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化，讓機(jī)電一體化產(chǎn)品具有更強(qiáng)的適應(yīng)性。同時，由于其各個子系統(tǒng)相互獨(dú)立，所以當(dāng)某一子系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，不會對整體系統(tǒng)造成影響。
3.4微型化機(jī)電一體化產(chǎn)品的微型化在醫(yī)療、軍工等領(lǐng)域具有極大的應(yīng)用價值。機(jī)電一體化的微型化主要難點(diǎn)在于材料結(jié)構(gòu)、摩擦特性、機(jī)構(gòu)設(shè)計等方面，同時我國目前已經(jīng)在進(jìn)行相應(yīng)的技術(shù)研究，通過將亞微米級的微型元件進(jìn)行融合，從而形成小體積的機(jī)電一體化系統(tǒng)。
4.結(jié)束語
總之，機(jī)電一體化是社會生產(chǎn)力發(fā)展的必然要求，因此加強(qiáng)機(jī)電一體化研究，對于提高經(jīng)濟(jì)效益、擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，促進(jìn)社會的進(jìn)一步發(fā)展具有重要意義。同時，機(jī)電一體化未來的發(fā)展需要多種技術(shù)的共同作用進(jìn)行推動，所以，其對于促進(jìn)各學(xué)科未來的發(fā)展，也會產(chǎn)生巨大作用。