機(jī)電一體化的發(fā)展情景及應(yīng)用摘要：隨著我國(guó)科技的不斷發(fā)展，一些科學(xué)技術(shù)也不斷在更新升級(jí)，在在機(jī)電一體化背景下的工程機(jī)械的應(yīng)用，伴隨著相關(guān)技術(shù)的升級(jí)也在不斷進(jìn)步。使整體的生產(chǎn)力有了很大程度的提高。本文從機(jī)電一體化相關(guān)特征入手，對(duì)其發(fā)展歷程進(jìn)行進(jìn)一步的分析，詳細(xì)說(shuō)明一下在這一背景下工程機(jī)械的各種應(yīng)用，主要從節(jié)能、監(jiān)控、機(jī)械自動(dòng)化這三方而來(lái)解析，然后對(duì)這個(gè)背景下工程機(jī)械的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)一步探討，希望能夠?qū)こ虣C(jī)械的發(fā)展盡一份力量。關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化、工程機(jī)械、發(fā)展趨勢(shì)、1機(jī)電一體化概述在日本上世紀(jì)70年代初的一個(gè)雜志上面，就有了機(jī)電一體化這個(gè)概念，現(xiàn)在生活、工作、工業(yè)發(fā)展、生產(chǎn)等相關(guān)的活動(dòng)當(dāng)中機(jī)電一體化的影響還是比較明顯的，所以機(jī)電一體化這個(gè)概念變?yōu)槠毡樾缘母拍?，在全世界的范圍?nèi)，得到了使用跟認(rèn)同。當(dāng)代對(duì)于機(jī)電一體化的概念，利用多樣化的技術(shù)進(jìn)行運(yùn)作，具體的是根據(jù)機(jī)械技術(shù)跟電子信息技術(shù)進(jìn)行融合，從而使得機(jī)電技術(shù)智能化的特點(diǎn)，所以，讓機(jī)械裝置能夠進(jìn)行信息化處理跟電子化操作，需要在生產(chǎn)工藝過(guò)程中，把電子信息化的相關(guān)技術(shù)用到機(jī)構(gòu)功能的信息處理、設(shè)計(jì)、跟每個(gè)單元的控制功能發(fā)揮上，以此形成更加智能化以及更加現(xiàn)代化的機(jī)械制造系統(tǒng)，這個(gè)便是機(jī)電一體化的定義。2機(jī)電一體化現(xiàn)狀從歷史上來(lái)看，在上個(gè)世紀(jì)60年代的時(shí)候是機(jī)電一體化還處于初步階段，那時(shí)候的技術(shù)人員對(duì)于機(jī)電一體化的相關(guān)內(nèi)容認(rèn)知還尚淺，為了在機(jī)械產(chǎn)品的制造方面前賣弄一二，會(huì)利用現(xiàn)有的技術(shù)條件應(yīng)用在他們的產(chǎn)品上面，在第二次世界大戰(zhàn)的時(shí)候，很多站場(chǎng)上的戰(zhàn)爭(zhēng)用品戰(zhàn)爭(zhēng)機(jī)器，都是利用初淺的電子技術(shù)進(jìn)行了改進(jìn)改良的，戰(zhàn)爭(zhēng)結(jié)束之后，才把這種技術(shù)慢慢滲透到生活當(dāng)中去，在當(dāng)時(shí)戰(zhàn)爭(zhēng)結(jié)束后的世界經(jīng)濟(jì)重構(gòu)中占據(jù)非常重要的地位。雖然，那個(gè)時(shí)候的電子信息化的技術(shù)還是初步程度，沒(méi)有現(xiàn)在的高階位計(jì)算能力跟網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，所以，當(dāng)時(shí)的機(jī)械跟電子的相互結(jié)合，還不能實(shí)現(xiàn)全部結(jié)合的效果。隨后，在電子計(jì)算機(jī)技術(shù)跟互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展之下，20世紀(jì)90年代的時(shí)候，機(jī)電一體化慢慢加入了電子通信跟光學(xué)等等方面的技術(shù)，讓機(jī)電一體化的智能化發(fā)展步入正軌，也讓不同學(xué)科的領(lǐng)域分支內(nèi)開始用到機(jī)電一體化。另外，在光纜技術(shù)跟AI人工智能技術(shù)的支持下，讓機(jī)電一體化的發(fā)展更加明顯，同時(shí)也構(gòu)建了科學(xué)的實(shí)際的體系，而后，也成為了一個(gè)單獨(dú)的學(xué)科專業(yè)。在20世紀(jì)80年代的時(shí)候，中國(guó)開始進(jìn)行改革開放，國(guó)務(wù)院特地為了對(duì)機(jī)電一體化領(lǐng)域的技術(shù)內(nèi)容進(jìn)行研究，批準(zhǔn)組成了一支針對(duì)機(jī)電一體化進(jìn)行全方位研究的小組，從這點(diǎn)上看，無(wú)論是世界，還是我們國(guó)家，機(jī)電一體化的發(fā)展跟進(jìn)步是決定著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，除了國(guó)家的研究小組，一些國(guó)內(nèi)的大型研究機(jī)構(gòu)、本科、?？