時(shí)間：2023-12-20 15:08:07
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關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化；工程機(jī)械；數(shù)控技術(shù)
伴隨著機(jī)電一體化技術(shù)的快速發(fā)展，其在機(jī)械制造業(yè)中更是顯現(xiàn)出巨大的優(yōu)越性。例如數(shù)控機(jī)床就是機(jī)電一體化技術(shù)的典型產(chǎn)物，其通過(guò)綜合運(yùn)用計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、電氣傳動(dòng)以及測(cè)量技術(shù)等，有效的提升了工程機(jī)械的加工精度、效率。又比如加工中心，其是帶有刀庫(kù)和自動(dòng)換刀裝置的一種高度自動(dòng)化的多功能數(shù)控機(jī)床?？梢哉f(shuō)，目前在機(jī)械制造業(yè)上，應(yīng)用數(shù)控機(jī)床是不可逆轉(zhuǎn)的一種潮流。
1機(jī)電一體化及工程機(jī)械性能概述
1.1機(jī)電一體化概述
伴隨著機(jī)電一體化技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展，促使工程機(jī)械技術(shù)實(shí)現(xiàn)了機(jī)械、液壓、電子控制技術(shù)等多種技術(shù)的有效融合，從而顯著提升了工程機(jī)械的使用性能和經(jīng)濟(jì)效益?，F(xiàn)階段，機(jī)電一體化技術(shù)在工程機(jī)械中的應(yīng)用主要是借助于微電子處理器的重要作用，通過(guò)全面優(yōu)化、處理各種系統(tǒng)設(shè)備，從而推動(dòng)工程機(jī)械行業(yè)的全面發(fā)展。例如各種工程設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)狀態(tài)監(jiān)管和故障自檢等。此外，在科技水平的進(jìn)一步推動(dòng)下，機(jī)電一體化技術(shù)在工程機(jī)械上的應(yīng)用范圍也越來(lái)越寬泛，并推動(dòng)了工程機(jī)械朝向智能化和一體化的方向發(fā)展。
1.2工程機(jī)械的基本性能
隨著科技水平的逐步提高以及社會(huì)的逐漸發(fā)展，工程項(xiàng)目已經(jīng)脫離了傳統(tǒng)單純以人力施工的方式，而逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)椴捎脵C(jī)械化施工的方式。機(jī)械化施工能夠顯著提升工程項(xiàng)目的施工效率，降低勞動(dòng)力的使用數(shù)量，節(jié)約了大量的施工成本。隨著目前工程項(xiàng)目數(shù)量和規(guī)模的擴(kuò)大，以及各種機(jī)械設(shè)備的大量投入運(yùn)用，為全面提升工程機(jī)械的使用效率，人們也在工程機(jī)械中逐步融入智能化和自動(dòng)化等技術(shù)，并取得了較好的實(shí)踐效果，同時(shí)也進(jìn)一步奠定了機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展基礎(chǔ)。
2機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用
第一，在線監(jiān)控、自動(dòng)報(bào)警及故障自檢。對(duì)于工程機(jī)械來(lái)說(shuō)，機(jī)電一體化技術(shù)的具體應(yīng)用是實(shí)現(xiàn)對(duì)所有設(shè)備系統(tǒng)的全程、動(dòng)態(tài)電子監(jiān)控。其能夠?qū)\(yùn)行中出現(xiàn)故障的設(shè)備系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控和檢測(cè)，例如機(jī)械中的電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)、工作裝置、制動(dòng)系統(tǒng)以及液壓系統(tǒng)等等，其不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)上述機(jī)械設(shè)備的在線監(jiān)控，還能夠在機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)故障的時(shí)候，自動(dòng)報(bào)警并快速定位故障位置，進(jìn)而全面提升機(jī)械設(shè)備的工作效率，簡(jiǎn)化設(shè)備的維護(hù)檢查工作，節(jié)約設(shè)備的維修費(fèi)用，延長(zhǎng)機(jī)械設(shè)備的使用壽命。
第二，調(diào)整施工的精度，提升生產(chǎn)效率。機(jī)電一體化在機(jī)械加工領(lǐng)域中應(yīng)用的典型特點(diǎn)就是高效和高精度。例如數(shù)控機(jī)床（含加工中心）能夠充分發(fā)揮現(xiàn)代刀具材料的性能，不僅能夠顯著提升加工效率，降低加工的成本，還能夠提升機(jī)械零件表面的加工質(zhì)量和精度。例如目前我國(guó)普通級(jí)的數(shù)控機(jī)床的加工精度已經(jīng)由之前的±10μm達(dá)到了±5μm，而精密級(jí)加工中心的加工精度已經(jīng)由過(guò)去的±3-5μm達(dá)到了±1-1.5μm?？梢哉f(shuō)，目前運(yùn)用數(shù)控機(jī)床來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)械加工效率，是我國(guó)機(jī)械制造業(yè)進(jìn)行技術(shù)改造以及技術(shù)更新的必由之路。
第三，節(jié)能降耗的作用。過(guò)去工程機(jī)械在實(shí)際運(yùn)行中，為了確保機(jī)械設(shè)備能夠處于正常的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)中，通常需要消耗大量的能源。主要原因在于工程機(jī)械大部分情況是處于超載或者是未達(dá)到額定功率的現(xiàn)象，進(jìn)而做了很多無(wú)用功。而通過(guò)機(jī)電一體化技術(shù)，能夠?qū)C(jī)械設(shè)備的施工功率進(jìn)行有效調(diào)節(jié)，確保機(jī)械設(shè)備在正常運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)下無(wú)需消耗過(guò)多的無(wú)用功，能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能的作用。例如對(duì)于井下作業(yè)而言，合理運(yùn)用膠帶輸送機(jī)、通風(fēng)機(jī)以及提升機(jī)等，并采用變頻起動(dòng)和PLC控制系統(tǒng)，就能夠在全面提升生產(chǎn)效率的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)大約30%左右的節(jié)電量。
3機(jī)械制造中數(shù)控技術(shù)的具體應(yīng)用
3.1機(jī)械
伴隨著社會(huì)的日漸進(jìn)步，機(jī)械制造行業(yè)的產(chǎn)品的種類也日漸繁多。例如在各種機(jī)殼的毛坯制造中更多地選用焊件，而若使用傳統(tǒng)機(jī)械加工方式則無(wú)法實(shí)現(xiàn)單價(jià)下料問題。因此綜合運(yùn)用機(jī)電綜合技術(shù)的數(shù)控技術(shù)就能有效改善這種局面，運(yùn)用數(shù)控氣割方式，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的仿型法，并運(yùn)用龍骨板程序?qū)崿F(xiàn)對(duì)采煤機(jī)葉片以及滾筒等的下料，可以實(shí)現(xiàn)快速切割并確保了切割質(zhì)量。同時(shí)部分零件的焊接坡口可以直接割出，有效地提升了生產(chǎn)效率。此外，數(shù)控氣割機(jī)上配備的有能夠自動(dòng)調(diào)整的切縫補(bǔ)償裝置，其可以通過(guò)程序來(lái)控制構(gòu)件的實(shí)際輪廓，例如數(shù)控機(jī)床可以對(duì)銑刀的半徑進(jìn)行補(bǔ)償。通過(guò)切縫補(bǔ)償裝置就能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)毛坯件加工余量的精確控制。
3.2機(jī)床設(shè)備
在整個(gè)機(jī)械制造行業(yè)中，機(jī)械設(shè)備是其重中之重。尤其是伴隨著現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)的快速發(fā)展，更是對(duì)機(jī)床設(shè)備提出了更高的要求。現(xiàn)階段，綜合融入機(jī)電一體化技術(shù)的數(shù)控機(jī)床設(shè)備是機(jī)械行業(yè)中的重要產(chǎn)品之一。其主要是將計(jì)算機(jī)控制裝置運(yùn)用在機(jī)床上，通過(guò)代碼來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)床控制的機(jī)電一體化產(chǎn)品。其在控制介質(zhì)上記錄刀具和工件的相對(duì)位置、主軸轉(zhuǎn)速、刀具選擇、冷卻泵的啟停等操作及順序動(dòng)作數(shù)字碼，進(jìn)而發(fā)出相應(yīng)的控制指令來(lái)要求機(jī)床的伺服系統(tǒng)或者其他相應(yīng)的執(zhí)行元件，最終實(shí)現(xiàn)機(jī)床制動(dòng)加工零件的功能。總之，機(jī)電一體化在工程機(jī)械中的應(yīng)用是科技水平發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步的必然要求，因此綜合運(yùn)用先進(jìn)的科技技術(shù)，融合國(guó)內(nèi)外先進(jìn)理論思想，不斷完善機(jī)電一體化技術(shù)，從而促使其和工程機(jī)械實(shí)現(xiàn)完美的融合是工程技術(shù)人員不懈的追求。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞 機(jī)電一體化 技術(shù)運(yùn)用 機(jī)械制造
中圖分類號(hào)：TH-39；TD63 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
1機(jī)電一體化概要
