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              行業資訊
              探討機電一體化的發展現狀及前景

                       摘要:隨著科技的發展,科技對機械、電子等行業的影響越來越大。隨之而誕生的機電一體化技術在其行業得到快速發展,其優點如下:提高工作效率,加強產品質量管理,節約生產成本。本文就機電一體化的技術、應用以及發展趨勢進行闡述。

                      關鍵詞:機電;一體化;應用;發展趨勢
                      1 機電一體化技術
                      機電一體化技術即結合機械技術、電子技術、信息傳感技術等多種技術于一體,將其應用到實際生產中的一種綜合性技術[1]。這種優勢主要是一方面可以充分發揮機械技術的長處,生產相對應的產品,另一方面采取將微電子技術、機械技術和信息技術有效的結合在一起,促使機械時代的更新換代。機電一體化技術的快速發展,解放了人的雙手,加快了生產效率,提高工作精度,優化操作。
                      2 機電一體化技術的應用領域
                      2.1 數控機床
                      數控車床是一種按照事先編制好的加工程序,自動對零件進行加工,是一種高精度、高效率的自動化機床,是一種典型的機電一體化的產物。采用計算機實現數字程序控制機床技術,利用代碼形成指令,軟件控制,簡單人為操作的新型機床。改變控制機床動作的程序就可以達到加工不同零件的目的,并在復雜零件的批量生產中發揮了良好的經濟效果。與傳統機床相比,節約了人工,提高了效率和產品質量,加快了科技的進步。正是這種優勢使得數控機床的市場很寬闊,盡管我國機床數量龐大,但高端的數控機床技術還是依賴于進口,國內市場比例失衡,意味著高端數控機床技術有待提高[2]。
                      2.2 全自動汽車生產領域
                      自動化技術是人工智能技術與現代自動化技術結合而來,屬于機電一體化的應用擴展。數控技術可以使設計及制造的每個步驟能夠借助于自動化的有效應用并為設計制造提供安全保障。將數控技術與自動化技術進行融合從而提高設計及制造的高效性和便捷性,從而應用到汽車的機械制造中可以充分發揮其先進的功能,提高效率,節約成本。但是由于該技術對實驗操作人員有一定的技術和知識要求,這樣才能確保在實際生產中將操作的失誤率降到最低,提高生產速度,加快汽車制造業的進程。隨著人們的生活水平的不斷提高,對生活的要求越來越高,同時對汽車的性能問題更加的關注,這對我國的汽車制造業的發展帶來了機遇,同時也面對巨大的挑戰。同時機電一體化在汽車行業的運用,能夠提高汽車各種性能指標,滿足人們的需求,在保證質量的情況下,加快生產速度。例如全自動汽車行駛技術、防抱死系統等等,提高汽車各個環節的協調性[3]。
                      2.3 人工智能機器人
                      人工智能是計算機科學的分支,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算機,代替人工計算復雜的數學公式以及操作繁瑣的機械運作。通過代碼編程形成軟件,最后結合機械技術以及信息傳導技術開發出一種能夠智能化的機器。智能機器人在工業生產中能夠加工精密的儀器,降低誤差,提高精確度,為機電一體化的應用開辟了新的領域。
                      2.4 機電一體化柔性操作系統
                      機電一體化柔性操作系統是在計算機的指引下,將加工對象變換成自動化的系統。原材料在各個機器上進行加工,自動傳送,無需人工參與,只需按照程序編程進行即可。在生產中,在性能上能夠大批量的生產自動化生產線,可加工形狀復雜,工序繁多,且大批量生產,同時節約人工,提高生產加工速度。
                      3 機電一體化技術的發展趨勢
                      3.1綠色化
                      工業的發達給人們生活帶來了巨大變化:一方面物質豐富,生活舒適;另一方面資源減少,生態環境受到嚴重污染。于是人們呼吁保護環境資源,回歸自然。綠色產品概念在這種呼聲下應運而生,綠色化是時代的趨勢。綠色產品在其設計、制造、使用和銷毀的生命過程中,符合特定的環境保護和人類健康的要求,對生態環境無害或危害極少,資源利用率極高。機電一體化產品的綠色化主要是指使用時不污染生態環境,報廢后能回收利用[4]。工業的發展使得資源減少,生態環境受到嚴重污染。綠色化成了時代的趨勢,產品的綠色化更成了適應未來發展的一大特色。如果我們把機械產品和制造機械產品的機械裝置統稱為機械系統,則機電一體化技術的功能可歸結為:提高機械系統的性能,完成傳統機械系統不能完成的功能;提高機械系統的智能化程度,使人在更舒適的環境中工作;提高機械系統的可回收性;降低機械系統的原材料消耗;降低機械系統的能耗;降低機械系統對環境的污染,可以看出其中至少有3條是和環境保護有關的。
                      3.2智能化
                      人工智能系統是一個知識處理系統,它包括知識表示、知識利用和知識獲取三個基本問題,其最終目標是模擬人的問題求解、推理、學習。人工智能在機電一體化建設中的研究日益得到重視,機器人與數控機床的智能化就是重要應用。“智能化”是對機器行為的描述,是在控制理論的基礎上,吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、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。目前,專家系統、模糊系統、神經網絡以及遺傳算法是機電一體化產品(系統)實現智能化的四種主要技術,它們各自獨立發展又彼此相互滲透。隨著制造自動化程度的不斷提高,將會出現智能制造系統控制器來模擬人類專家的智能制造活動,并會對制造中出現的問題進行分析、判斷、推理、構思和決策[5]。
                      3.3模塊化
                      機電一體化產品和技術可分為機械、電子和軟件三大部分。模塊化技術是這三者的共同技術。模塊化技術可以減少產品的開發和生產成本,提高不同產品間的零部件通用化程度,提高產品的可裝配性、可維修性和可擴展性等。融合機械、電子和軟件三大部分的機電一體化模塊代表了未來產品的發展方向,具有高度自主性、良好協調性和自組織性的特點?傊,模塊化設計與制造是機電一體化系統的基本方法和發展趨勢。隨著微處理器性能價格比的迅速提高和微機械電子(MEMS)技術的飛速發展,各種機電一體化模塊將越來越多地出現在市場上。利用這些模塊,可以迅速方便地設計和制造出各種新的機電一體化產品。
                      4結語
                      行業的發展和科技的進步是不可分離的,機電一體化技術是行業發展的基石,同時其他行業的發展也能促進機電一體化技術的不斷更新,適合現代化企業的需求,加快科技進步,實現科技與企業共贏。人工智能技術的應用,使得機電一體化需要轉型于智能方向,機電一體化技術在數控、汽車等行業的快速發展,使得工業發展趨向于智能化,符合現代企業的發展模式,同時產品的精密性使得對機電一體化技術提出新的挑戰。機電一體化的前景很好,是現代工業的技術支持,同時由于工業的需求,使機電一體化技術向智能化發展。
                      參考文獻:
                      [1]王永幸.機電一體化技術的發展與應用[J].山東工業技術,2018(11).
                      [2]李鍇.機電一體化技術及其應用[J].電子技術與軟件工程,2019.
                      [3]鄭冰松.智能自動化技術在汽車工程中的應用[J].汽車實用技術,2018.
                      [4]姜新嘉.淺析機電一體化技術的應用及發展趨勢[J].電子制作,2013(08).
                      [5]胡家華.機電一體化技術的應用及其發展趨勢[J].中國高新技術企業,2011(14):3-4.
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