圃盒５榷奸_始在機(jī)電一體化領(lǐng)域投入大量的時(shí)間精力成本進(jìn)行研究開發(fā)，得到了明顯的成果，不過(guò)從技術(shù)層面上來(lái)看的話，跟一些發(fā)達(dá)國(guó)家相比，例如美國(guó)、日本這些早期就開始研究跟戰(zhàn)后經(jīng)濟(jì)修復(fù)的，對(duì)比起來(lái)還是有很明顯的差距，不過(guò)，在21世紀(jì)，我國(guó)的機(jī)電一體化技術(shù)開始慢慢突飛猛進(jìn)，在引進(jìn)國(guó)外技術(shù)的基礎(chǔ)上面，結(jié)合現(xiàn)有的實(shí)際生產(chǎn)情況進(jìn)行研究開發(fā)出符合自身特點(diǎn)的機(jī)電一體化技術(shù)。3機(jī)電一體化在工程機(jī)械中的應(yīng)用3.1機(jī)電一體化在節(jié)能設(shè)備中的應(yīng)用眾所周知，以往所用的傳統(tǒng)工程機(jī)械之后，不管是實(shí)際成品的使用，還是實(shí)際生產(chǎn)，機(jī)器的都可能出現(xiàn)運(yùn)作不流暢的情況，會(huì)造成較大的能源浪費(fèi)現(xiàn)象，因?yàn)樵O(shè)備自身功能相互的協(xié)調(diào)性不好才出現(xiàn)這些現(xiàn)象，使得機(jī)器的整個(gè)功能性都不是很強(qiáng)。機(jī)械設(shè)備安裝了例如電子節(jié)能控制器等新型的電子節(jié)能設(shè)備之后，很大程度上避免了浪費(fèi)，節(jié)約了能源，而且材料的成本也得到了降低。當(dāng)然出了功能性上面的改變，機(jī)電一體化在工程機(jī)械中的應(yīng)用，也使得機(jī)器能夠安全并且環(huán)保地進(jìn)行加工作業(yè)，讓自身的功能協(xié)調(diào)性更好，且提高了效率。3.2機(jī)電一體化在監(jiān)控中的應(yīng)用為了在機(jī)械運(yùn)作出現(xiàn)的異常能夠及時(shí)得到解決，這時(shí)候就需要監(jiān)控功能起到作用，它是工程機(jī)械在實(shí)際運(yùn)作中不可或缺的重要部分之一?？梢詰?yīng)用機(jī)電一體化來(lái)提高機(jī)械設(shè)備的監(jiān)控功能。在電子技術(shù)發(fā)揮到機(jī)電一體化的時(shí)候，利用控制、電子等多方面的技術(shù)對(duì)電子監(jiān)控裝置實(shí)行創(chuàng)新改造，構(gòu)建遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)整個(gè)工程機(jī)械的運(yùn)作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，它是由里面的發(fā)電機(jī)跟傳動(dòng)系統(tǒng)很多部分組合而成的。在機(jī)械運(yùn)作的過(guò)程中，如果監(jiān)控到設(shè)備出現(xiàn)異常狀態(tài)，可以進(jìn)行自行診斷。當(dāng)監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)異常的時(shí)候，會(huì)進(jìn)行報(bào)警給技術(shù)人員，技術(shù)人員在接到異常報(bào)警之后，會(huì)進(jìn)行檢查跟解決，將異常狀態(tài)修復(fù)好，使得其能夠快速進(jìn)行正常運(yùn)作。機(jī)械設(shè)備在運(yùn)用機(jī)電一體化并實(shí)施監(jiān)測(cè)之后，能夠有效地降低發(fā)生故障的次數(shù)，讓維修機(jī)器的成本得到降低，使設(shè)備的運(yùn)行得以穩(wěn)定，讓資金投入能夠減少，并且提升了機(jī)械的整體運(yùn)作水平。3.3機(jī)械自動(dòng)化作業(yè)中的應(yīng)用目前，在人們的生活當(dāng)中，自動(dòng)化智能化得到越來(lái)越大的普及，將機(jī)械的運(yùn)作變成自動(dòng)化運(yùn)作，也是當(dāng)下工程發(fā)展開發(fā)的一個(gè)目標(biāo)。傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備在得到機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用之后，整體的自動(dòng)化水平得以提升，能夠達(dá)到半/全自動(dòng)化的運(yùn)作。這個(gè)目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)，跟以往傳統(tǒng)的手動(dòng)操作做對(duì)比，生產(chǎn)效率得到提高，效果也不錯(cuò)。不但使得勞動(dòng)資本得到減少，也降低了技術(shù)工人的工作強(qiáng)度，讓安全事故的發(fā)生幾率得到減少。