機(jī)電一體化是指在機(jī)械的主功能、動(dòng)力功能、信息處理功能和控制功能上引進(jìn)電子技術(shù)，將機(jī)械裝置與電子化設(shè)計(jì)及軟件結(jié)合起來(lái)所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱。機(jī)電一體化發(fā)展至今也已成為一門有著自身體系的新型學(xué)科，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，還將被賦予新的內(nèi)容。但其基本特征可概括為綜合運(yùn)用機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、傳感測(cè)控技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)、信息變換技術(shù)以及軟件編程技術(shù)等群體技術(shù)，根據(jù)系統(tǒng)功能目標(biāo)和優(yōu)化組織目標(biāo)，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質(zhì)量、高可靠性、低能耗的意義上實(shí)現(xiàn)特定功能價(jià)值，并使整個(gè)系統(tǒng)最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術(shù)。
2航空工業(yè)領(lǐng)域機(jī)電一體化的發(fā)展?fàn)顩r
航空工業(yè)機(jī)電一體化的發(fā)展大體可以分為三個(gè)階段：
20世紀(jì)60年代以前為探索階段。在這一時(shí)期，各國(guó)都在積極探索航空航天技術(shù)，并將最新電子技術(shù)積極的運(yùn)用于完善航空機(jī)械產(chǎn)品的性能方面，特別是在第二次世界大戰(zhàn)期間，戰(zhàn)爭(zhēng)刺激了航空工業(yè)的發(fā)展，對(duì)于先進(jìn)戰(zhàn)斗機(jī)的需求，推動(dòng)了航空領(lǐng)域機(jī)械產(chǎn)品與電子技術(shù)的結(jié)合，這些機(jī)電結(jié)合的軍用技術(shù)，戰(zhàn)后轉(zhuǎn)為民用，進(jìn)一步推動(dòng)機(jī)電一體化技術(shù)的普及。但是，由于工業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)的限制，這一階段總體上還處于探索階段，對(duì)于機(jī)電一體化技術(shù)運(yùn)用程度還不深，也無(wú)法進(jìn)行廣泛的推廣；20世紀(jì)70到80年代為初步發(fā)展階段。這一時(shí)期，由于計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)等更先進(jìn)技術(shù)的出現(xiàn)，航空技術(shù)領(lǐng)域得到了蓬勃發(fā)展，規(guī)模集成電路和微型計(jì)算機(jī)等充分運(yùn)用到了航空工業(yè)領(lǐng)域，為機(jī)電一體化與航空工業(yè)的深度融合奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)；20世紀(jì)90年代為快速發(fā)展時(shí)期。這一時(shí)期，機(jī)電一體化技術(shù)世界航空工業(yè)領(lǐng)域得到比較廣泛的承認(rèn)，以機(jī)電一體化技術(shù)為基礎(chǔ)的航空工業(yè)得到了極大發(fā)展，基本成為航空工業(yè)的支柱性技術(shù)，90年代后期，航空工業(yè)開始向智能化方向邁進(jìn)，光學(xué)、通信技術(shù)等進(jìn)入了機(jī)電一體化，微細(xì)加工技術(shù)也在機(jī)電一體化中嶄露頭腳，出現(xiàn)了光機(jī)電一體化和微機(jī)電一體化等新分支；21世紀(jì)以來(lái)，人類進(jìn)入了宇宙時(shí)代，航空工業(yè)領(lǐng)域?qū)τ跈C(jī)電一體化的運(yùn)用更為精純，大規(guī)模系統(tǒng)的建模設(shè)計(jì)、分析和集成方法、人工智能技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及光纖技術(shù)等領(lǐng)域取得的巨大進(jìn)步，為航空領(lǐng)域的機(jī)電一體化技術(shù)開辟了發(fā)展的廣闊天地。
3航空工業(yè)領(lǐng)域機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)
3.1航空制造業(yè)的智能化
在現(xiàn)代信息技術(shù)的支持下，智能化已經(jīng)成為目前航空工業(yè)領(lǐng)域機(jī)電一體化技術(shù)的一個(gè)重要發(fā)展方向，也是最主要的方向。人工智能的研究日益得到重視，機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床的智能化就是重要應(yīng)用。這里所說(shuō)的“智能化”是對(duì)機(jī)器行為的描述，是在控制理論的基礎(chǔ)上，吸收人工智能、運(yùn)籌學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)和混沌動(dòng)力學(xué)等新思想、新方法，模擬人類智能，使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，以求得到更高的控制目標(biāo)。特別是在飛行系統(tǒng)的建設(shè)，自動(dòng)導(dǎo)航、自動(dòng)駕駛等以機(jī)電一體化技術(shù)為基礎(chǔ)的航空智能化已經(jīng)取代傳統(tǒng)的飛行操控方式，成為航空領(lǐng)域主要的飛行控制技術(shù)。
3.2航空管理技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化
航空管理技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化也是機(jī)電一體化技術(shù)背景下，航空工業(yè)技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。20世紀(jì)90年代，計(jì)算機(jī)技術(shù)得到突破性發(fā)展，世界進(jìn)入計(jì)算機(jī)時(shí)代。計(jì)算機(jī)技術(shù)的興起和飛速發(fā)展給航空工業(yè)帶來(lái)了巨大的變革，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)將整個(gè)航空技術(shù)領(lǐng)域和各種設(shè)備連成一體，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)和操作、空中和地面的一體化發(fā)展。而基于計(jì)算機(jī)技術(shù)的各種航空遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)本身就是機(jī)電一體化產(chǎn)品。因此，航空工業(yè)機(jī)電一體化朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展成為必然趨勢(shì)。
3.3航空設(shè)施設(shè)備的微型化
得益于機(jī)電一體化技術(shù)，航空設(shè)施設(shè)備還呈現(xiàn)出了微型化的發(fā)展趨勢(shì)。微型化興起于20世紀(jì)80年代末，指的是機(jī)電一體化向微型機(jī)器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢(shì)。國(guó)外稱其為微電子機(jī)械系統(tǒng)（MEMS），泛指幾何尺寸不超過(guò)1cm3的機(jī)電一體化產(chǎn)品，并向微米、納米級(jí)發(fā)展。微機(jī)電一體化產(chǎn)品體積小、耗能少、運(yùn)動(dòng)靈活，在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢(shì)。微機(jī)電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機(jī)械技術(shù)，微機(jī)電一體化產(chǎn)品的加工采用精細(xì)加工技術(shù)，即超精密技術(shù)，它包括光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)兩類。而航空航天工業(yè)中所需要的各種特殊材料的生產(chǎn)、重要零部件的制造、關(guān)鍵技術(shù)的革新都都離不開設(shè)施設(shè)備的微型化。機(jī)電一體化技術(shù)無(wú)疑為實(shí)現(xiàn)航空設(shè)施設(shè)備的微型化提供了條件。
3.4航空工業(yè)生產(chǎn)的綠色化
節(jié)能環(huán)保、綠色生產(chǎn)也是航空工業(yè)領(lǐng)域探索的重要方向、航空技術(shù)的發(fā)展為人類的航天事業(yè)提供了極大的便利，但是由于航空工業(yè)是一個(gè)大動(dòng)力、高耗能、高投入的產(chǎn)業(yè)。在自然資源不斷減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重污染的背景下，探索綠色航空工業(yè)技術(shù)成為航空領(lǐng)域的重點(diǎn)攻堅(jiān)任務(wù)。在機(jī)電一體化技術(shù)的幫助下，綠色航空產(chǎn)品概念應(yīng)運(yùn)而生。機(jī)電一體化使航空工業(yè)在設(shè)計(jì)、制造、使用過(guò)程中，符合特定的環(huán)境保護(hù)和人類健康的要求，對(duì)生態(tài)環(huán)境無(wú)害或危害極少，資源利用率極高。因此，促進(jìn)航空產(chǎn)業(yè)的綠色發(fā)展，也是航空工業(yè)機(jī)電一體化發(fā)展的重要趨勢(shì)之一。
參考文獻(xiàn)
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1.1低耗能高效率
傳統(tǒng)的工程機(jī)械耗能普遍較高，生產(chǎn)率卻較為低下，此種高耗能低效率的生產(chǎn)模式無(wú)法繼續(xù)適應(yīng)時(shí)代的需要。將機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用到工程機(jī)械中能夠使生產(chǎn)的耗能明顯降低，在消耗較少物資的情況下創(chuàng)造出較高的生產(chǎn)成果，從而滿足社會(huì)整體的需求。
1.2高精度低強(qiáng)度
