行業(yè)資訊
探討機(jī)電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀及前景

         摘要:隨著科技的發(fā)展,科技對機(jī)械、電子等行業(yè)的影響越來越大。隨之而誕生的機(jī)電一體化技術(shù)在其行業(yè)得到快速發(fā)展,其優(yōu)點(diǎn)如下:提高工作效率,加強(qiáng)產(chǎn)品質(zhì)量管理,節(jié)約生產(chǎn)成本。本文就機(jī)電一體化的技術(shù)、應(yīng)用以及發(fā)展趨勢進(jìn)行闡述。

        關(guān)鍵詞:機(jī)電;一體化;應(yīng)用;發(fā)展趨勢
        1 機(jī)電一體化技術(shù)
        機(jī)電一體化技術(shù)即結(jié)合機(jī)械技術(shù)、電子技術(shù)、信息傳感技術(shù)等多種技術(shù)于一體,將其應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)中的一種綜合性技術(shù)[1]。這種優(yōu)勢主要是一方面可以充分發(fā)揮機(jī)械技術(shù)的長處,生產(chǎn)相對應(yīng)的產(chǎn)品,另一方面采取將微電子技術(shù)、機(jī)械技術(shù)和信息技術(shù)有效的結(jié)合在一起,促使機(jī)械時(shí)代的更新?lián)Q代。機(jī)電一體化技術(shù)的快速發(fā)展,解放了人的雙手,加快了生產(chǎn)效率,提高工作精度,優(yōu)化操作。
        2 機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域
        2.1 數(shù)控機(jī)床
        數(shù)控車床是一種按照事先編制好的加工程序,自動(dòng)對零件進(jìn)行加工,是一種高精度、高效率的自動(dòng)化機(jī)床,是一種典型的機(jī)電一體化的產(chǎn)物。采用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)字程序控制機(jī)床技術(shù),利用代碼形成指令,軟件控制,簡單人為操作的新型機(jī)床。改變控制機(jī)床動(dòng)作的程序就可以達(dá)到加工不同零件的目的,并在復(fù)雜零件的批量生產(chǎn)中發(fā)揮了良好的經(jīng)濟(jì)效果。與傳統(tǒng)機(jī)床相比,節(jié)約了人工,提高了效率和產(chǎn)品質(zhì)量,加快了科技的進(jìn)步。正是這種優(yōu)勢使得數(shù)控機(jī)床的市場很寬闊,盡管我國機(jī)床數(shù)量龐大,但高端的數(shù)控機(jī)床技術(shù)還是依賴于進(jìn)口,國內(nèi)市場比例失衡,意味著高端數(shù)控機(jī)床技術(shù)有待提高[2]。
        2.2 全自動(dòng)汽車生產(chǎn)領(lǐng)域
        自動(dòng)化技術(shù)是人工智能技術(shù)與現(xiàn)代自動(dòng)化技術(shù)結(jié)合而來,屬于機(jī)電一體化的應(yīng)用擴(kuò)展。數(shù)控技術(shù)可以使設(shè)計(jì)及制造的每個(gè)步驟能夠借助于自動(dòng)化的有效應(yīng)用并為設(shè)計(jì)制造提供安全保障。將數(shù)控技術(shù)與自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行融合從而提高設(shè)計(jì)及制造的高效性和便捷性,從而應(yīng)用到汽車的機(jī)械制造中可以充分發(fā)揮其先進(jìn)的功能,提高效率,節(jié)約成本。但是由于該技術(shù)對實(shí)驗(yàn)操作人員有一定的技術(shù)和知識要求,這樣才能確保在實(shí)際生產(chǎn)中將操作的失誤率降到最低,提高生產(chǎn)速度,加快汽車制造業(yè)的進(jìn)程。隨著人們的生活水平的不斷提高,對生活的要求越來越高,同時(shí)對汽車的性能問題更加的關(guān)注,這對我國的汽車制造業(yè)的發(fā)展帶來了機(jī)遇,同時(shí)也面對巨大的挑戰(zhàn)。同時(shí)機(jī)電一體化在汽車行業(yè)的運(yùn)用,能夠提高汽車各種性能指標(biāo),滿足人們的需求,在保證質(zhì)量的情況下,加快生產(chǎn)速度。例如全自動(dòng)汽車行駛技術(shù)、防抱死系統(tǒng)等等,提高汽車各個(gè)環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)性[3]。
        2.3 人工智能機(jī)器人
        人工智能是計(jì)算機(jī)科學(xué)的分支,能夠模擬人的思維過程和智能行為,制造出類似于人腦智能的計(jì)算機(jī),代替人工計(jì)算復(fù)雜的數(shù)學(xué)公式以及操作繁瑣的機(jī)械運(yùn)作。通過代碼編程形成軟件,最后結(jié)合機(jī)械技術(shù)以及信息傳導(dǎo)技術(shù)開發(fā)出一種能夠智能化的機(jī)器。智能機(jī)器人在工業(yè)生產(chǎn)中能夠加工精密的儀器,降低誤差,提高精確度,為機(jī)電一體化的應(yīng)用開辟了新的領(lǐng)域。
        2.4 機(jī)電一體化柔性操作系統(tǒng)
        機(jī)電一體化柔性操作系統(tǒng)是在計(jì)算機(jī)的指引下,將加工對象變換成自動(dòng)化的系統(tǒng)。原材料在各個(gè)機(jī)器上進(jìn)行加工,自動(dòng)傳送,無需人工參與,只需按照程序編程進(jìn)行即可。在生產(chǎn)中,在性能上能夠大批量的生產(chǎn)自動(dòng)化生產(chǎn)線,可加工形狀復(fù)雜,工序繁多,且大批量生產(chǎn),同時(shí)節(jié)約人工,提高生產(chǎn)加工速度。
        3 機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢
        3.1綠色化
