沈大軍　袁磊

[摘要]伴隨著機(jī)電一體化技術(shù)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，各類裝置與產(chǎn)品也相應(yīng)的實(shí)現(xiàn)了機(jī)電的一體化，這樣，整體優(yōu)化相對(duì)容易實(shí)現(xiàn)，產(chǎn)品的生產(chǎn)效率與質(zhì)量也相應(yīng)提高，新產(chǎn)品的生產(chǎn)準(zhǔn)備的周期也大大縮短，科技成果向商品轉(zhuǎn)化的速度大大增加，傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的變革也因此開始。社會(huì)的發(fā)展離不開機(jī)電一體化技術(shù)。但是從目前機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀可以看出，只有通過不斷的研究才能使其具備各種不同的功能，在各行各業(yè)中被廣泛應(yīng)用。鑒于此，本文主要分析機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用。

[關(guān)鍵詞]機(jī)電一體化；發(fā)展；應(yīng)用

一、機(jī)電一體化的內(nèi)容

機(jī)電一體化技術(shù)是從系統(tǒng)工程觀點(diǎn)出發(fā)，應(yīng)用機(jī)械、電子等有關(guān)技術(shù)，使機(jī)械、電子有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)或產(chǎn)品整體最優(yōu)的綜合性技術(shù)。機(jī)電一體化技術(shù)，主要包括技術(shù)原理和使用機(jī)電一體化產(chǎn)品得以實(shí)現(xiàn)、使用和發(fā)展的技術(shù)。機(jī)電一體化技術(shù)是一個(gè)技術(shù)群的總稱。機(jī)電一體化系統(tǒng)由若干具有特定功能的機(jī)械和電子要素組成的有機(jī)整體，具有滿足人的使用要求的最佳功能，機(jī)電一體化系統(tǒng)。主要是指機(jī)械系統(tǒng)與微電子系統(tǒng)相互置換和有機(jī)結(jié)合，從而賦予新的功能和性能的新一代產(chǎn)品，有良好的人機(jī)協(xié)作關(guān)系。一個(gè)機(jī)電一體化的系統(tǒng)主要是由機(jī)械裝置、執(zhí)行裝置、動(dòng)力源、傳感器、計(jì)算機(jī)這5個(gè)要素構(gòu)成。

二、機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用分析

（一）在現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)中的應(yīng)用

在規(guī)模經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)上建立了傳統(tǒng)的機(jī)械制造業(yè)，同時(shí)，競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的取得是通過產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、重復(fù)性、生產(chǎn)批量以及企業(yè)規(guī)模進(jìn)行的，資源的有效利用是它所強(qiáng)調(diào)的，高效率以及高質(zhì)量通過低成本來獲得，生產(chǎn)盈利是靠著復(fù)雜的專業(yè)加工來取代人工技能，靠機(jī)器取代人力獲得的。信息是先進(jìn)的機(jī)械制造業(yè)的主導(dǎo)，采用先進(jìn)的制造系統(tǒng)、先進(jìn)的組織管理形式、先進(jìn)的制造技術(shù)以及先進(jìn)的生產(chǎn)模式的機(jī)械制造業(yè)。

（二）在飲料行業(yè)中的應(yīng)用

當(dāng)前應(yīng)用前景最廣泛、發(fā)展最快的技術(shù)之一是機(jī)電一體化技術(shù)。機(jī)電一體化技術(shù)不僅在制造業(yè)應(yīng)用廣泛，同時(shí)也在飲料、食品包裝機(jī)械的開發(fā)、制造與設(shè)計(jì)中也有著廣泛的應(yīng)用。它不僅能夠讓整條包裝生產(chǎn)線的生產(chǎn)能力、自動(dòng)化的控制水平提升，還能夠令單機(jī)自動(dòng)化的程度提高，競(jìng)爭(zhēng)力可以遠(yuǎn)超傳統(tǒng)機(jī)械控制的設(shè)備。

（三）在鋼鐵企業(yè)中的應(yīng)用

1.傳動(dòng)交流技術(shù)