工程機(jī)械中機(jī)電一體技術(shù)的引入能夠逐漸的將工作推向高精度低強(qiáng)度的層次，使機(jī)器運(yùn)作的效率和效果得到較大的提高。例如：在現(xiàn)代瀝青水泥混凝土攪拌設(shè)備中應(yīng)用微機(jī)控制的電子稱量系統(tǒng)時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程中的稱重的全程自動(dòng)化，并且在具備自動(dòng)找平系統(tǒng)的情況下，瀝青混凝土攤鋪機(jī)在施工時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)更好的效果，其施工質(zhì)量得到顯著提升。若將超聲波技術(shù)應(yīng)用于該生產(chǎn)中，則能夠?qū)崿F(xiàn)供料的自動(dòng)調(diào)節(jié)，使生產(chǎn)的效率和產(chǎn)品的質(zhì)量都得到極大的提升。與此同時(shí)，在工程機(jī)械中應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)能夠在提高生產(chǎn)效率、提高生產(chǎn)效果的情況下減輕工作人員的工作強(qiáng)度。由于大部分的工序只需要機(jī)器自動(dòng)來(lái)完成，因此便可以極大的減少人力物力的投入。
1.3工作過(guò)程自動(dòng)化
機(jī)電一體化情況下的工程機(jī)械在工作時(shí)一般處于自動(dòng)化或半自動(dòng)化的狀態(tài)，此種方式能夠降低生產(chǎn)中人力的投入，減輕操作者的工作強(qiáng)度。在人工控制機(jī)械的情況下，容易出現(xiàn)因操作者的經(jīng)驗(yàn)不足或者疲勞工作造成的作業(yè)精度誤差，而自動(dòng)化生產(chǎn)則能夠很好的規(guī)避這一問題。例如：在挖掘機(jī)上設(shè)置挖掘軌跡控制系統(tǒng)，能夠使操作者的工作更加準(zhǔn)確，并且其控制系統(tǒng)能夠感受到多個(gè)方位的信號(hào)，自動(dòng)控制挖掘機(jī)的運(yùn)作，從而提高了挖掘的精度和速度。
2工程機(jī)械中機(jī)電一體化的應(yīng)用展望
機(jī)電一體化為當(dāng)代的生產(chǎn)起到了很大的推動(dòng)作用，在發(fā)展和應(yīng)用中，還正在不斷朝著智能化、微型化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化、環(huán)?；⑾到y(tǒng)化的方向不斷推進(jìn)。
2.1智能化在當(dāng)今的數(shù)字信息化時(shí)代，智能化是其重要的表現(xiàn)形式。人們將人工智能與機(jī)電一體相結(jié)合進(jìn)行研究，為求研發(fā)出機(jī)器人與工程機(jī)械相結(jié)合的智能化設(shè)備。智能化可直接理解為機(jī)械行為的智能化，其中包含人工智能、計(jì)算機(jī)科學(xué)、心理學(xué)等多個(gè)學(xué)科，為生產(chǎn)服務(wù)的智能化只需要依據(jù)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的需要進(jìn)行設(shè)定，其主要目的是創(chuàng)造高效率、低耗能的生產(chǎn)效果。
2.2微型化自上世紀(jì)八十年代末開始，機(jī)電一體便朝著微型化的方向進(jìn)行發(fā)展。具備微型化標(biāo)準(zhǔn)的電子機(jī)械的尺寸小于1立方厘米，并且不斷朝著更小的目標(biāo)發(fā)展。微機(jī)電一體具備機(jī)電一體所具有的所有功能，并且還具備體積更小、耗能更少、靈活性更高等優(yōu)點(diǎn)，能夠運(yùn)用在除了機(jī)器生產(chǎn)以外的其他多個(gè)領(lǐng)域。微機(jī)電一體化產(chǎn)品的生產(chǎn)和加工取決于其加工技術(shù)，即超精密技術(shù)，該種技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)品的高效微型化。
2.3模塊化就目前而言，要實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體的模塊化難度較大。目前的機(jī)電一體化產(chǎn)品的種類不僅繁多并且型號(hào)各異，因此在研制機(jī)械接口、電氣接口等產(chǎn)品時(shí)需要考慮的因素過(guò)多，很難統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，因此將機(jī)電一體模塊化是一項(xiàng)較為艱巨的工程。但對(duì)于集減速、智能調(diào)速等模塊則較為便利，此類產(chǎn)品的模塊化能夠推動(dòng)新產(chǎn)品的開發(fā)，并且推動(dòng)生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大。
2.4網(wǎng)絡(luò)化機(jī)電一體化產(chǎn)品在研制出來(lái)以后也需要保證其功能的健全和質(zhì)量的合格，在其產(chǎn)品的推廣和使用過(guò)程中，可以借助網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品的控制和監(jiān)視。如今的機(jī)電一體化產(chǎn)品很多都實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程控制，現(xiàn)場(chǎng)總線和局域網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，為機(jī)械網(wǎng)絡(luò)化提供了極大的便利。在生產(chǎn)和操作過(guò)程中，只需要借助遠(yuǎn)程操控則能夠?qū)崿F(xiàn)工程機(jī)械的運(yùn)作。
2.5環(huán)?；I(yè)在推動(dòng)人們的生產(chǎn)和生活水平提高的同時(shí)，也給人們的環(huán)境生活帶來(lái)了很大的影響。在資源豐富的情況下，資源的濫用和浪費(fèi)終究會(huì)使得資源消耗殆盡，因此在推行機(jī)電一體化生產(chǎn)的今天，需要合理運(yùn)用資源，加強(qiáng)對(duì)資源的合理分配，并且降低生產(chǎn)對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響，從而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展。
【關(guān)鍵詞】機(jī)電一體化；核心技術(shù)；優(yōu)勢(shì)；發(fā)展趨勢(shì)
機(jī)電一體化又稱機(jī)械電子工程，是機(jī)械工程與自動(dòng)化的一種，英語(yǔ)稱為Mechatronics，它是由英文機(jī)械學(xué)Mechanics的前半部分與電子學(xué)Electronics的后半部分組合而成。機(jī)電一體化最早出現(xiàn)在1971年日本雜志《機(jī)械設(shè)計(jì)》的副刊上，隨著機(jī)電一體化技術(shù)的快速發(fā)展，機(jī)電一體化的概念被我們廣泛接受和普遍應(yīng)用。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展和廣泛應(yīng)用，機(jī)電一體化技術(shù)獲得前所未有的發(fā)展。現(xiàn)在的機(jī)電一體化技術(shù)，是機(jī)械和微電子技術(shù)緊密集合的一門技術(shù)，他的發(fā)展使冷冰冰的機(jī)器有了人性化，智能化。
一、機(jī)電一體化的優(yōu)勢(shì)
隨著機(jī)電一體化相關(guān)技術(shù)的快速發(fā)展，機(jī)電產(chǎn)品的外觀更加人性化、功能更加強(qiáng)大、體積和重量更加輕巧、可靠性更高等。與傳統(tǒng)的機(jī)電產(chǎn)品相比機(jī)電一體化產(chǎn)品具有以下優(yōu)勢(shì)。
1、功能增強(qiáng)并且應(yīng)用廣泛
機(jī)電一體化產(chǎn)品最顯著的特點(diǎn)就是突破了原來(lái)傳統(tǒng)機(jī)電產(chǎn)品的單技術(shù)和單功能的局限性，將多種技術(shù)與功能集成于一體，使其功能更加強(qiáng)大。而且能適應(yīng)于不同的場(chǎng)合和不同的領(lǐng)域，滿足用戶需求的應(yīng)變能力較強(qiáng)。
2、精度大大提高
機(jī)電一體化技術(shù)簡(jiǎn)化了機(jī)構(gòu)，減少了傳動(dòng)部件，從而使機(jī)械磨損、配合及受力變形等所引起的誤差大大減少，同時(shí)由于采用計(jì)算機(jī)檢測(cè)與控制技術(shù)補(bǔ)償和校正因各種干擾造成的動(dòng)態(tài)誤差，從而達(dá)到單純用機(jī)械技術(shù)所無(wú)法實(shí)現(xiàn)的工作精度。
3、安全性和可靠性提高
機(jī)電一體化產(chǎn)品一般具有自動(dòng)監(jiān)控、報(bào)警、自動(dòng)診斷、自動(dòng)保護(hù)、安全聯(lián)鎖控制等功能。這些功能能夠避免人身傷害和設(shè)備事故的發(fā)生，提高了設(shè)備的安全性和可靠性。
4、改善操作
機(jī)電一體化產(chǎn)品采用計(jì)算機(jī)程序控制和數(shù)字顯示，具有良好的人機(jī)界面，減少了操作按鈕及手柄，改善了設(shè)備的操作性能，減少了操作人員的培訓(xùn)時(shí)間，從而大大簡(jiǎn)化操作。
5、提高柔性
所謂柔性，即可以利用軟件來(lái)改變機(jī)器的工作程序，以滿足不同的需要。例如，工業(yè)機(jī)器人具有較多的運(yùn)動(dòng)自由度，手爪部分可以換用不同的工具，通過(guò)改變控制程序改變運(yùn)動(dòng)軌跡和運(yùn)動(dòng)姿態(tài)，以適應(yīng)不同的作業(yè)要求。
6、生產(chǎn)能力和工作質(zhì)量提高
基于虛擬原型的機(jī)電一體化設(shè)計(jì)建模與仿真技術(shù)研究 。
二、機(jī)電一體化的核心技術(shù)？
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)、信息技術(shù)、傳感器技術(shù)、接口技術(shù)、信號(hào)變換技術(shù)等多種技術(shù)進(jìn)行有機(jī)地結(jié)合，并綜合應(yīng)用到實(shí)際中去的綜合技術(shù)，現(xiàn)代化的自動(dòng)生產(chǎn)設(shè)備幾乎可以說(shuō)都是機(jī)電一體化的設(shè)備。
1、機(jī)械本體技術(shù)？
機(jī)械本體必須從改善性能、減輕質(zhì)量和提高精度等幾方面考慮。現(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品一般都是以鋼鐵材料為主，為了減輕質(zhì)量除了在結(jié)構(gòu)上加以改進(jìn)，還應(yīng)考慮利用非金屬?gòu)?fù)合材料。只有機(jī)械本體減輕了重量，才有可能實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的小型化，進(jìn)而在控制方面改善快速響應(yīng)特性，減少能量消耗，提高效率。？
2、傳感技術(shù)？
傳感器的問題集中在提高可靠性、靈敏度和精確度方面，提高可靠性與防干擾有著直接的關(guān)系。為了避免電干擾，目前有采用光纖電纜傳感器的趨勢(shì)。對(duì)外部信息傳感器來(lái)說(shuō)，目前主要發(fā)展非接觸型檢測(cè)技術(shù)。？
3、信息處理技術(shù)？
