机电一体化技术及其应用

2019-11-28尹洪波

建材发展导向 2019年3期

尹洪波

（浙江安达系统工程有限公司，浙江杭州 310030）

1 机电一体化概述

1.1 机电一体化概念

机电一体化是一门典型的现代化交叉学科，它涉及到机械、电气等诸多技术。它是研究将电子器件的信息处理和控制功能附加或融合在机械装置中的一种复合化技术。就传统来说，它是机械制造和电子技术的功能集成，就现代化来说，它是人工智能的重要手段之一，尤其是其控制和执行机构，因此它将扮演重要的角色。机电一体化现在的基本思路是智能化地集成各个行业的有效功能于一体，以满足人工智能日益增长的需求，在实现方式上，现阶段最常用的是数控机床和工业机器人，他们是衡量一个国家工业实力的标志。

1.2 机电一体化发展历程

机电一体化于20世纪后期就已经被提出，当时随着电子技术与传统工业关系的不断紧密化，人们开始研究简单的机械电子交叉技术，从而奠定了机电一体化的基础。后来在日本召开了第一届国际机电一体化学术会议，机电一体化正式走上舞台，从而正式拉开了其帷幕。临近21世纪，凭借计算机信息化和电子技术的发展，机电一体化快速成长，发展为集光、电、机、通信等于一体的现代化技术。迅速渗透入机械制造、智能控制等技术领域。而近些年来，人工智能成为时代科技新宠，机电一体化又迎来新的发展机遇，尤其是以工业机器人为代表的机电一体化智能产品，还有智能化的机电光结合技术等。它们为机电一体化提出了新的要求，例如网络化、微型化、模块化等。现如今机电一体化技术已经成为人工智能得以实现的关键技术之一，它直接决定着人工智能是否具备可操作性，未来它可能会发挥更为重要的作用。

2 机电一体化的主要技术

常规的机电一体化涵盖了软件与硬件2类基础技术。硬件即由机械自身、传感设备、参数处理模块及驱动模块等所构建。为了与计算机进行有效传输，我们就要使相关参数传输达到标准化和规格化。接口择取相同指标、规格，不仅可以方便信息的传递和维修，同时还可以方便设计。现阶段，相关技术工作者正侧重于开发低投资、高速串行的接口，进而规避光导纤维、信号电缆非接触化与光藕设备的大容量化等问题。而软件和硬件一定要相互制衡，统一发展。为了降低软件的研制投资，深化生产维修的有效性，我们要试着将软件予以指标化处理，将内置程序指标化、软件程序固化、程序模块化，以及大范围应用软件工程等。现阶段，机械设备大多是以钢铁材料为基本结构的，为了可以有效减轻质量，我们要对产品的基本结构予以简配举措，因此可以利用非金属合成耗材。只有在减轻机械质量的前提下，才可以使驱动系统趋于微型化，进而提高其速率，这样可以最大化地降低能耗，提高作业的有效性。以传感设备为基点，从提高精确度、灵敏度等方面入手，在此基础上要确保其具有较强的抗干扰性。机电一体化，即在主功能、信息处理功能和控制功能上渗透进电子技术，把机械设备和电子化设计与软件有机地结合在一起，所组建的系统的统称。从宏观上分析，机电一体化包括技术和产品2个基本点，是依附于群体技术有机融合的一种拓展性技术，并非单纯的机械技术或微电子技术的结合。机电一体化技术的核心功能即替代体力劳动。

3 机电一体化技术的应用

3.1 数控机床

数控机床技术在我国发展的历史悠久，数控技术无论是在构造上还是在操作性能存在了一定的影响。一是，数控机床存在多种多样形式的结构，尤其存在CPU系统中较多。二是，数控机床的整体结构有很多的优势，可以满足用户能够取得最大的利益。三是，数控机床技术有先进的功能，分为不同种类的方式，以达到实现最终的目的。四是，加强较大的存储设备可以有效的提高数控机床的整体效果，较好的控制CNC的功能。五是，数控机床为机电一体化带来了较大的影响，起着不可缺少的部分，机电一体化通过数控机床可以实现不同种类的渠道控制，时间了较多的内容。六是，机电一体化中利用系统的优点进行合理的结合可以达到系统的完善。

3.2 柔性制造系统

该系统对机电一体化存在一定的影响，具有普遍意义。柔性制造系统包含了不同的种类。该系统应用范围较广，例如：可以应用到不同种类的零用工件中去，所以较多数情况下客户都是进行随机生产的。

3.3 分布式控制系统

该系统主要是根据一台计算机来控制其他计算机而做出的指令进行指导。该系统可以分为不同层次的等级。机电工业对机电一体化的使用过程中可以应用该系统进行有效的控制。在最近几年可以看出该技术越来越完善，通过不断的实践让该系统的功能有了很大的提高，不仅仅能够实现监督的功能，还能在工作中进行指导和管理，最后变成可以一起工作的强大的系统。分布式系统有着不同形式的特征，例如：它的功能有很多种而且操作起来很方便等一系列的特征。其次，该分布式系统有较好的安全性能，它可以取代人为导致的问题，这样可以较好的提高该系统的功能，促进了机电工业的发展。