淺析機電一體化技術(shù)應用及發(fā)展趨勢

【摘要】機電一體化技術(shù)是機械、微電子和信息三項技術(shù)相互融合、交叉的產(chǎn)物，是機械技術(shù)、計算機與信息處理技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、檢測傳感技術(shù)、伺服傳動(dòng)技術(shù)和系統技術(shù)等多學(xué)科技術(shù)領(lǐng)域綜合交叉的技術(shù)密集型系統工程。隨著(zhù)電子技術(shù)的迅速發(fā)展，微處理器、微型機在各個(gè)技術(shù)領(lǐng)域已經(jīng)得到廣泛應用，對各個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展起了很大的推動(dòng)作用，正因電子技術(shù)的快速發(fā)展，進(jìn)而帶動(dòng)了機電一體化技術(shù)的發(fā)展，科技的進(jìn)步更是依賴(lài)于其發(fā)展，因此其未來(lái)的發(fā)展對科技的進(jìn)步起著(zhù)至關(guān)重要的作用。
一、機電一體化技術(shù)
1、機械本體技術(shù)
機械本體必須從改善性能、減輕質(zhì)量和提高精度等幾方面考慮�，F代機械產(chǎn)品一般都是以鋼鐵材料為主，為了減輕質(zhì)量除了在結構上加以改進(jìn)，還應考慮利用非金屬復合材料。只有機械本體減輕了重量，才有可能實(shí)現驅動(dòng)系統的小型化，進(jìn)而在控制方面改善快速響應特
2、傳感技術(shù)
傳感器的問(wèn)題集中在提高可靠性、靈敏度和精確度方面，提高可靠性與防干擾有著(zhù)直接的關(guān)系。為了避免電干擾，目前有采用光纖電纜傳感器的趨勢。對外部信息傳感器來(lái)說(shuō)，目前主要發(fā)展非接觸型檢測技術(shù)。
3、信息處理技術(shù)
機電一體化與微電子學(xué)的顯著(zhù)進(jìn)步、信息處理設備（特別是微型計算機）的普及應用緊密相連。為進(jìn)一步發(fā)展機電一體化，必須提高信息處理設備的可靠性，包括模/數轉換設備的可靠性和分時(shí)處理的輸入輸出的可靠性，進(jìn)而提高處理速度，并解決抗干擾及標準化問(wèn)題。
4、驅動(dòng)技術(shù)
電機作為驅動(dòng)機構已被廣泛采用，但在快速響應和效率等方面還存在一些問(wèn)題。目前，正在積極發(fā)展內部裝有編碼器的電機以及控制專(zhuān)用組件-傳感器-電機三位一體的伺服驅動(dòng)單元。
5、接口技術(shù)
為了與計算機進(jìn)行通信，必須使數據傳遞的格式標準化、規格化。接口采用同一標準規格不僅有利于信息傳遞和維修，而且可以簡(jiǎn)化設計。目前，技術(shù)人員正致力于開(kāi)發(fā)低成本、高速串行的接口，來(lái)解決信號電纜非接觸化、光導纖維以及光藕器的大容量化、小型化、標準化等問(wèn)題。
6、軟件技術(shù)
軟件與硬件必須協(xié)調一致地發(fā)展。為了減少軟件的研制成本，提高生產(chǎn)維修的效率，要逐步推行軟件標準化，包括程序標準化、程序模塊化、軟件程序的固化、推行軟件工程等。
二、機電一體化在水利應用中存在的問(wèn)題
1、涉及的行業(yè)、部門(mén)太多，缺乏整體協(xié)調配合的機制。
由于機電的綜合性很強，機電設備都是由很多零部件組成，零部件的設計、加工、試驗、檢測等都由不同的行業(yè)、不同部門(mén)的不同專(zhuān)業(yè)來(lái)完成。大多數水利工程的規劃、設計、建設和管理都是由水利和電力行業(yè)來(lái)完成，機電技術(shù)的主要標準也來(lái)源于水利和電力行業(yè)標準，但機電工程中大量的產(chǎn)品質(zhì)量控制和安全鑒定涉及到冶金、機械、消防、電子等多行業(yè)、多部門(mén)。如何協(xié)調各行業(yè)、各部門(mén)在制訂使用功能一致的機電設備標準上還缺乏強有力的協(xié)調機制，造成同一種功能的產(chǎn)品因為使用單位的不同而采用不同的標準設計制造的情況，既不利于產(chǎn)品的規范化、系列化，也會(huì )使設計、制造、運行成本增大，造成不必要的資源浪費。