機(jī)電一體化與微電子學(xué)的顯著進(jìn)步、信息處理設(shè)備（特別是微型計(jì)算機(jī)）的普及應(yīng)用緊密相連。為進(jìn)一步發(fā)展機(jī)電一體化，必須提高信息處理設(shè)備的可靠性，包括模/數(shù)轉(zhuǎn)換設(shè)備的可靠性和分時(shí)處理的輸入輸出的可靠性，進(jìn)而提高處理速度，并解決抗干擾及標(biāo)準(zhǔn)化問題。？
4、驅(qū)動(dòng)技術(shù)？
電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)已被廣泛采用，但在快速響應(yīng)和效率等方面還存在一些問題。目前，正在積極發(fā)展內(nèi)部裝有編碼器的電機(jī)以及控制專用組件-傳感器-電機(jī)三位一體的伺服驅(qū)動(dòng)單元。？
5、接口技術(shù)？
為了與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信，必須使數(shù)據(jù)傳遞的格式標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)格化。接口采用同一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格不僅有利于信息傳遞和維修，而且可以簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)。目前，技術(shù)人員正致力于開發(fā)低成本、高速串行的接口，來(lái)解決信號(hào)電纜非接觸化、光導(dǎo)纖維以及光藕器的大容量化、小型化、標(biāo)準(zhǔn)化等問題。？
6、軟件技術(shù)？
軟件與硬件必須協(xié)調(diào)一致地發(fā)展。為了減少軟件的研制成本，提高生產(chǎn)維修的效率，要逐步推行軟件標(biāo)準(zhǔn)化，包括程序標(biāo)準(zhǔn)化、程序模塊化、軟件程序的固化、推行軟件工程等。
三、機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展前景
縱觀國(guó)內(nèi)機(jī)電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀和科學(xué)技術(shù)的提升，機(jī)電一體化將朝著以下幾個(gè)方向發(fā)展：
一是智能化。智能化是機(jī)電一體化與傳統(tǒng)機(jī)械自動(dòng)化的主要區(qū)別之一。近幾年，處理器速度的提高和微機(jī)的高性能化、傳感器系統(tǒng)的集成化，有力地推動(dòng)著機(jī)電一體化產(chǎn)品向智能化方向發(fā)展。其產(chǎn)品可以模擬人類智能，從而取代制造工程中人的部分腦力勞動(dòng)。
二是系統(tǒng)化。系統(tǒng)化的表現(xiàn)特征之一就是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)一步采用開放式和模式化的總線結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)可以靈活組態(tài)，進(jìn)行任意的剪裁和組合。表現(xiàn)特征之二是通信功能大大加強(qiáng)，遠(yuǎn)程及多系統(tǒng)通信聯(lián)網(wǎng)的局部網(wǎng)絡(luò)正逐漸被采用。另外，機(jī)電一體化產(chǎn)品還可根據(jù)一些生物體優(yōu)良的構(gòu)造研究某種新型機(jī)體，使其向著生物系統(tǒng)化方向發(fā)展。
三是微型化。微型機(jī)電一體化系統(tǒng)高度融合了微機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)和軟件技術(shù)，是機(jī)電一體化的一個(gè)新的發(fā)展方向。由于微機(jī)電一體化系統(tǒng)具有體積小、耗能小、運(yùn)動(dòng)靈活等特點(diǎn)，可進(jìn)入一般機(jī)械無(wú)法進(jìn)入的空間并易于進(jìn)行精細(xì)操作，其具有廣闊的應(yīng)用前景。
四是模塊化。模塊化也是機(jī)電一體化產(chǎn)品的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。由于機(jī)電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，它需要制訂一系列標(biāo)準(zhǔn)，以便各部件、單元的匹配和接口。機(jī)電一體化產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)可利用標(biāo)準(zhǔn)單元迅速開發(fā)新產(chǎn)品，同時(shí)也可以不斷擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。
五是綠色化。綠色化是時(shí)代的趨勢(shì)，機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指使用時(shí)不污染生態(tài)環(huán)境，報(bào)廢時(shí)能回收利用。綠色制造業(yè)是現(xiàn)代制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展模式。
六是網(wǎng)絡(luò)化。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展對(duì)機(jī)電一體化有重大影響，使其朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。機(jī)電一體化產(chǎn)品的種類很多，面向網(wǎng)絡(luò)的方式也不同。由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾，而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機(jī)電一體化產(chǎn)品。？
四、結(jié)束語(yǔ)
綜上所述，機(jī)電一體化技術(shù)是眾多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，是社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。它促使機(jī)械工業(yè)發(fā)生戰(zhàn)略性的變革，使傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)概念發(fā)生著革命性的變化。大力發(fā)展新一代機(jī)電一體化產(chǎn)品，不僅是改造傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備的要求，而且是推動(dòng)機(jī)械產(chǎn)品更新?lián)Q代和開辟新領(lǐng)域、發(fā)展與振興機(jī)械工業(yè)的必由之路。
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一、關(guān)于機(jī)電一體化的核心技術(shù)
機(jī)電一體化包括硬件和軟件兩方面技術(shù)。硬件是由機(jī)械本體、傳感器、信息處理單元和驅(qū)動(dòng)單元等部分組成。因此，為加速推進(jìn)機(jī)電一體化的發(fā)展，必須從以下幾方面入手：
（一）機(jī)械本體技術(shù)
機(jī)械本體必須從改善性能、減輕質(zhì)量和提高精度等幾方面設(shè)計(jì)考慮。現(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品一般都是以鋼鐵材料為主，為了減輕質(zhì)量除了在結(jié)構(gòu)上加以改進(jìn)，還要考慮利用非金屬?gòu)?fù)合材料。只有機(jī)械本體減輕了重量，才有可能實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的小型化，進(jìn)而在控制方面改善快速響應(yīng)特性，減少能量消耗，減輕重量，提高效率。
（二）傳感技術(shù)
傳感器的問題集中在提高可靠性、靈敏度和精確度方面，提高可靠性與防干擾有著直接的關(guān)系。為了避免電干擾，目前有設(shè)計(jì)采用光纖電纜傳感器的趨勢(shì)。對(duì)外部信息傳感器來(lái)說(shuō)，目前主要發(fā)展非接觸型檢測(cè)技術(shù)。
（三）信息處理技術(shù)
機(jī)電一體化與微電子學(xué)的顯著進(jìn)步、信息處理設(shè)備（特別是微型計(jì)算機(jī)）的普及應(yīng)用緊密相連。為進(jìn)一步發(fā)展機(jī)電一體化，必須提高信息處理設(shè)備的可靠性，包括模/數(shù)轉(zhuǎn)換設(shè)備的可靠性和分時(shí)處理的輸入輸出的可靠性。進(jìn)而提高處理速度，并設(shè)計(jì)解決抗干擾及標(biāo)準(zhǔn)化問題。
（四）驅(qū)動(dòng)技術(shù)
電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)已被廣泛采用，但在快速響應(yīng)和效率等方面還存在一些問題。目前.正在積極發(fā)展內(nèi)部裝有編碼器的電機(jī)（或發(fā)電機(jī)）以及控制專用組件――傳感器――電機(jī)三位一體的伺服驅(qū)動(dòng)單元。
二、機(jī)電一體化技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域
（一）數(shù)控機(jī)床
數(shù)控機(jī)床及相應(yīng)的數(shù)控技術(shù)經(jīng)過(guò)40年的發(fā)展，在結(jié)構(gòu)、功能、操作和控制精度上都有迅速提高，具體表現(xiàn)為：
1.總線式、模塊化、緊湊型的結(jié)構(gòu)，即采用多CPU、多主總線的體系結(jié)構(gòu)。
2.開放性設(shè)計(jì)，即硬件體系結(jié)構(gòu)和功能模塊具有層次性、兼容性、符合接口標(biāo)準(zhǔn)，能最大限度地提高用戶的使用效益。
3.WOP技術(shù)和智能化。系統(tǒng)能提供面向車間的編程技術(shù)和實(shí)現(xiàn)二、三維加工制造過(guò)程的動(dòng)態(tài)仿真，并引入在線診斷、模糊控制等智能機(jī)制。
4.大容量存儲(chǔ)器的應(yīng)用和軟件的模塊化設(shè)計(jì)。不僅豐富了數(shù)控功能。同時(shí)也加強(qiáng)了CNC系統(tǒng)的控制功能。
5.能實(shí)現(xiàn)多過(guò)程、多通道控制.即具有一臺(tái)機(jī)床同時(shí)完成多個(gè)獨(dú)立加工任務(wù)或控制多臺(tái)和多種機(jī)床的能力，并將刀具破損檢測(cè)、物料搬運(yùn)、機(jī)械手等控制都集成到系統(tǒng)中去。
6.系統(tǒng)的多級(jí)網(wǎng)絡(luò)功能，加強(qiáng)了系統(tǒng)組合及構(gòu)造復(fù)雜加工制造系統(tǒng)的能力。
7.以單板、單片機(jī)作為控制機(jī)，加上專用芯片及模板組成結(jié)構(gòu)緊湊的數(shù)控裝置。
