王娟文

杭州興達(dá)電器工程有限公司

機(jī)電一體化進(jìn)程及智能化探究

王娟文

杭州興達(dá)電器工程有限公司

本文對(duì)機(jī)電一體化進(jìn)行了概述，并從機(jī)電一體化中的核心技術(shù)、機(jī)電一體化的發(fā)展歷程以及機(jī)電一體化的智能化思考這三方面做了簡(jiǎn)要的分析，旨在為相關(guān)人員提供有價(jià)值的參考。

機(jī)電一體化；進(jìn)程；智能化

前言

傳統(tǒng)機(jī)電一體化的兩大核心是計(jì)算機(jī)技術(shù)和電子技術(shù)，近幾年，隨著機(jī)電一體化的運(yùn)用，其在發(fā)展進(jìn)程中引入了很多新型的技術(shù)，推進(jìn)機(jī)電一體化的智能表現(xiàn)，不僅滿足了現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展需求，促使機(jī)電一體化在行業(yè)中保持良好的狀態(tài)，而且還深化了智能化技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用，進(jìn)而體現(xiàn)了機(jī)電一體化智能化發(fā)展的價(jià)值。

1 機(jī)電一體化概述

機(jī)電一體化技術(shù)可以將其理解為機(jī)械電子技術(shù)同計(jì)算機(jī)技術(shù)的深層結(jié)合，隨著相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)的不斷發(fā)展完善，將微控電子技術(shù)﹑信息技術(shù)和自動(dòng)化等技術(shù)集于一身的一種新型技術(shù)。根據(jù)相關(guān)理論研究可以將其理解為結(jié)合系統(tǒng)功能特性，對(duì)各個(gè)部分組成要素進(jìn)行全面整體的研究，將其有機(jī)的結(jié)合，能夠有效的進(jìn)行工作的開展，系統(tǒng)中信息流動(dòng)對(duì)微電子系統(tǒng)程序的控制，進(jìn)而形成有規(guī)律的物質(zhì)和能量運(yùn)動(dòng)形式。高精度﹑高質(zhì)量以及低能耗的多種技術(shù)集合形式，多種功能復(fù)合的系統(tǒng)工程技術(shù)。

2 機(jī)電一體化中的核心技術(shù)

機(jī)電一體化中的核心技術(shù)，決定了智能化發(fā)展的潛力，也是機(jī)電一體化發(fā)展進(jìn)程中不可缺少的支持。結(jié)合機(jī)電一體化的實(shí)踐應(yīng)用，例舉比較核心的技術(shù)，如：第一，光電一體化技術(shù)，融合了各項(xiàng)機(jī)電技術(shù)，為了提高一體化的發(fā)展水平，引入光學(xué)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)光電一體化應(yīng)用，改變機(jī)電系統(tǒng)的工作狀態(tài)，加大光能源的利用效率，取締傳統(tǒng)能源的利用，體現(xiàn)光電一體化技術(shù)節(jié)能﹑降耗的優(yōu)勢(shì)，也是機(jī)電一體化智能建設(shè)的一項(xiàng)支持，表明光學(xué)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)；第二，產(chǎn)品網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)，其為計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的技術(shù)，重點(diǎn)發(fā)揮遠(yuǎn)程與控制的應(yīng)用，促使機(jī)電終端進(jìn)入一體化的作業(yè)狀態(tài)，進(jìn)而推進(jìn)了產(chǎn)品網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展，既可以保障機(jī)電一體化的生產(chǎn)效率，又可以加快智能化的發(fā)展速度；第三，綠色化技術(shù)，機(jī)電一體化發(fā)展中，非常注重綠色生產(chǎn)，致力于降低能源的消耗，減少機(jī)電作業(yè)中的環(huán)境污染，所以綠色技術(shù)的應(yīng)用，符合機(jī)電一體化的發(fā)展要求，強(qiáng)調(diào)綠色技術(shù)在設(shè)計(jì)﹑制造中的應(yīng)用，提倡生態(tài)綠色化的生產(chǎn)方式，優(yōu)化機(jī)電一體化生產(chǎn)作業(yè)的過程。

3 機(jī)電一體化的發(fā)展歷程

3.1 微電子技術(shù)發(fā)展

我國(guó)對(duì)于機(jī)電一體化的研究起始于上個(gè)世紀(jì)八十年代，同西方國(guó)家相比，發(fā)展較晚，并且尚未形成科學(xué)合理的引導(dǎo)機(jī)制。在機(jī)電一體化發(fā)展之前，我國(guó)的集成電子技術(shù)剛剛起步，至今半個(gè)世紀(jì)之久，形成了較為完善的理論體系和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。21 世紀(jì)是電子時(shí)代，現(xiàn)代化的微電子技術(shù)發(fā)展基礎(chǔ)是我國(guó)對(duì)于集成電路的研究和完善，形成較為科學(xué)全面的系統(tǒng)。同以往的傳統(tǒng)技術(shù)工藝相比，現(xiàn)代化微電子技術(shù)廣泛應(yīng)用在各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域，諸如數(shù)控機(jī)床的發(fā)展汽車制造業(yè)的電子技術(shù)應(yīng)用，促進(jìn)了汽車制造行業(yè)的革命創(chuàng)新。我國(guó)目前汽車制造行業(yè)技術(shù)水準(zhǔn)已經(jīng)逐步趕超西方國(guó)家，達(dá)到國(guó)際汽車制造的標(biāo)準(zhǔn)，形成現(xiàn)代化汽車制造產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新。

