试论机电一体化技术应用 于海洋

试论机电一体化技术应用于海洋

发表时间：2018-07-12T11:38:38.230Z 来源：《防护工程》2018年第6期作者：于海洋

[导读] 我们需要明确机电一体化技术未来发展方向，妥善处理机电一体化技术在发展过程中面临的问题与障碍，推动机电一体化时代的全面发展。

杭州（杭州天明电子有限公司）浙江杭州 310000

摘要：随着电子技术的迅速发展，微处理器、微型机在各个技术领域已经得到广泛应用，对各个领域的发展起了很大的推动作用，正因电子技术的快速发展，进而带动了机电一体化技术的发展，科技的进步更是依赖于其发展，因此其未来的发展对科技的进步起着至关重要的作用。

关键词：机电一体化；发展；应用

1 机电一体化的含义

在人类漫长的发展历史中，有一种“看不见的思想”推动着技术的进步和发展，而这种“看不见的思想”就是人们追求的“精益求精”的思想，也正是这种思想使人们创造了一个又一个技术奇迹，也正是“精益求精”的思想迫使人们去提高工作效率，从而创造了机电一体化技术。机电一体化在国外被称为“Mechatronics”，这个词是由英文单词Mechanics（机械学）的词头和Electronics（电子学）的词尾组合而成的新词，意思是机械技术和电子技术的有机结合。随着科学技术的发展，这一技术已经得到包括我国在内的世界各国的承认和应用，我国的工程人员将这一名称译为“机电一体化技术”，机电一体化技术又称为机械电子技术，是机械技术、电子技术和信息技术有机结合的产物，是诸多高新技术产业和高新技术装备的基础。

2机电一体化技术优点

1、安全性能高

机电一体化产品在很多领域具有较强的功能，其中包括有监视、报警、自动保护等方面。工作中发生一些电力故障的时候，机电一体化产品能够自动启动保护措施，使人和设备的损害降到最低，提高了使用设备的安全性能。

2、较高的生产能力

机电一体化产品自动处理信息和自动控制能力很强，在控制和检测方面的灵敏度和精度等都很高。机电一体化产品有自身的控制系统，通过启动这个系统可以使机械执行机构按照设计的要求完成动作，可以保证工作完成的质量和产品的高合格率。机电一体化产品的生产能力也随着自动化的成功实现得以提高。

3、较高的使用性能

机电一体化产品采用了数字显示和程序控制，这使得手柄和按钮的数量得到很大程度的减少，方便了操作过程。机电一体化产品可以重复大量的动作，更先进的产品还能够筛选工作程序。

4、适用范围大

机电一体化产品具有复合技术和功能，不具有单技术、单功能的局限性，这使得机电一体化产品的功能得到很大提高，也深化了自动化的程度。机电一体化产品具有的自动和智能功能可以轻松应对用户的需求。

5、维护方便

程度的控制可以对安装调试机电一体化产品，在其控制系统中输入控制程序就可以对产品进行调控了，这样就不用改变产品的零件或者哪一个部件了。机电一体化产品还能够对工作中的故障自动进行检验和监视等，并且可以自动采取应对措施。工作对象不同时，具有存储功能的机电一体化产品可以根据存储的执行程序自动工作。

3推进机电一体化发展的措施

1、机械本体技术：机械本体必须从改善性能、减轻重量、提高精度等方面考虑。只有机械本体各方面性能改进，才有可能实现驱动系统的小型化，进而在控制方面改善快速响应特性，减少能量消耗，提高效率。

2、传感技术：传感器的问题集中在提高可靠性、灵敏度、精确度方面，提高可靠性与防干扰有着直接的关系。为避免电干扰，目前有用光纤电缆传感器的趋势。对外部信息传感器来说，目前主要发展非接触型检测技术。

3、信息处理技术：机电一体化与微电子学的显著进步和信息处理设备的普及应用紧密相连。为进一步发展机电一体化，必须提高信息处理设备的可靠性，包括模/数转换设备的可靠性和分时处理的输入输出的可靠性，进而提高处理速度，并解决抗干扰及标准化问题。

4、驱动技术：电机作为驱动机构已被广泛采用，但在快速响应和效率等方面还存在一些问题。目前，正在积极发展内部装有编码器的电机及控制专用组件-传感器-电机三位一体的伺服驱动单元。