（二）計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)
計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）的實(shí)現(xiàn)，不是現(xiàn)有各分散系統(tǒng)的簡(jiǎn)單組合，而是全局動(dòng)態(tài)最優(yōu)綜合。它打破原有部門之間的界線，以制造為基干來(lái)控制“物流”和“信息流”。實(shí)現(xiàn)從經(jīng)營(yíng)決策、產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)準(zhǔn)備、生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)到生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理的有機(jī)結(jié)合。企業(yè)集成度的提高可以使各種生產(chǎn)要素之間的配置得到更好的優(yōu)化，各種生產(chǎn)要素的潛力可以得到更大的發(fā)揮。
（三）柔性制造系統(tǒng)
柔性制造系統(tǒng)（FMS），是計(jì)算機(jī)化的制造系統(tǒng)，主要由計(jì)算機(jī)、數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、料盤、自動(dòng)搬運(yùn)小車和自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)等組成。它可以隨機(jī)、實(shí)時(shí)、按量地按照裝配部門的要求，生產(chǎn)其能力范圍內(nèi)的任何工件，特別適于多品種、中小批量、設(shè)計(jì)更改頻繁的離散零件的批量生產(chǎn)。
三、機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展前景
縱觀國(guó)內(nèi)外機(jī)電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀和高新技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向，機(jī)電一體化將朝著以下幾個(gè)方向發(fā)展：
（一）智能化
智能化是機(jī)電一體化與傳統(tǒng)機(jī)械自動(dòng)化的主要區(qū)別之一，也是21世紀(jì)機(jī)電一體化的發(fā)展方向。近幾年，處理器速度的提高和微機(jī)的高性能化、傳感器系統(tǒng)的集成化與智能化為嵌入智能控制算法創(chuàng)造了條件.有力地推動(dòng)著機(jī)電一體化產(chǎn)品向智能化方向發(fā)展。智能機(jī)電一體化產(chǎn)品可以模擬人類智能，具有某種程度的判斷推理、邏輯思維和自主決策能力。從而取代制造工程中人的部分腦力勞動(dòng)。
（二）系統(tǒng)化
系統(tǒng)化的表現(xiàn)特征之一就是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)一步采用開放式和模式化的總線結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)可以靈活組合，進(jìn)行任意的剪裁。同時(shí)尋求實(shí)現(xiàn)多個(gè)子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制和綜合管理。系統(tǒng)化的表現(xiàn)特征之二就是通信功能大大加強(qiáng)。一般除RS232等常用通信方式外，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程及多系統(tǒng)通信聯(lián)網(wǎng)需要的局部網(wǎng)絡(luò)正逐漸被采用。機(jī)電一體化產(chǎn)品還可根據(jù)一些生物體優(yōu)良的構(gòu)造研究某種新型機(jī)體，使其向著生物（仿生學(xué)）系統(tǒng)化方向發(fā)展。
（三）微型化
微型機(jī)電一體化系統(tǒng)高度融合了微機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)和軟件技術(shù)。是機(jī)電一體化的一個(gè)新的發(fā)展方向。國(guó)外稱微電子機(jī)械系統(tǒng)的幾何尺寸一般不超過(guò)1cm3，并正向微米、納米級(jí)別方向發(fā)展。由于微型機(jī)電一體化系統(tǒng)具有體積小、耗能小、運(yùn)動(dòng)靈活等特點(diǎn)，可進(jìn)入一般機(jī)械無(wú)法進(jìn)入的空間并易于進(jìn)行精細(xì)操作，故在生物醫(yī)學(xué)、航空航天、信息技術(shù)、工農(nóng)業(yè)乃至國(guó)防等領(lǐng)域，都有廣闊的應(yīng)用前景。目前，利用半導(dǎo)體器件制造過(guò)程中的蝕刻技術(shù)，在實(shí)驗(yàn)室中已制造出亞微米級(jí)的機(jī)械元件。
（四）模塊化
模塊化也是機(jī)電一體化產(chǎn)品的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)，是一項(xiàng)重要而艱巨的工程。由于機(jī)電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、電氣接口、動(dòng)力接口、信息接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元是一項(xiàng)復(fù)雜而重要的事，它需要制訂一系列標(biāo)準(zhǔn)，以便各部件、單元的匹配和接口。機(jī)電一體化產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)可利用標(biāo)準(zhǔn)單元迅速開發(fā)新產(chǎn)品，同時(shí)也可以不斷擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。
（五）網(wǎng)絡(luò)化
網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展對(duì)機(jī)電一體化有重大影響，使其朝著網(wǎng)絡(luò)化方向迅速發(fā)展。機(jī)電一體化產(chǎn)品的種類很多，面向網(wǎng)絡(luò)的方式也不同。由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)業(yè)發(fā)展很快。而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機(jī)電一體化產(chǎn)品。
總之，機(jī)電一體化技術(shù)是眾多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶和必然發(fā)展趨勢(shì)，是社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然需求。它促使機(jī)械工業(yè)發(fā)生戰(zhàn)略性的變革，使傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)方法、設(shè)計(jì)概念以及制造技術(shù)發(fā)生著革命性的變化。大力發(fā)展新一代機(jī)電一體化產(chǎn)品，不僅是改造傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備的要求，也是推動(dòng)機(jī)械產(chǎn)品更新?lián)Q代和開辟新領(lǐng)域、發(fā)展與振興機(jī)械工業(yè)（例如常規(guī)低壓發(fā)電機(jī)和高壓發(fā)電機(jī)）的必由之路。
參考文獻(xiàn)
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機(jī)電一體化技術(shù)需要一個(gè)智能化的控制系統(tǒng)來(lái)運(yùn)轉(zhuǎn)，為了更好的促進(jìn)制造生產(chǎn)工藝的創(chuàng)新和發(fā)展，維持企業(yè)智能制造的穩(wěn)步推進(jìn)，開發(fā)人員設(shè)計(jì)并研發(fā)了應(yīng)對(duì)各種情況的智能化控制系統(tǒng)，能夠?qū)ιa(chǎn)制造進(jìn)行管理和控制，極大的提高了生產(chǎn)效率。下面就介紹幾種常用的控制系統(tǒng)。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是一種模仿動(dòng)物的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的行為特征，將各種信息處理工作才去分布于網(wǎng)絡(luò)中，并行進(jìn)行處理的控制系統(tǒng)，這種系統(tǒng)的復(fù)雜程度很高，方便利用和調(diào)整其內(nèi)部存在的大量神經(jīng)節(jié)點(diǎn)之間的相互連接的關(guān)系，以此來(lái)處理信息，而且能夠適應(yīng)大多數(shù)生產(chǎn)制造過(guò)程中遇到的情況，可以自主記憶和學(xué)習(xí)。專家控制系統(tǒng)主要是指一個(gè)高智能的計(jì)算機(jī)程序系統(tǒng)，內(nèi)部包含著大量的專業(yè)知識(shí)和積累下來(lái)的寶貴經(jīng)驗(yàn)，比如制造加工的工藝和相關(guān)技術(shù)，就可以存儲(chǔ)在該系統(tǒng)之中，系統(tǒng)在處理生產(chǎn)制造某個(gè)故障和問題時(shí)，就可以將以往的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)方法拿出來(lái)，迅速有效的解決問題，而且可以解決很多的高難度問題，高效迅速，節(jié)省了大量的檢修時(shí)間和工作量。
2機(jī)電一體化技術(shù)在企業(yè)智能制造中的發(fā)展與應(yīng)用