        工業(yè)的發(fā)達(dá)給人們生活帶來了巨大變化: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。綠色產(chǎn)品在其設(shè)計(jì)、制造、使用和銷毀的生命過程中,符合特定的環(huán)境保護(hù)和人類健康的要求,對生態(tài)環(huán)境無害或危害極少,資源利用率極高。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)廢后能回收利用[4]。工業(yè)的發(fā)展使得資源減少,生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重污染。綠色化成了時(shí)代的趨勢,產(chǎn)品的綠色化更成了適應(yīng)未來發(fā)展的一大特色。如果我們把機(jī)械產(chǎn)品和制造機(jī)械產(chǎn)品的機(jī)械裝置統(tǒng)稱為機(jī)械系統(tǒng),則機(jī)電一體化技術(shù)的功能可歸結(jié)為:提高機(jī)械系統(tǒng)的性能,完成傳統(tǒng)機(jī)械系統(tǒng)不能完成的功能;提高機(jī)械系統(tǒng)的智能化程度,使人在更舒適的環(huán)境中工作;提高機(jī)械系統(tǒng)的可回收性;降低機(jī)械系統(tǒng)的原材料消耗;降低機(jī)械系統(tǒng)的能耗;降低機(jī)械系統(tǒng)對環(huán)境的污染,可以看出其中至少有3條是和環(huán)境保護(hù)有關(guān)的。
        3.2智能化
        人工智能系統(tǒng)是一個(gè)知識處理系統(tǒng),它包括知識表示、知識利用和知識獲取三個(gè)基本問題,其最終目標(biāo)是模擬人的問題求解、推理、學(xué)習(xí)。人工智能在機(jī)電一體化建設(shè)中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。“智能化”是對機(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,模擬人類的智能,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)。目前,專家系統(tǒng)、模糊系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以及遺傳算法是機(jī)電一體化產(chǎn)品(系統(tǒng))實(shí)現(xiàn)智能化的四種主要技術(shù),它們各自獨(dú)立發(fā)展又彼此相互滲透。隨著制造自動(dòng)化程度的不斷提高,將會(huì)出現(xiàn)智能制造系統(tǒng)控制器來模擬人類專家的智能制造活動(dòng),并會(huì)對制造中出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析、判斷、推理、構(gòu)思和決策[5]。
        3.3模塊化
        機(jī)電一體化產(chǎn)品和技術(shù)可分為機(jī)械、電子和軟件三大部分。模塊化技術(shù)是這三者的共同技術(shù)。模塊化技術(shù)可以減少產(chǎn)品的開發(fā)和生產(chǎn)成本,提高不同產(chǎn)品間的零部件通用化程度,提高產(chǎn)品的可裝配性、可維修性和可擴(kuò)展性等。融合機(jī)械、電子和軟件三大部分的機(jī)電一體化模塊代表了未來產(chǎn)品的發(fā)展方向,具有高度自主性、良好協(xié)調(diào)性和自組織性的特點(diǎn)。總之,模塊化設(shè)計(jì)與制造是機(jī)電一體化系統(tǒng)的基本方法和發(fā)展趨勢。隨著微處理器性能價(jià)格比的迅速提高和微機(jī)械電子(MEMS)技術(shù)的飛速發(fā)展,各種機(jī)電一體化模塊將越來越多地出現(xiàn)在市場上。利用這些模塊,可以迅速方便地設(shè)計(jì)和制造出各種新的機(jī)電一體化產(chǎn)品。
        4結(jié)語
        行業(yè)的發(fā)展和科技的進(jìn)步是不可分離的,機(jī)電一體化技術(shù)是行業(yè)發(fā)展的基石,同時(shí)其他行業(yè)的發(fā)展也能促進(jìn)機(jī)電一體化技術(shù)的不斷更新,適合現(xiàn)代化企業(yè)的需求,加快科技進(jìn)步,實(shí)現(xiàn)科技與企業(yè)共贏。人工智能技術(shù)的應(yīng)用,使得機(jī)電一體化需要轉(zhuǎn)型于智能方向,機(jī)電一體化技術(shù)在數(shù)控、汽車等行業(yè)的快速發(fā)展,使得工業(yè)發(fā)展趨向于智能化,符合現(xiàn)代企業(yè)的發(fā)展模式,同時(shí)產(chǎn)品的精密性使得對機(jī)電一體化技術(shù)提出新的挑戰(zhàn)。機(jī)電一體化的前景很好,是現(xiàn)代工業(yè)的技術(shù)支持,同時(shí)由于工業(yè)的需求,使機(jī)電一體化技術(shù)向智能化發(fā)展。
        參考文獻(xiàn):
        [1]王永幸.機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用[J].山東工業(yè)技術(shù),2018(11).
        [2]李鍇.機(jī)電一體化技術(shù)及其應(yīng)用[J].電子技術(shù)與軟件工程,2019.
        [3]鄭冰松.智能自動(dòng)化技術(shù)在汽車工程中的應(yīng)用[J].汽車實(shí)用技術(shù),2018.
        [4]姜新嘉.淺析機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展趨勢[J].電子制作,2013(08).
        [5]胡家華.機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用及其發(fā)展趨勢[J].中國高新技術(shù)企業(yè),2011(14):3-4.
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