3.2 數(shù)控機(jī)床發(fā)展

數(shù)控機(jī)床階段，代表了機(jī)電一體化的早期進(jìn)程。數(shù)控機(jī)床在我國(guó)的發(fā)展速度比較快，推動(dòng)了工業(yè)市場(chǎng)的發(fā)展，其為機(jī)電一體化的雛形。數(shù)控機(jī)床技術(shù)起源較早，是在上個(gè)世紀(jì)中期的美國(guó)誕生，同我國(guó)建國(guó)時(shí)間相差無幾﹑盡管數(shù)控機(jī)床技術(shù)在上個(gè)世紀(jì)中期就已經(jīng)在美國(guó)誕生，但是由于當(dāng)時(shí)歷史局限性和技術(shù)條件的限制，并未能廣泛應(yīng)用在各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域。直到上個(gè)世紀(jì)七八十年代，全球經(jīng)濟(jì)呈穩(wěn)步發(fā)展趨勢(shì)，世界各國(guó)之間的經(jīng)濟(jì)往來愈加密切，數(shù)控機(jī)床技術(shù)的突出作用才逐漸被各個(gè)行業(yè)發(fā)現(xiàn)，并投入大量資金予以建設(shè)。由此，數(shù)控機(jī)床技術(shù)才真正的得到發(fā)展，并呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域上。

3.3 可編程序控制器(PLC)的應(yīng)用

上世紀(jì)60 年代后期，PLC(又稱之為可編程控制器)開始應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)控制中，而后美國(guó)的汽車制造行業(yè)在此基礎(chǔ)上開發(fā)研制出了一種新型繼電控制器ModularDigitalController(MODICON)，當(dāng)前該控制器可以說是最先進(jìn)的額PLC。上世紀(jì)70 年代，PLC 開始投產(chǎn)，并以其優(yōu)越的表現(xiàn)在汽車領(lǐng)域得到了非常廣泛的應(yīng)用。正因?yàn)檫@一點(diǎn)，很多其他工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域也開始在不同環(huán)節(jié)上使用PLC 來提高生產(chǎn)效率，直到上世紀(jì)90 年代，PLC 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC61131 發(fā)布，這也標(biāo)志著PLC 開始逐步走進(jìn)技術(shù)領(lǐng)域，成為全球工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的重要組成部分。早期PLC 的結(jié)構(gòu)是一種單機(jī)模式，組織結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，現(xiàn)在它已經(jīng)繼承了多個(gè)CPU 和分布系統(tǒng)，而且一些結(jié)構(gòu)和性能更為優(yōu)越的PLC 還具有遠(yuǎn)程控制功能。

4 機(jī)電一體化的智能化思考

機(jī)電一體化的智能化發(fā)展，利用智能技術(shù)模擬人類的思維方式，促使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可以主動(dòng)歸類機(jī)電生產(chǎn)中的屬性信息，進(jìn)而根據(jù)機(jī)電一體化的要求，對(duì)信息進(jìn)行規(guī)劃和處理，預(yù)估機(jī)電一體化的生產(chǎn)模式和操作。智能化是機(jī)電一體化未來發(fā)展的方向，具有很強(qiáng)的實(shí)踐能力，近幾年，機(jī)電一體化非常重視智能技術(shù)的應(yīng)用，構(gòu)建人工智能系統(tǒng)，輔助人們解決機(jī)電生產(chǎn)中的問題。機(jī)電一體化的智能化思考中，總結(jié)了三項(xiàng)元素：解答﹑分析與學(xué)習(xí)。分析如：首先利用智能化系統(tǒng)，解決機(jī)電一體化中出現(xiàn)的問題，降低機(jī)電生產(chǎn)故障的發(fā)生機(jī)率，提高機(jī)電一體化的工作效率；然后根據(jù)機(jī)電一體化的運(yùn)行狀態(tài)，猜測(cè)后期的運(yùn)營(yíng)與發(fā)展，提前進(jìn)行系統(tǒng)的調(diào)整和設(shè)計(jì)，基本不需要人工操作的參與；最后提高機(jī)電一體化的學(xué)習(xí)能力，加快智能化的開發(fā)速度。機(jī)電一體化的智能化建設(shè)中，對(duì)專家系統(tǒng)﹑模糊系統(tǒng)﹑神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制的應(yīng)用比較明顯，促使機(jī)電一體化保持相互協(xié)作的關(guān)系，完善機(jī)電一體化中的智能推理﹑判斷和結(jié)論。機(jī)電一體化智能發(fā)展中，還在網(wǎng)絡(luò)化﹑綠色化方面表現(xiàn)出一定的需求，輔助機(jī)電一體化進(jìn)行智能設(shè)計(jì)，判斷機(jī)電一體化的工作方式，保障系統(tǒng)可以根據(jù)外界的參數(shù)變化，完成設(shè)定。

5 結(jié)束語(yǔ)

從機(jī)電一體化的發(fā)展歷程中可以看出，并不是一成不變的，也并不是獨(dú)立存在的技術(shù)。而是隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步不斷發(fā)展完善，集多種社會(huì)前沿技術(shù)為一體的復(fù)合型技術(shù)，是現(xiàn)代化技術(shù)飛速發(fā)展的具體表現(xiàn)。在未來，各種前沿技術(shù)之間的融合應(yīng)用將更為普遍，發(fā)展前景更為廣闊。其智能化發(fā)展趨勢(shì)將成為新時(shí)期的主要發(fā)展方向，應(yīng)用在各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域上，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化，更加健康持續(xù)的推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

[1]石建軍.淺談機(jī)電一體化的進(jìn)程和智能化研究[J].電子制作，2015(04).

[2]石巖.探析我國(guó)機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)[J].科技風(fēng)，2012(02).