1 機(jī)電一體化概述
機(jī)電一體化技術(shù)目前經(jīng)歷了3 個(gè)發(fā)展階段，在20 世紀(jì)60年代以前為*階段（初級(jí)階段）。在這一階段，人們?yōu)榱颂嵘龣C(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)力，將電子技術(shù)融入機(jī)械設(shè)備控制當(dāng)中，以完善設(shè)備性能。在這個(gè)階段，技術(shù)研發(fā)還處于自發(fā)性狀態(tài)，電子技術(shù)與機(jī)械設(shè)備結(jié)合得還不夠深入。20 世紀(jì)70 年-80年底，機(jī)電一體化進(jìn)入了快速發(fā)展階段。在這一時(shí)期，無(wú)論是控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)，還是通信技術(shù)等，均有了的發(fā)展，為機(jī)體一體化提供了良好的，相關(guān)技術(shù)也得到快速普及，并受到了世界各國(guó)關(guān)注。進(jìn)入20 世紀(jì)90 年代后，機(jī)電一體化已經(jīng)逐漸朝著智能化方向發(fā)展，此時(shí)機(jī)電一體化技術(shù)就已經(jīng)進(jìn)入了深入發(fā)展期。微加工技術(shù)、光學(xué)技術(shù)、信息化技術(shù)逐漸融入機(jī)電一體化當(dāng)中，同時(shí)機(jī)電一體化系統(tǒng)分析方法、集成方法機(jī)建模設(shè)計(jì)等愈來(lái)愈成熟，再加上神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等高新技術(shù)的支持，為機(jī)電一體化快速發(fā)展提供了充足的動(dòng)力，也讓機(jī)電一體化技術(shù)有了更大的應(yīng)用空間。與歐美、日本等國(guó)家相比，我國(guó)機(jī)電一體化起步較晚，從20 世紀(jì)80 年代才逐步涉及該領(lǐng)域。但國(guó)家對(duì)機(jī)電一體化發(fā)展十分重視，并制定了相關(guān)扶持政策。國(guó)內(nèi)很多大型企業(yè)、科研院校等在機(jī)電一體化領(lǐng)域做了大量工作，部分技術(shù)已經(jīng)接近水平，取得了令人矚目的成果。
2 機(jī)電一體化應(yīng)用現(xiàn)狀
機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用范圍十分廣泛，主要涵蓋了以下幾個(gè)領(lǐng)域：
（1）數(shù)控機(jī)床。數(shù)控機(jī)床是機(jī)電一體化的典型技術(shù)產(chǎn)品。數(shù)控機(jī)床的精度及效率是傳統(tǒng)普通機(jī)床*的。在構(gòu)造方面，借助多CPU 技術(shù)，數(shù)控機(jī)床已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了構(gòu)造的總線式與緊湊型，同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了模塊化。在功能方面，通過(guò)WOP 技術(shù)實(shí)現(xiàn)了數(shù)控機(jī)床的智能化。以模塊化軟件設(shè)計(jì)、大容量存儲(chǔ)器、單片機(jī)作為支持，讓數(shù)控機(jī)床的精度及操控性有了大幅度提升。我國(guó)在數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域與先進(jìn)水平還存在一定差距。目前，我國(guó)中數(shù)控機(jī)床市場(chǎng)基本被進(jìn)口產(chǎn)品所占領(lǐng)。特別是在市場(chǎng)，國(guó)內(nèi)產(chǎn)品*僅為4% 上下，技術(shù)實(shí)力依然有待提升。
（2）工業(yè)機(jī)器人。工業(yè)機(jī)器人也是機(jī)電一體化技術(shù)的重要應(yīng)用領(lǐng)域之一。工業(yè)機(jī)器人可謂是機(jī)電一體化技術(shù)的載體。在機(jī)電一體化技術(shù)的支持下，如今的智能化工業(yè)機(jī)器人已經(jīng)能夠進(jìn)行復(fù)雜的邏輯思維。借助傳感器技術(shù)，能夠?qū)χ車(chē)h(huán)境做出有效感知，從而做出正確的決策及判斷。多元化的傳感器與智能運(yùn)算系統(tǒng)相結(jié)合，能夠進(jìn)一步增強(qiáng)工業(yè)機(jī)器人的環(huán)境適應(yīng)能力，使其具備行動(dòng)獨(dú)立性，進(jìn)一步提升其應(yīng)用范圍及工作效率。
（3）計(jì)算機(jī)集成與制造系統(tǒng)。利用機(jī)電一體化技術(shù)，可將分散制造系統(tǒng)進(jìn)行組合，從而實(shí)現(xiàn)全局動(dòng)態(tài)化控制。計(jì)算機(jī)集成與制造系統(tǒng)打破了各個(gè)系統(tǒng)之間的屏障，讓企業(yè)生產(chǎn)集成度得到了大幅度提升，促進(jìn)了各生產(chǎn)要素的配置優(yōu)化，能夠進(jìn)一步發(fā)揮各生產(chǎn)要素的功能及價(jià)值，有利于提升整體生產(chǎn)效能。
3 機(jī)電一體化發(fā)展趨勢(shì)分析
3.1 網(wǎng)絡(luò)化