2、安全評價(jià)和鑒定的指標不夠明確。
機電專(zhuān)業(yè)的安全評價(jià)和鑒定除了按照設計、制造、試驗、驗收、運行、檢修等規程規范和標準執行外，更重要的措施就是借助于強制性標準。我國機電專(zhuān)業(yè)的強制性標準比較少。近年來(lái)，我國加大了對工程建設強制性條文的擬定、發(fā)布力度，極力保障工程建設的安全可靠性和直接涉及人民生命財產(chǎn)安全、人身健康、環(huán)境保護和公共利益的各個(gè)方面，起到一定的效果。實(shí)踐證明，強制性條文的制訂和發(fā)布對于工程安全性評價(jià)和鑒定是十分重要的，但是機電專(zhuān)業(yè)安全評價(jià)和鑒定的指標體系尚未完全建立，評價(jià)和鑒定指標不明確，強制性條文所規定的強制標準還停留在某些具體零部件的工藝過(guò)程控制中，缺乏對機電工程整體性的考慮。
3、設備的更新不利。
水利工程的特殊性和管理原因所造成的使用、維護不當，受修理能力和條件限制致使設備隱患消除不及時(shí)與不徹底等原因，使得部分設備無(wú)法達到預期的使用周期而損壞限制，在一段時(shí)間后被淘汰。再加之設備國有資產(chǎn)管理的特殊性，設備的處置受一定管理制度的限制和約束，施工企業(yè)實(shí)際的設備擁有量和設備的水平比例失調。
4、設備基礎尺寸、標高、位置出現偏差。
這種偏差大多是由于工程施工圖紙所標注的設備尺寸與設備實(shí)際安裝時(shí)的尺寸有偏差。例如，土建施工圖紙與機電安裝圖紙中機組標高存在誤差，機電安裝圖紙上表明了基礎板的高度和墊板、可調墊鐵的厚度，而土建施工圖沒(méi)有標注墊板和可調墊鐵的厚度，在進(jìn)行機組承重梁配筋布置時(shí)也沒(méi)有考慮到相關(guān)因素，結果導致機組安裝就位時(shí)不能按設計高程進(jìn)行，通常只有放棄使用可調節墊鐵來(lái)保證機組的安裝高程。
三、機電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢
1、智能化
21世紀機電一體化的技術(shù)發(fā)展的重要方向是智能化，機電一體化的建設研究逐漸的重視人共智能，其一個(gè)重要的應用就是機器人與數控機床的智能化，智能化指的是對機器行為的一個(gè)描述，它是在控制理論的基礎上，充分的吸收各個(gè)學(xué)科的新思想與新知識，使得它能夠具有一定的判斷推理與邏輯思維自主決策的能力。但是，我們要做到使機電一體化的產(chǎn)品與人有完全相同的智能與邏輯判斷是不可能實(shí)現的，但是，較高性能的高速微處理器能夠賦予機電一體化一些較為低級的智能是完全有可能實(shí)現的。
2、模塊化
機電一體化的模塊化是一項非常重要而且艱巨的工程。由于機電一體化產(chǎn)品種類(lèi)和生產(chǎn)廠(chǎng)家繁多，研制和開(kāi)發(fā)具有標準機械接口、電氣接口、動(dòng)力接口、環(huán)境接口的機電一體化產(chǎn)品單元是一項十分復雜但又是非常重要的事。這樣，可利用標準單元迅速開(kāi)發(fā)出新產(chǎn)品，同時(shí)也可以擴大生產(chǎn)規模這需要制定各項標準，以便各部件、單元的匹配和接口。顯然，從電氣產(chǎn)品的標準化、系列化帶來(lái)的好處可以肯定，無(wú)論是對生產(chǎn)標準機電一體化單元的企業(yè)還是對生產(chǎn)機電一體化產(chǎn)品的企業(yè)，規�；瘜⒔o機電一體化企業(yè)帶來(lái)美好的前程。
3、網(wǎng)絡(luò )化
隨著(zhù)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的逐步普及，帶動(dòng)了一大批現代網(wǎng)絡(luò )科技的發(fā)展，其中以網(wǎng)絡(luò )為基礎的遠程控制與監視技術(shù)逐漸興起與飛速發(fā)展，而這些新技術(shù)的終端設備就是機電一體化產(chǎn)品，所以，機電一體化會(huì )隨著(zhù)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的發(fā)展而逐漸的發(fā)展。