2．1傳感技術(shù)的應(yīng)用。傳感技術(shù)在智能制造過(guò)程中發(fā)揮著傳遞與接收信息信號(hào)的重要作用，在電子設(shè)備與機(jī)械設(shè)備之間需要做出指令和信息的傳遞時(shí)，傳感器就可以憑借其極高的敏銳度和高效的傳遞信息的能力，在指揮生產(chǎn)制造中起到重要的連接作用，目前，很多制造企業(yè)為了加強(qiáng)這種聯(lián)系，強(qiáng)化信息傳遞的能力和水平，使生產(chǎn)效率進(jìn)一步加快，使用了更加具備系統(tǒng)化和規(guī)范化的傳感網(wǎng)絡(luò)，也就是專門用于傳遞接收信息的處理系統(tǒng)，加快了信息傳遞的速度，并且縮短了反應(yīng)時(shí)間，能夠在很短的時(shí)間內(nèi)完成對(duì)信息的識(shí)別和判斷，經(jīng)過(guò)解析后再發(fā)出有效信息，以其先進(jìn)的技術(shù)和極高的效率極大地促進(jìn)了智能制造的快速發(fā)展和應(yīng)用。2．2數(shù)控生產(chǎn)中的應(yīng)用。數(shù)控機(jī)床在生產(chǎn)制造中屬于最關(guān)鍵的設(shè)備之一，而數(shù)字化和智能化機(jī)床的進(jìn)一步研發(fā)和應(yīng)用，也促進(jìn)了相應(yīng)的機(jī)電一體化相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，可以說(shuō)數(shù)控生產(chǎn)也是智能制造發(fā)展過(guò)程中的重要部分，將電子智能化產(chǎn)品與生產(chǎn)機(jī)械完美的融合在一起，這本身就是一種機(jī)電技術(shù)相結(jié)合的創(chuàng)舉，我國(guó)的數(shù)控機(jī)床的最尖端產(chǎn)品已經(jīng)處于世界領(lǐng)先地位，這就是將機(jī)電結(jié)合，生產(chǎn)制造智能化的重要體現(xiàn)，隨著數(shù)控機(jī)床所利用的機(jī)電技術(shù)愈來(lái)愈多，功能更加多樣實(shí)用，“中國(guó)智造”并將獲得更快的發(fā)展和更大的進(jìn)步。2．3自動(dòng)生產(chǎn)線與自動(dòng)機(jī)械的應(yīng)用。由于智能制造的發(fā)展理念更加深入人心，企業(yè)的制造生產(chǎn)過(guò)程為了應(yīng)對(duì)快速發(fā)展帶來(lái)的挑戰(zhàn)和機(jī)遇，自動(dòng)化的生產(chǎn)流水線被大量裝備到企業(yè)的廠房中，通過(guò)智能機(jī)械設(shè)備代替大量人工，在各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中減少誤差，有助于提高產(chǎn)品的精密度，從而提高制造能力和工藝水平，打造智能化生產(chǎn)線。2．4工業(yè)智能機(jī)器人。工業(yè)智能機(jī)器人是機(jī)電一體化技術(shù)在智能制造中最先進(jìn)的應(yīng)用，并結(jié)合多種先進(jìn)技術(shù)，是人工智能技術(shù)、仿生學(xué)還有計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等眾多學(xué)科相互作用的新型成果。機(jī)器人是當(dāng)期科學(xué)技術(shù)的研究重點(diǎn)，我國(guó)在其研究上已經(jīng)取得了一定的成績(jī)，并且在生產(chǎn)行業(yè)中已經(jīng)得到應(yīng)用。工業(yè)智能機(jī)器人的出現(xiàn)，在提高產(chǎn)品質(zhì)量中發(fā)揮重要作用。工業(yè)智能機(jī)器人在應(yīng)用的過(guò)程中具有明顯的優(yōu)點(diǎn):一是能夠有效甄別信息資料;二是可快速地完成較為復(fù)雜的工作流程;三是生產(chǎn)的精準(zhǔn)度高，可應(yīng)用于軍事生產(chǎn)制造中，受到社會(huì)各界的認(rèn)可。
3機(jī)電一體化在企業(yè)的智能制造中的發(fā)展前景
智能化技術(shù)的發(fā)展從未有過(guò)像最近十年的發(fā)展速度，智能機(jī)器人的應(yīng)用范圍愈加寬廣，中國(guó)資本一方面大力發(fā)展本國(guó)的智能技術(shù)的創(chuàng)新和應(yīng)用，另一方面通過(guò)國(guó)家合作與資本收購(gòu)其他先進(jìn)智能制造產(chǎn)業(yè)來(lái)加快促進(jìn)智能化建設(shè)，可謂雙管齊下，發(fā)展速度極快。制造業(yè)的生產(chǎn)制造過(guò)程是核心，也是基礎(chǔ)，而要將智能技術(shù)完美的融合進(jìn)制造工藝之中，還必須有配套的技術(shù)和措施加以促進(jìn)，這就是機(jī)電一體化技術(shù)，將擁有智能化的電子設(shè)備與企業(yè)的機(jī)械生產(chǎn)設(shè)備結(jié)合應(yīng)用，就做到了制造業(yè)與智能制造的融合，機(jī)電一體化技術(shù)作為兩者之間的重要聯(lián)系紐帶，也是目前國(guó)家制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)中的關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)，其發(fā)展和技術(shù)上的突破，能夠帶動(dòng)整個(gè)制造業(yè)的加速轉(zhuǎn)型，為實(shí)現(xiàn)成為制造業(yè)強(qiáng)國(guó)的宏偉目標(biāo)提供充足的動(dòng)力源泉，無(wú)論是智能化的系統(tǒng)還是科學(xué)技術(shù)，為了增強(qiáng)制造加工的智能化水平，就必須借助發(fā)展機(jī)電一體化技術(shù)來(lái)促成，將每個(gè)生產(chǎn)設(shè)備和環(huán)節(jié)統(tǒng)一納入到智能化管理和控制之中，制造企業(yè)的管理與生產(chǎn)將獲得質(zhì)的飛躍。
4結(jié)語(yǔ)
總而言之，機(jī)電一體化技術(shù)作為實(shí)現(xiàn)智能制造方式所不可獲取的一種關(guān)鍵技術(shù)，將其與智能制造技術(shù)進(jìn)行結(jié)合應(yīng)用具有重要意義，必須引起我們高度的重視。此外，智能制造技術(shù)和機(jī)電一體化技術(shù)的結(jié)合還會(huì)推動(dòng)二者各自擁有各大的發(fā)展空間，這對(duì)機(jī)械行業(yè)的未來(lái)發(fā)展也將產(chǎn)生巨大的積極作用。
作者:王哲
參考文獻(xiàn):
關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化；機(jī)械工程 ；核心技術(shù)； 運(yùn)用
中圖分類號(hào)：TH-39文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：
引言：機(jī)電一體化技術(shù)定義機(jī)電一體化又稱機(jī)械電子學(xué),英語(yǔ)稱為Mcchatronics,它是由英文機(jī)械學(xué)Mechanics的前半部分與電子學(xué)Electronics的后半部分組合而成。一般來(lái)說(shuō)，現(xiàn)代機(jī)電一體化是當(dāng)今目前自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的相對(duì)較高級(jí)的階段。它同時(shí)也以計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)為基礎(chǔ)和主要特征的自動(dòng)化技術(shù)，同時(shí)也是生產(chǎn)實(shí)踐對(duì)自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展的需要。因此，根據(jù)整個(gè)行業(yè)的未來(lái)發(fā)展來(lái)看，整個(gè)工程機(jī)械的機(jī)電智能化和一體化將是今后的主要發(fā)展方向。
1.機(jī)電一體化概要
機(jī)電一體化技術(shù)的形成機(jī)電一體化技術(shù)是指在機(jī)構(gòu)得主功能、動(dòng)力功能、信息處理功能和控制功能上引進(jìn)電子技術(shù),將機(jī)械裝置與電子化設(shè)計(jì)及軟件結(jié)合起來(lái)所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱。機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展至今已成為一門有著自身體系的新型學(xué)科,隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,還將被賦予新的內(nèi)容。但其基本特征可概括為：機(jī)電一體化是從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā)，綜合運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)、機(jī)械技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、傳感測(cè)控技術(shù)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)、電力電子技術(shù)、信息變換技術(shù)、接口技術(shù)、及軟件編程技術(shù)等群體技術(shù)，按優(yōu)化組織目標(biāo)與系統(tǒng)功能目標(biāo)，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質(zhì)量、高可靠性、低能耗的意義上實(shí)現(xiàn)特定功能價(jià)值，并使整個(gè)系統(tǒng)最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術(shù)。由此而產(chǎn)生的功能系統(tǒng)，則成為一個(gè)機(jī)電一體化系統(tǒng)或機(jī)電一體化產(chǎn)品。所以，“機(jī)電一體化”涵蓋“技術(shù)”和“產(chǎn)品”兩個(gè)方面。只是，機(jī)電一體化技術(shù)是基于上面訴述群體技術(shù)有機(jī)融合的一種綜合技術(shù)，而不是機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)和其它新技術(shù)的簡(jiǎn)單組合、拼湊。這是機(jī)電一體化與機(jī)械加電氣所形成的機(jī)械電氣化在概念上的根本區(qū)別。機(jī)械工程技術(shù)有著純技術(shù)發(fā)展到機(jī)械電氣化，屬傳統(tǒng)機(jī)械，它主要功能依舊是代替和放大的體力。但發(fā)展到機(jī)電一體化之后，其中的微電子裝置除可以代替某些機(jī)械部件的原有功能之外，還可以賦予許多新的功能，比如自動(dòng)處理信息、自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)調(diào)節(jié)、自動(dòng)顯示記錄和控制自動(dòng)診斷與保護(hù)等等。所以機(jī)電一體化產(chǎn)品不僅僅是人的手和肢體的延伸，并且人的感官和頭腦的眼神，而具有智能化的特點(diǎn)是機(jī)電一體化和機(jī)械電氣化在功能上的本質(zhì)區(qū)別。
2.機(jī)電一體化的核心技術(shù)
2.1機(jī)械本體技術(shù)