網(wǎng)絡(luò)化是機(jī)電一體化技術(shù)重要的發(fā)展趨勢(shì)之一。如今計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及信息技術(shù)已經(jīng)十分成熟。網(wǎng)絡(luò)信息化技術(shù)推動(dòng)社會(huì)生產(chǎn)變革，也讓人們的生活發(fā)生了“翻天覆地”的變化。一方面，網(wǎng)絡(luò)信息化技術(shù)為機(jī)電一體化提供了可靠的。借助相關(guān)技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)各類(lèi)遠(yuǎn)程監(jiān)控、操控，各類(lèi)遠(yuǎn)程控制終端設(shè)備本身就是機(jī)電一體化產(chǎn)品。現(xiàn)場(chǎng)總線及局域網(wǎng)技術(shù)的成熟，能夠讓各類(lèi)設(shè)備以計(jì)算機(jī)為中心，形成計(jì)算機(jī)集成系統(tǒng)，讓整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)變得更為完善，其功能也更為健全。另一方面，網(wǎng)絡(luò)環(huán)境為機(jī)電一體化產(chǎn)品營(yíng)銷(xiāo)提供了良好途徑。只要產(chǎn)品功能、質(zhì)量可靠，借助網(wǎng)絡(luò)信息傳播，能夠讓人們迅速了解相關(guān)產(chǎn)品及特點(diǎn)，借助線上銷(xiāo)售進(jìn)一步擴(kuò)大營(yíng)銷(xiāo)范圍。
3.2 區(qū)域模塊化
對(duì)機(jī)電一體化產(chǎn)品進(jìn)行模塊化處理，讓每個(gè)單元單獨(dú)負(fù)責(zé)一項(xiàng)功能。即便某個(gè)模塊出現(xiàn)問(wèn)題，但并不會(huì)影響到其他模塊工作，有利于提升設(shè)備工作的穩(wěn)定性。這些模塊也能夠相互串聯(lián)，形成一個(gè)體系，讓設(shè)備具備豐富的功能。模塊化能夠?qū)ο鄳?yīng)的控制單元機(jī)動(dòng)力單元做出標(biāo)準(zhǔn)化衡量，能夠讓單元之間匹配更優(yōu)的性能。同時(shí)能夠?qū)a(chǎn)品相關(guān)功能集中在區(qū)域模塊上，能夠進(jìn)一步提升產(chǎn)品的可轉(zhuǎn)配性、維修性等。當(dāng)然，要實(shí)現(xiàn)模塊化就必須制定各項(xiàng)接口標(biāo)準(zhǔn)，能夠讓各個(gè)部件、單元有效匹配。利用標(biāo)準(zhǔn)化單元也能夠縮短產(chǎn)品研發(fā)周期，并快速擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。
3.3 智能化
智能化是機(jī)電一體化發(fā)展的重點(diǎn)方法。智能化即保證機(jī)電一體化產(chǎn)品具備一定的智能性，能夠具備與人類(lèi)邏輯思維相似的功能，可進(jìn)行自主決策、自動(dòng)推理、自我診斷維護(hù)等。例如，在CNC 數(shù)控機(jī)床上借助智能化技術(shù)可實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互對(duì)話(huà)。再加上工藝數(shù)據(jù)庫(kù)、智能I/O 接口的支持，有利于提升設(shè)備效率，也能夠?yàn)樵O(shè)備后期維護(hù)、升級(jí)提供便捷。近年來(lái)，隨著神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、小波理論、模糊控制等的不斷成熟，催使機(jī)電一體化達(dá)到了一個(gè)新的發(fā)展階段。
智能化技術(shù)賦予了機(jī)電一體化設(shè)備更為強(qiáng)大運(yùn)算能力及感知能力，進(jìn)一步擴(kuò)大了相關(guān)設(shè)備的應(yīng)用范圍。
3.4 環(huán)保化
工業(yè)的快速發(fā)展，提升了人們的生活質(zhì)量，但同時(shí)也產(chǎn)生了巨大的資源消耗，并導(dǎo)致了生態(tài)環(huán)境污染、破壞。在這種情況下，機(jī)電一體化設(shè)備綠色環(huán)保化也愈來(lái)愈受到重視。在設(shè)備設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)融入綠色環(huán)保理念，保證設(shè)備使用時(shí)不會(huì)對(duì)周?chē)鷳B(tài)環(huán)境產(chǎn)生危害。即便設(shè)備損壞或報(bào)廢后，相關(guān)模塊或零件也可回收使用，充當(dāng)二次資源利用。
結(jié)語(yǔ)
機(jī)電一體化設(shè)備在相關(guān)下，各方面均在不斷完善，其應(yīng)用范圍也在不斷擴(kuò)大。在機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展過(guò)程中，機(jī)械本體技術(shù)依然具備了一定的改善空間。通過(guò)改善機(jī)械本體性能、降低機(jī)械本體質(zhì)量、提升機(jī)械本體精度，借助新型復(fù)合材料對(duì)設(shè)備結(jié)構(gòu)進(jìn)行完善，可獲得小型化驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，有利于提升設(shè)備適應(yīng)性。同時(shí)，要進(jìn)一步加強(qiáng)傳感技術(shù)研發(fā)。從靈敏性、可靠性、性方向著手，獲得性能更優(yōu)，可適應(yīng)各種環(huán)境的傳感器，有利于提升機(jī)電一體化設(shè)備生產(chǎn)控制精度及動(dòng)態(tài)監(jiān)控能力。另外，在驅(qū)動(dòng)技術(shù)方面，也需要進(jìn)一步完善。目前，電機(jī)內(nèi)部集控制組件、傳感器以及電機(jī)為一體的伺服驅(qū)動(dòng)單元研發(fā)已日趨成熟，為相關(guān)設(shè)備驅(qū)動(dòng)奠定了良好基礎(chǔ)。總體上來(lái)看，機(jī)電一體化設(shè)備在部分技術(shù)領(lǐng)域、環(huán)節(jié)上有待進(jìn)一步改善。
在加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)的同時(shí)，也要注重技術(shù)成果轉(zhuǎn)化，加快新技術(shù)推廣步伐，從而獲得更多成熟化的設(shè)備產(chǎn)品。