硅谷杂志：关于机电一体化技术的发展与思考 |
| 2012-07-09 15:34 作者：李 娟 来源：硅谷网 HV： 编辑： 【搜索试试】
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硅谷网7月9日消息 （原文载于《硅谷》杂志6月刊）机电一体化主要是指在机构的动力功能、主功能、控制功能等方面引进电子技术，把电子设备与机械装置相结合，构成一个统一系统。主要分析机电一体化技术的应用和发展，以期给相关部门改进工作提供一些有益借鉴。
机电一体化技术是建立在微电子技术、信息处理技术、机械技术、自动控制技术等多种技术基础之上的综合性高新技术。机电技术一体化的应用给整个机械行业带来了显著效益，降低了原材料的消耗，提高了产品的生产效率，提高了产品的性能，同时也增加了企业在市场上的核心竞争力。
1机电一体化技术的优势
1.1使用性能改善
机电一体化产品大都数都采用数字显示和程序控制，产品上所设置的按钮和手柄数量大幅度减少，自动化程度提高，操作更加方便简单。机电一体化产品在生产过程中，通过内部的预制程度，实现电子控制系统自动指挥，重复实现全部动作。现阶段，高级化的机电一体化产品，可通过对被控对象外界环境参数的变化随即寻找最佳的工作程序，实现自动最优化操作。
1.2调整和维护方便
机电一体化产品在安装和调试的过程中，可以直接通过控制程序改变产品的工作方式，使其适应不同用户对象的需要。这种控制程序的优势在于不用改变产品的任何零件或部位，仅仅通过一定的手段将其直接输入机电一体化产品的操作系统，就可以使原产品按照更新程序进行运作。另外，对于一些具有存储功能的机电一体化产品，企业可以预先在系统内安装若干套不同的执行程序，避免在需要时重复安装，系统也可以随时根据工作对象的需要，更换程序自动运作，提高工作效率。机电一体化的自动化监视、检验功能，可以使产品运作过程中出现故障时，设备自己做出反应并按照预设程序采取相应的整改措施，保证机电一体化产品的正常工作。
1.3安全性能提高
大部分的机电一体化产品都具有自动报警、自动监视、自动保护、自动诊断等功能，所以如果在机电一体化产品工作过程中出现过压、过载、短路、过流等故障时，机电一体化产品可以自动采取各种有效措施，排除安全隐患，减少设备故障的危害，在一定程度上保证的安全生产，提高了设备使用的安全性。
1.4生产质量提高
机电一体化产品一般都具有自动控制功能和信息自动处理功能，为此，在检测的精度、灵敏度、范围等方面都有了很大幅度的提高，通过自动控制系统，机电一体化产品可以不受操作者的主观影响，完全按照预定程序进行运作，确保机械的执行预期动作，保证了设备的生产能力和产品质量；另外，自动化的生产过程，提高了生产产品的效率，使得产品的生产能力大大提高。
1.5适用面较广
相比传统的机电产品，机电一体化产品不再局限于单功能和单技术的限制，具有复合技术和复合功能，这在很大程度上提高了产品的自动化程度和功能水平。机电一体化产品大都有自动校检、自动补偿、自动化控制、自动调节、智能化以及自动保护等多种功能，可以广泛适用于不同的工作环境和工作领域，应变能力较强。
2机电一体化技术的发展
相比欧美国家对机电一体化技术的研发，国内的相关研究较晚，从上世纪八十年代开始研究，为了加快机电一体化技术的不断发展，国务院成立了机电一体化领导小组，并将该技术列为“863计划”。虽然现阶段通过各方面的综合努力国内机电一体化技术取得了较大进展，但是与日本以及欧美等发达国家相比较，还存在一定的差距。现阶段国内机电集体化的发展方向主要包括以下几方面内容。
2.1智能化
机电一体化产品的智能化，主要通过四种途径实现，首先，采用专家系统技术，专家系统是指一种问题不解的智能软件，将各种相关的知识和经验转换为计算机系统可以识别的数据符号，并采用专家的控制策略和推理方法，集中该行业中的高水平问题，通过在数控机床中加入这种高水准的专家系统可以有效的提高机电一体化产品的智能化水平。其次，使用模糊逻辑控制技术，现阶段这种技术已经得到了广泛使用，实际是通过模仿人的思维方式展示不精确信息的工具。再次，智能工程技术的使用，它可以自动化处理各类知识，是一种较高层次信息处理和数据处理的技术，智能工程在其所研究知识的领域范围比专家系统更广。最后是人工神经网络系统，这实际是一个由大量简单的处理单元，广泛连接而成的复杂网络系统和非线性系统，具有较高的自适应能力、较强的计算机能力、高度的容错能力；主要适用于解决不精确和模糊的信息处理问题。
2.2微型化
微型机电一体化是指集合尺寸不超过1cm3的机电一体化设备，微型机械是一个多学科交叉的高科技领域，涉及较多关键技术，微机械的设想是由RichardPHeynman于1959年提出。通常情况下，在系统特征尺寸达到微米级和纳米级时，就会出现很多新的科学问题，例如，LIGA加工、准LIGA加工正在向着更高深度、更复杂适合各种要求的表面特性和表面特性的微结构，更容易与电路集成方向发展。机电一体化的微型机械，正在不断加快工艺和结构设计的改进，实现系统和器件的特性分析和评价的设计系统，同时引进虚拟现实技术。
2.3网络化
上世纪九十年代，计算机技术的突出成就是网络技术，网络技术的快速发展，给工业生产、科学技术、军事、政治等行业都带来了巨大变化。网络科技的发展，促使机电一体化新产品研发周期不断缩短，只要研发出功能独到而且质量可靠的产品，就会快速的在全球范围内畅销，网络远程控制技术的发展，促进了机电一体化朝着网络化方向发展。
2.4人格化
所谓机电一体化的人格化是指未来的机电一体化技术发展会更加重视产品与人的关系，机电一体化产品可以模仿生命机体，为此，不仅要进一步创新发展机电一体化技术，完善机电一体化产品，而且在产品的外观造型、色彩等方面进行设计，最终实现人机一体化。
2.5绿色化
社会的不断发展给人们的生活和工作环境带来了巨大变化，人们在日常生活中更加重视生活的舒适度，注重资源的可持续使用，重视生态环保。绿色产品的概念伴随人们消费观念的转变应运而生，所谓绿色产品是指在产品的设计、制造和使用过程中，不会产生对生态环境有害的物质，符合社会可持续发展的要求。所以，机电一体化设备向着绿色产品方向研发具有必然性和可能性，各种绿色机电一体化产品，也会因其高效环保的特性赢得广阔的市场发展空间。
2.6柔性化
机电一体化产品在未来发展过程中，必然会有较好的“柔性”，即控制系统和执行系统设计有足够的操作冗余空间，可以更好的应对各种突发事件，设计成为自律分配系统。在这个柔性化系统中，每个子系统都是独立工作的，具有一定的自律性，同时又为总系统服务，可以依据环境的变化作出不同的反应，子系统可以在产生自身信息的同时附加所给信息。这种技术设计的优势在于一方面增加了整个系统的适应能力，另一方面整个系统运作不会受单个子系统的故障影响。
3结语
机电一体化是伴随多种科学技术综合发展的结果，是社会生产力发展的必然要求。随着科学技术的进一步发展，机电一体化技术也会不断发展进步，并逐渐向利用微电子技术、运用各学科最新成果等方面发展。
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