5、接口技术：为与计算机通信，须使数据传递的格式标准化、规格化。接口采用同一标准规格不仅有利于信息传递和维修，而且可以简化设计。目前，技术人员正致力于开发低成本、高速串行的接口，来解决信号电缆非接触化、光导纤维、光藕器的大容量化、小型化、标准化等问题。

6、软件技术：软件与硬件必须协调一致地发展。为了减少软件的研制成本、提高生产维修的效率，需要逐步推行软件标准化，包括程序标准化、程序模块化、软件程序的固化、推行软件。

4机电一体化技术的主要应用领域

1、数控机床

数控机床及相应的数控技术经过40年的发展，在结构、功能、操作和控制精度上都有迅速提高，具体表现在：1.1总线式、模块化、紧凑型的结构，即采用多CPU、多主总线的体系结构。

1.2开放性设计，即硬件体系结构和功能模块具有层次性、兼容性、符合接口标准，能最大限度地提高用户的使用效益。

1.3WOP技术和智能化。系统能提供面向车间的编程技术和实现二、三维加工过程的动态仿真，并引入在线诊断、模糊控制等智能机制。

1.4大容量存储器的应用和软件的模块化设计，不仅丰富了数控功能，同时也加强了CNC系统的控制功能。

1.5能实现多过程、多通道控制，即具有一台机床同时完成多个独立加工任务或控制多台和多种机床的能力，并将刀具破损检测、物料搬运、机械手等控制都集成到系统中去。

1.6系统的多级网络功能，加强了系统组合及构成复杂加工系统的能力。

1.7以单板、单片机作为控制机，加上专用芯片及模板组成结构紧凑的数控装置。

2、计算机集成制造系统（CIMS）

CIMS的实现不是现有各分散系统的简单组合，而是全局动态最优综合。它打破原有部门之间的界线，以制造为基干来控制“物流”和“信息流”，实现从经营决策、产品开发、生产准备、生产实验到生产经营管理的有机结合。企业集成度的提高可以使各种生产要素之间的配置得到更好的优化，各种生产要素的潜力可以得到更大的发挥。

3、干扰源

1、供电干扰大功率设备会造成电网的严重污染,使得电网电压大幅度地涨落、浪涌,大功率开关的通断,电动机的启停等原因,电网上常常出现很高的尖峰脉冲干扰。据统计,电源的投入、瞬时短路、欠压、过压、电网窜入的噪声引起CPU误动作及数据丢失占各种干扰的90%以上。

2、完善,或者传感器测量部件绝缘不好等;及各通道的传输线如果处于同根电缆或捆扎在一起,尤其是将信号线与交流电源线处于同一根管道时,产生的共模或差模电压都会影响系统,使系统无法工作。

3、场干扰系统周围的空间总存在着磁场、电磁场、静电场,如太阳及天体辐射;广播、电话、通信发射台的电磁波;周围中频设备发出的电磁辐射等。这些场干扰会通过电源或传输线影响各功能模块的正常工作,使其中的电平发生变化或产生脉冲干扰信号。

4、工业机器人

第1代机器人亦称示教再现机器人，它们只能根据示教进行重复运动，对工作环境和作业对象的变化缺乏适应性和灵活性；第2代机器人带有各种先进的传感元件，能获取作业环境和操作对象的简单信息，通过计算机处理、分析，做出一定的判断，对动作进行反馈控制，表现出低级智能，已开始走向实用化；第3代机器人即智能机器人，具有多种感知功能，可进行复杂的逻辑思维、判断和决策，在作业环境中独立行动，与第5代计算机关系密切。

5 结论

机电制造思维是基于现代工程教育而逐步兴起和发展起来的。机电一体化的出现不是孤立的，它是许多科学技术发展的结晶，是社会生产力发展到一定阶段的必然要求和产物。总而言之，机电一体化技术作为机械技术，信息技术，电子技术和计算机技术的融合、发展与延伸，在经济社会不断建设发展的过程中占据着极为关键的地位。我们需要明确机电一体化技术未来发展方向，妥善处理机电一体化技术在发展过程中面临的问题与障碍，推动机电一体化时代的全面发展。

参考文献：

[1]安红杰.机电一体化技术的现状及发展趋势[J].黑龙江科技信息，2012（1）

[2]刘莎，周泉.机电一体化的发展趋势分析[J].产业与科技论坛，2012（3）.