4機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展4.1智能化機(jī)電一體化跟傳統(tǒng)機(jī)械的自動(dòng)化作比較，最大的核心區(qū)別就是在于智能化，也是當(dāng)下機(jī)電一體化向前發(fā)展的目標(biāo)之一。近些年來(lái)，微機(jī)性能的提升、處理器運(yùn)算速度的提升、以及傳感器系統(tǒng)的智能化跟集成化給后面智能控制算法的加入提供了不錯(cuò)的條件供給，讓機(jī)電一體化產(chǎn)品往智能化的目標(biāo)方向發(fā)展行進(jìn)的更有力。智能機(jī)電一體化鏟平能夠模擬人類，并且有著自主決策能力、進(jìn)行推理判斷以及邏輯思維能力，取代了以往在實(shí)際的加工過(guò)程中，人腦勞動(dòng)的部分。4.2數(shù)字化微控制器能夠的到發(fā)展，也給機(jī)電產(chǎn)品往數(shù)字化的方向發(fā)展打下了不錯(cuò)的基礎(chǔ)，比如說(shuō)機(jī)器人跟數(shù)控機(jī)床等，當(dāng)下計(jì)算機(jī)跟互聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展，也給制造數(shù)字化的產(chǎn)品跟設(shè)計(jì)數(shù)字化的產(chǎn)品鋪好了道路。機(jī)電一體化的產(chǎn)品軟件能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)字化，就會(huì)更容易操作、更穩(wěn)定、有很好的診斷與維護(hù)能力，還有不錯(cuò)的UI界面，機(jī)電產(chǎn)品進(jìn)行數(shù)字化，能夠更方便遠(yuǎn)程運(yùn)作、進(jìn)行診斷跟實(shí)施修復(fù)。4.3模塊化因?yàn)樯a(chǎn)機(jī)電一體化的廠方很多，以及生產(chǎn)的種類也有很多種，開發(fā)跟研究擁有環(huán)境、電氣、機(jī)械、動(dòng)力接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元，是具有重要性跟復(fù)雜性的，能夠采用標(biāo)準(zhǔn)單元快速研發(fā)出新的產(chǎn)品，讓生產(chǎn)規(guī)模得到擴(kuò)大，各種標(biāo)準(zhǔn)得以指定，方便每個(gè)部件每個(gè)單元得到接入匹配。4.4網(wǎng)絡(luò)化對(duì)于機(jī)電一體化來(lái)說(shuō)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛快發(fā)展可以更早更快的向著網(wǎng)絡(luò)化進(jìn)展。產(chǎn)品的種類多，也使得其面對(duì)網(wǎng)絡(luò)的方法也不一樣。因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)的普遍，也使得很多監(jiān)視技術(shù)跟遠(yuǎn)程控制都能夠通過(guò)網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)，而進(jìn)行遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本質(zhì)上也是一個(gè)機(jī)電一體化產(chǎn)品的。4.5微型化微型化，不管是哪種機(jī)電一體化的產(chǎn)品，都希望能夠往微觀領(lǐng)域跟微型機(jī)器的方向去發(fā)展，在國(guó)外，他們叫做微電子機(jī)械系統(tǒng)。微機(jī)電一體化的產(chǎn)品，有著運(yùn)動(dòng)靈活、占用體積小、能源損耗小的特點(diǎn)，是其他產(chǎn)品無(wú)法比擬的，比如說(shuō)微型構(gòu)件跟微型傳感器等等。任何一個(gè)不超過(guò)一厘米的機(jī)電產(chǎn)品，都想著能夠往微米和納米這兩種更高的級(jí)別發(fā)展。4.6集成化集成化，指的是不同產(chǎn)品以及不同技術(shù)的相互融合跟相互滲透，來(lái)進(jìn)行組合以及優(yōu)化，當(dāng)中又包括在運(yùn)作的時(shí)候進(jìn)行的生產(chǎn)加工、裝配組合、檢查檢測(cè)、管理等很多種不同的工序。先把系統(tǒng)細(xì)分成很多層次，軟件硬件再把每個(gè)不同的層次進(jìn)行相互有機(jī)聯(lián)系，讓它性能得到最優(yōu)化、功能得以最大化增強(qiáng)。4.7帶源化帶源化，很多機(jī)電一體化的產(chǎn)品本身具有能源，例如大容量的電池、太陽(yáng)能電池跟燃料電池等。因?yàn)樵诤芏嗟胤讲荒軌蚶秒娔?，所以利用自帶?dòng)力能源的機(jī)電一體化產(chǎn)品就能夠完美解決這種問(wèn)題，也是目前機(jī)電一體化發(fā)展的目標(biāo)之一。參考文獻(xiàn)滕士雷,邢麗華.機(jī)電技術(shù)概論[M].北京理工大學(xué)出版社,2016.李