機(jī)電一體化的基礎(chǔ)是機(jī)械技術(shù)，在實(shí)踐中如何才可以能夠?qū)C(jī)械技術(shù)與機(jī)電一體化技術(shù)進(jìn)行有效的相互適應(yīng)，是機(jī)械技術(shù)主要的著眼點(diǎn)。利用其他高新技術(shù)的更新概念，對(duì)結(jié)構(gòu)、材料和性能實(shí)現(xiàn)有力的變更，能滿足重量的減小及體積的縮小與精度的全面提高等等。在機(jī)電一體化整體系統(tǒng)制造的過(guò)程當(dāng)中，借助計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)才能可以有效實(shí)現(xiàn)經(jīng)典的機(jī)械理論及工藝，同時(shí)還需有效的采用過(guò)人工智能及專家系統(tǒng)等，把機(jī)械制造技術(shù)在當(dāng)今年社會(huì)中進(jìn)行有力的更新。
機(jī)械本體必須要將性能及重量和精度等進(jìn)行綜合考慮，性能需進(jìn)行總體的一個(gè)改善使之更加的有力，重要需進(jìn)一步的給予有效減輕，精度更需全方位進(jìn)行提高?，F(xiàn)代社會(huì)中存在的機(jī)械產(chǎn)品，一般都是把鋼材當(dāng)作主要材料，那在重量方面就需進(jìn)行有效的控制，想要有效的減輕鋼材的質(zhì)量，不僅需要在結(jié)構(gòu)方面進(jìn)行改進(jìn)而且還要考慮利用非金屬的復(fù)合材料。只有機(jī)械本身的重量可以有效的控制從而減輕，對(duì)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的小型化才能夠得到有效的實(shí)現(xiàn)，從而在控制方面可有效的改善快速響應(yīng)特性，有效的將能量消耗進(jìn)行相應(yīng)的減少，有效的提升了實(shí)際功效。
2.2信息處理技術(shù)
機(jī)電一體化與微電子學(xué)的顯著進(jìn)步、信息處理設(shè)備的普及應(yīng)用緊密相連。為進(jìn)一步發(fā)展機(jī)電一體化，必須提高信息處理設(shè)備的可靠性，包括模/ 數(shù)轉(zhuǎn)換設(shè)備的可靠性和分時(shí)處理的輸入輸出的可靠性，進(jìn)而提高處理速度，并解決抗干擾及標(biāo)準(zhǔn)化問題。
2.3傳感技術(shù)
傳感檢測(cè)技術(shù)是系統(tǒng)的感受器官，是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、自動(dòng)調(diào)節(jié)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。功能越強(qiáng)，系統(tǒng)的自動(dòng)化程序就越高?，F(xiàn)代工程要求傳感器可以快速、精確地獲取信息并且能夠經(jīng)受嚴(yán)酷環(huán)境的考驗(yàn)，它是機(jī)電一體化系統(tǒng)達(dá)到高水平的一個(gè)保證。傳感器的問題集中在提高靈敏度、可靠性與精確度方面，提高可靠性與防干擾有著直接的關(guān)系。為避免電干擾，當(dāng)前有采用光纖電纜傳感器的趨勢(shì)。而對(duì)外部信息傳感器來(lái)說(shuō)，現(xiàn)在主要發(fā)展非接觸型檢測(cè)技術(shù)。
2.4驅(qū)動(dòng)技術(shù)
電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)在社會(huì)當(dāng)中已廣泛的被接受并且采用，但在快速響應(yīng)及效率等諸多方面，仍然存在許多需要繼續(xù)有效的解決的問題。當(dāng)前，我國(guó)針對(duì)內(nèi)部裝有編譯器的電機(jī)及控制專用組件和傳感器，三位于一體的伺服驅(qū)動(dòng)單元正在積極的發(fā)展當(dāng)中。
3.機(jī)電一體化在工程機(jī)械中的應(yīng)用
機(jī)電一體化技術(shù)從20世紀(jì)70年代中期開始在國(guó)外工程機(jī)械上得到應(yīng)用。80年代以微電子技術(shù)為核心的高新技術(shù)的興起．推動(dòng)了工程機(jī)械制造技術(shù)的迅速發(fā)展，特別是隨著微型計(jì)算機(jī)及微處理技術(shù)、傳感與檢測(cè)技術(shù)、信息處理技術(shù)等的發(fā)展及其在工程機(jī)械上的應(yīng)用，不但提高了施工工藝，還節(jié)約了大量的人力、物力和資源，使工程機(jī)械的性能得到了前所未有的提高，無(wú)論是在動(dòng)力性、安全性、節(jié)能性和操控性上都有了極大的改善，充分滿足了現(xiàn)代社會(huì)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求。從根本上改變了工程機(jī)械的面貌，極大促進(jìn)了產(chǎn)品性能的提高，使工程機(jī)械進(jìn)入了一個(gè)全新的發(fā)展階段。工程機(jī)械的機(jī)電一體化和智能化將是今后的發(fā)展方向現(xiàn)代工程施工中，工程機(jī)械的性能、自動(dòng)化程度及其經(jīng)濟(jì)性等可直接影響到施工工藝的好壞：而工程機(jī)械的電氣與電子控制系統(tǒng)部分質(zhì)量與性能的優(yōu)劣又直接影響到工程機(jī)械的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性、施工質(zhì)量、生產(chǎn)效率及使用壽命等。電子控制系統(tǒng)已成為現(xiàn)代工程機(jī)械技術(shù)水平的一個(gè)重要依據(jù)。
4..現(xiàn)代機(jī)電一體化在工程機(jī)械應(yīng)用中的發(fā)展趨勢(shì)
4.1 高性能化的應(yīng)用發(fā)展
這里面主要包含：高速的應(yīng)用化模式、高精度的應(yīng)用模式以及高效率的應(yīng)用模式、高可靠性的應(yīng)用。新一代CNC系統(tǒng)采用多CPU結(jié)構(gòu)以多總線連接，就是以此“四高”為滿足生產(chǎn)而誕生的。這種系統(tǒng)采用精簡(jiǎn)指令集機(jī)，可同時(shí)實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)并行處理，從而來(lái)保證該機(jī)電一體化的產(chǎn)品具有相對(duì)高性能。
4.2 微型化的應(yīng)用發(fā)展
微型機(jī)電一體化系統(tǒng)是機(jī)電一體化的一個(gè)新發(fā)展方向，同時(shí)也是電子技術(shù)與機(jī)械技術(shù)在納米尺度上相融合的產(chǎn)物，國(guó)外稱微電子機(jī)械系統(tǒng)。微型機(jī)電一體化產(chǎn)品，泛指幾何尺寸向微米、納米級(jí)發(fā)展，其體積一般不超過(guò)1cm3的機(jī)電一體化產(chǎn)品，在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)越性，并且其耗能小、體積小、運(yùn)動(dòng)靈活，是近年和將來(lái)十大關(guān)鍵技術(shù)之一。
4.3 機(jī)電一體化智能化的應(yīng)用發(fā)展
一般來(lái)說(shuō)，現(xiàn)代機(jī)電一體化的發(fā)展和進(jìn)步都主要體現(xiàn)在控制理論的基礎(chǔ)上，也就是當(dāng)前機(jī)電一體化技術(shù)與傳統(tǒng)機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的主要區(qū)別之一就是智能化技術(shù)，而且這種在實(shí)際中的區(qū)別表現(xiàn)就是表現(xiàn)在其產(chǎn)品的智能上。它是吸收計(jì)算機(jī)科學(xué)、人工智能、生理學(xué)等一系列智能的新方法、新思想，模擬人類智能，這樣的技術(shù)目前任然在探索和應(yīng)用中，相信將來(lái)是有非常廣闊的應(yīng)用前景。
5.結(jié)語(yǔ)
隨著新產(chǎn)品的研發(fā)及高精密等設(shè)備的發(fā)展，要求新一代機(jī)電一體化技術(shù)、產(chǎn)品及系統(tǒng)朝著高性能、智能化、系統(tǒng)化以及輕量化、微型化方向發(fā)展，從而為國(guó)家?guī)?lái)更大的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。
參考文獻(xiàn)：
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關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化；工程機(jī)械；智能；環(huán)保
中圖分類號(hào)：F407文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
前言：伴隨科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，帶動(dòng)了不同學(xué)科間的相互滲透及共同發(fā)展，自從機(jī)械一體化技術(shù)出現(xiàn)以來(lái)，其已經(jīng)有了長(zhǎng)足的發(fā)展，并對(duì)傳統(tǒng)的機(jī)械領(lǐng)域產(chǎn)生了翻天覆地的變化，使機(jī)械工程步入了“機(jī)電一體化”時(shí)代。機(jī)電一體化不是單純將機(jī)械技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)簡(jiǎn)單相加，機(jī)電一體化區(qū)別于機(jī)械電氣化，有本質(zhì)上的差異，機(jī)械電氣化只是將電氣的觀念引入了機(jī)械領(lǐng)域，并沒有給傳統(tǒng)的機(jī)械領(lǐng)域帶來(lái)根本性的改變，而機(jī)電一體化在將計(jì)算機(jī)技術(shù)引入機(jī)械領(lǐng)域之為傳統(tǒng)機(jī)械賦予了許多新的功能，給傳統(tǒng)機(jī)械創(chuàng)造創(chuàng)更廣闊的發(fā)展空間。
一、機(jī)電一體化技術(shù)在工程機(jī)械中發(fā)揮的作用
（一）監(jiān)控中的運(yùn)用
工程機(jī)械中的電子監(jiān)控可以對(duì)工程機(jī)械的發(fā)電機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)、工作裝置等的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行全面的監(jiān)控，自動(dòng)發(fā)現(xiàn)問題，給維修人員提供一定的信息，說(shuō)明維修人員和機(jī)械使用員及時(shí)的發(fā)現(xiàn)問題和故障，并對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢查和維修，保證機(jī)械的正常運(yùn)行，極大地提高了工作效率，降低了維修費(fèi)用，減少不必要的損失，也可以避免重大故障的發(fā)生。
（二）節(jié)能功能
在傳統(tǒng)的工程機(jī)械使用中能量的利用率比較低，比如說(shuō)液壓挖掘機(jī)的能量利用率僅僅只有30%左右，工程機(jī)械中電子節(jié)能控制器的運(yùn)用，大幅度提高挖掘機(jī)等大型工程機(jī)械設(shè)備的能量利用率，一定程度上發(fā)揮到了節(jié)能的作用。電子節(jié)能控制器操作比較簡(jiǎn)單，對(duì)機(jī)械的磨損也相對(duì)減少，從而提高了工作的效率。