伴隨著微電子技術(shù)與電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展，交流調(diào)速技術(shù)也有了重大的突破。因?yàn)榻涣鱾鲃?dòng)技術(shù)有著獨(dú)特的優(yōu)越性，所以說，直流傳動(dòng)在將來會(huì)被交流傳動(dòng)技術(shù)完全取代。隨著數(shù)字技術(shù)的不斷創(chuàng)新與進(jìn)步，復(fù)雜的矢量控制技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用也因此實(shí)現(xiàn)，直流調(diào)速的水平已經(jīng)被交流調(diào)速系統(tǒng)超越。

2.分布式的控制系統(tǒng)（DCS）

分布式控制系統(tǒng)指的是若干臺(tái)面向控制的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)控計(jì)算機(jī)以及智能控制單元由一臺(tái)中央計(jì)算機(jī)指揮。通過計(jì)算機(jī)，對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行操作、管理、分散控制以及幾種監(jiān)視。相比于集中型的控制系統(tǒng)，分布式控制系統(tǒng)的安全性更高、功能更全面，成為了目前一體化的主流。

三、機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)

（一）智能化

在21世紀(jì)機(jī)電一體化的主要研究就是智能化，智能化主要針對(duì)的是機(jī)器行為，是基于控制理論，綜合運(yùn)用人工智能、運(yùn)籌學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)等一些新技術(shù)，讓機(jī)器能夠具有人的基礎(chǔ)能力，例如判斷推理、羅輯思維和自主決策的能力，通過不斷的研究，最終可以達(dá)到更高的控制要求。

（二）光機(jī)電一體化

光電一體化技包括兩方面，分別是產(chǎn)品和技術(shù)。光電一體化產(chǎn)品是一種高科技產(chǎn)品，是綜合運(yùn)用光學(xué)、機(jī)械、微電子、自控控制和通信技術(shù)，具備高功能和附加值，產(chǎn)品特點(diǎn)極其優(yōu)良，產(chǎn)品體積較小，重量輕，能夠適應(yīng)各種環(huán)境，長(zhǎng)時(shí)間使用，且使用操作方便、簡(jiǎn)潔。

（三）柔性化

柔性化指的是產(chǎn)品具有兩方面功能，首先是產(chǎn)品自身適應(yīng)性，例如在紡織生產(chǎn)過程中，紡織設(shè)備對(duì)于各種的纖維都能夠適應(yīng)，不同織物可以依據(jù)織機(jī)達(dá)到不同織造工藝的需求，一旦品種發(fā)生改變紡織設(shè)備能夠迅速做出反應(yīng)。

（四）微型化

微型化是高新技術(shù)發(fā)展的最終目標(biāo)，微型電機(jī)系統(tǒng)是由可控制和可運(yùn)動(dòng)的微型機(jī)電裝置組成的，外形都是毫米量級(jí)以下。微型機(jī)電一體化的產(chǎn)品具有很多的其他產(chǎn)品無法達(dá)到的功能，產(chǎn)品體積小、耗能少，能夠醫(yī)療和軍事領(lǐng)域被廣泛使用。

（五）網(wǎng)絡(luò)化

隨著網(wǎng)絡(luò)的普及，很多遠(yuǎn)程控制和監(jiān)控技術(shù)的還在不斷發(fā)展，而機(jī)電一體化產(chǎn)品的就是遠(yuǎn)程控制終端設(shè)備的一種。同時(shí)電器網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展隨著總線和局域網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展成為熱門領(lǐng)域，可以通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將家庭電器組合成一個(gè)集成系統(tǒng)，人們出門在外也可以控制家里電器，所以機(jī)電一體化產(chǎn)品網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展是必然趨勢(shì)。

總之，至今為止，機(jī)電一體化經(jīng)過不斷的發(fā)展，已經(jīng)成了一門具有自身體系的新學(xué)科，伴隨著相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，它的內(nèi)容也隨之變化。主要的特征如下：機(jī)電一體化技術(shù)綜合了微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、光學(xué)技術(shù)以及機(jī)械技術(shù)等群體性的技術(shù)，從以系統(tǒng)的觀點(diǎn)為出發(fā)點(diǎn)，使各功能單元合理的配置，是現(xiàn)在了高質(zhì)量、低能耗、高可靠性、多功能上的價(jià)值。