（三）使得稱量變得更加的精確
在工程機(jī)械設(shè)備中使用電子控制系統(tǒng)可以將稱量的過(guò)程自動(dòng)化，對(duì)稱量系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)微機(jī)控制，使得稱量更加精確，減少了誤差，提高了工作效率，同時(shí)采用自動(dòng)化稱量系統(tǒng)還節(jié)約了人力，降低了施工人員的工作強(qiáng)度，高效、快捷，符合現(xiàn)代工程施工的要求。
（四）機(jī)械操作的自動(dòng)化能夠降低勞動(dòng)強(qiáng)度
在工程機(jī)械施工操作中引入機(jī)電一體化實(shí)現(xiàn)操作的自動(dòng)化或者半自動(dòng)化，這樣大大降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率，并且大大減少了因?yàn)椴僮髡吖ぷ鹘?jīng)驗(yàn)不足而造成的作業(yè)精度的影響。
二、機(jī)電一體化在現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)中的應(yīng)用
（一）機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用于機(jī)床的創(chuàng)新
在機(jī)電一體化應(yīng)用中，Z80-CPU各種應(yīng)用軟件較多，在我國(guó)機(jī)床數(shù)控方面應(yīng)用比較普遍，因?yàn)樗南到y(tǒng)開發(fā)較容易。我國(guó)的數(shù)控機(jī)床一般均采用經(jīng)濟(jì)型的光電隔離電路及Z80-CPU微機(jī)、微機(jī)I/O接口電路以及功率放大電路等。而且這類Z80-CPU及其配套的芯片普遍、廉價(jià)并且相對(duì)于其他的技術(shù)來(lái)說(shuō)相對(duì)可靠、維修方便、通用性強(qiáng)。Z80系列有獨(dú)特的I/O指令，而且I/O接口譯碼硬件也較簡(jiǎn)單，其微機(jī)運(yùn)行時(shí)間也較短、重要的是其指令格式也相對(duì)較短，這樣非常有利于縮短掃描現(xiàn)場(chǎng)機(jī)床工作狀況的周期。
由于大部分的數(shù)控機(jī)床要求工作刀具或工作臺(tái)必須精確按照沿坐標(biāo)軸的運(yùn)動(dòng)，因此在這類機(jī)電一體化應(yīng)用中，就必須要考慮采用具有插補(bǔ)功能的連續(xù)控制方式。滾珠絲杠摩擦損失小，副傳動(dòng)效率高，在整個(gè)操作中無(wú)爬行現(xiàn)象，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，給予適當(dāng)預(yù)緊，采用氟塑貼面導(dǎo)軌，它具有耐磨性好，摩擦系數(shù)小，可消除低速運(yùn)動(dòng)的爬行現(xiàn)象，同時(shí)它的抗撕傷能力強(qiáng)、以及成本低等優(yōu)點(diǎn)。反向時(shí)可以定位精度高、消除空間死區(qū)以及剛度好?？上菽负徒z杠的螺紋間隙，因此一般數(shù)控機(jī)床的執(zhí)行機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方式采用滾珠絲杠副傳動(dòng)。
（二）電子監(jiān)控、故障自診以及自動(dòng)報(bào)警
電子監(jiān)控、故障自診以及自動(dòng)報(bào)警，也就是說(shuō)對(duì)于工程機(jī)械的工作裝置，傳動(dòng)系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)、液壓系統(tǒng)以及制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行全面的監(jiān)控，一旦在運(yùn)行的過(guò)程中發(fā)生異常情況，就會(huì)自動(dòng)地找出故障的位置并自動(dòng)進(jìn)行報(bào)警提示。機(jī)電一體化的發(fā)展和應(yīng)用，大大地改善了操作人員的現(xiàn)實(shí)工作條件，全面提高了機(jī)械設(shè)備的工作效率。與此同時(shí)，簡(jiǎn)化了機(jī)械設(shè)備檢查和維護(hù)的工作，相應(yīng)地減少了維修費(fèi)用，大大降低了維修停機(jī)的時(shí)間，對(duì)于提高機(jī)械設(shè)備的使用壽命有很大的作用和意義。
（三）降低功耗，提高生產(chǎn)率
一般的工程機(jī)械使用時(shí)功耗較高，但是生產(chǎn)效率確較低，例如傳統(tǒng)的液壓挖掘機(jī)不僅功耗較高，能量利用率不到30%，而且生產(chǎn)率較低。但是應(yīng)用了機(jī)電一體化技術(shù)的工程機(jī)械利用先進(jìn)的電子控制系統(tǒng)使機(jī)械的功耗大大降低，生產(chǎn)率明顯提高，例如采用了卡特電子系統(tǒng)的液壓挖掘機(jī)，功率利用率明顯提高，從而使機(jī)器的生產(chǎn)率大大增加。又如將機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，由于電子調(diào)速器等的應(yīng)用，使柴油發(fā)動(dòng)機(jī)可以根據(jù)不同的工況選擇不同的工作模式，降低了柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的功耗，增加了柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的工作效率。
（四）提高精度，增加良品率
機(jī)電一體化技術(shù)在工程機(jī)械中的應(yīng)用，通過(guò)精密的電子控制系統(tǒng)，大大增加了工程機(jī)械作業(yè)的精度，使得整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的良品率大大提高。傳統(tǒng)的機(jī)床加工的產(chǎn)品的精度很多時(shí)候是依靠操作人員的經(jīng)驗(yàn)和操作的熟練程度，產(chǎn)品的良品較低。而應(yīng)用的機(jī)電一體化技術(shù)的數(shù)控加工機(jī)床或者加工中心的加工精度顯著提高，其可以根據(jù)控制系統(tǒng)的命令自動(dòng)進(jìn)行作業(yè)，并根據(jù)回饋系統(tǒng)的信號(hào)及時(shí)調(diào)整作業(yè)，產(chǎn)品良品率大大提高。比如最先進(jìn)的數(shù)控金切機(jī)床的加工精度已經(jīng)可以達(dá)到0.001mm左右，超精密數(shù)控機(jī)床的微細(xì)切削和磨削加工精度可達(dá)到0.05μm左右。
三、機(jī)電一體化發(fā)展趨勢(shì)
（一）智能化
智慧化是21世紀(jì)機(jī)電一體化技術(shù)的一個(gè)重要發(fā)展方向。人工智能在機(jī)電一體化的研究中日益得到重視,機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床的智慧化就是重要應(yīng)用之一。這里所說(shuō)的智慧化是對(duì)機(jī)器行為的描述,是在控制理論的基礎(chǔ)上,吸收人工智能、運(yùn)籌學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)等新思想、新方法,使它具有判斷推理、邏輯思維及自主決策等能力,以求得到更高的控制目標(biāo)。誠(chéng)然,使機(jī)電一體化產(chǎn)品具有與人完全相同的智慧是不可能的,也是不必要的。但是,高性能、高速的微處理使機(jī)電一體化產(chǎn)品賦有低級(jí)智能或者人的部分智慧,則是完全可能而且必要的。
（二）模塊化
模塊化是一項(xiàng)重要而艱巨的工程。由于機(jī)電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多,研制和開發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、電氣接口、動(dòng)力接口和環(huán)境接口等的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元,是一項(xiàng)十分復(fù)雜但又非常重要的事情。如研制集減速、智慧調(diào)速、電機(jī)于一體的動(dòng)力單元,具有視覺、圖像處理、識(shí)別和測(cè)距等功能的控制單元,以及各種能完成操作的機(jī)械裝置等。有了這些標(biāo)準(zhǔn)單元就可迅速開發(fā)新產(chǎn)品,同時(shí)也可以擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。為了達(dá)到以上目的,還需要制定各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn),以便于各部件、單元的匹配。由于利益沖突,近期很難制定出國(guó)際或國(guó)內(nèi)這方面的標(biāo)準(zhǔn),但可以通過(guò)組建一些大企業(yè)逐漸形成。
（三）環(huán)?；?/p>
工業(yè)的發(fā)達(dá)給人們生活帶來(lái)巨大變化。一方面,物質(zhì)豐富,生活舒適;另一方面,資源減少,生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重污染。于是,人們呼吁保護(hù)環(huán)境資源,回歸自然,綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲下應(yīng)運(yùn)而生,綠色化是時(shí)代的趨勢(shì)。綠色產(chǎn)品在其設(shè)計(jì)、制造、使用和銷毀的過(guò)程中,符合特定的環(huán)境保護(hù)和人類健康的要求,對(duì)生態(tài)環(huán)境無(wú)害或危害極少,資源利用率極高。設(shè)計(jì)綠色的機(jī)電一體化產(chǎn)品,具有遠(yuǎn)大的發(fā)展前景。機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是使用時(shí)不污染生態(tài)環(huán)境,報(bào)廢后能回收利用。
（四）系統(tǒng)化
系統(tǒng)化的主要表現(xiàn)特征就是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)一步采用開放式與模式化的總體結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)能夠靈活組態(tài),并進(jìn)行任意剪裁與組合,同時(shí)尋求實(shí)現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制及綜合管理，特征之二是可以使通信功能極大增強(qiáng)。
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