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近些年來,光機電一體化技術得到迅猛發展,在民用工業和軍事領域得到廣泛地應用。因此,光機電一體化技術成為當今機械工業技術發展的一個主要趨勢。
1.光機電一體化技術特征
光機電一體化系統主要由動力、機構、執行器、計算機和傳感器五個部分組成,相互構成一個功能完善的柔性自動化系統。其中計算機軟硬件和傳感器是光機電一體化技術的重要組成要素。與傳統的機械產品比較,光機電一體化產品具有以下技術特征。
1.1 體積小,重量輕,適應性強,操作更方便
光機電一體化技術使得操作人員擺脫了以往必須按規定操作程序或節后頻繁緊張地進行單調重復操作的工作方式,可以靈活方便地按需控制和改變生產操作程序,任何一臺光機電一體化裝置的動作,可由預設的程序一步一步控制實現,甚至實現操作全自動化和智能化。
1.2 功能增加,精度大幅提高
光機電一體化系統包括以激光、電腦等現代技術集成開發的自動化、智能化機構設備、儀器儀表和元器件。電子技術的采用使得包饋控制 水平提高,運算速度加快,通過電子自動控制系統可精確按預設動作,其自行診斷、校正、補償功能可減少誤差,達到靠單純機械方式所不能實現的工作精度。同時,由于機械傳動部件減少,機械磨損及配合間隙等引起的誤差也大大減小。
1.3 部分硬件實現軟件化,智能化程度提高
傳統機械設備一般不具有自維修或自診斷功能。光機電一體化技術使得電子裝置能按照人的意圖進行自動控制、自動檢測、信息采集及處理、調節、修正、補償、自診斷、自動保護直至自動記錄、顯示、打印工作結果。通過改變程序,指令等軟件內容而無需改動硬件部分就可變換產品的功能,使機械控制功能內容的確定和變化趨勢向"軟件化"和"智能化"。
1.4 產品可靠性得到提高,使用壽命增長
傳統的機械裝置的運動部分,一般都伴隨著磨損及運動部件配合間隙所引起的動作誤差,導致可動摩擦、撞擊、振動等加重,嚴格影響裝置壽命、穩定性和可靠性。而光機電一體化技術的應用,使裝置的可動部件減少,磨損也大為減少,像集成化接近開關甚至無可動部件、無機械磨損。因此,裝置的壽命提高,故障率降低,從而提高了產品的可靠性和穩定性。
1.5 融合了多種學科新技術,衍生出許多功能更強、性能更好的新產品
光機電一體化產品的研究開發涉及到許多學科和專業知識,包括數學、物理學、化學、聲學、機械工程學、電力電子學、電工學、系統工程學、光學、控制論、信息論和計算機科學等。例如人們很熟悉的靜電復印機、彩色印像機等,就是一種由機、電、光、磁、化學等多種學科和技術復合創新的新型產品。光機電一體化技術將光電子技術、傳感器技術、控制技術與機械技術各自的優勢結合起來,衍生出許多功能更強、性能更好的新一代技術裝備。
1.6 產品系統性增強,各部分系統間協調性要求提高
光機電一體化是一門學科的邊緣科學技術,多種技術的綜合及多個部分的組合,使得光機電一體化技術及產品更具有系統性、完整性和科學性。其各個組成部分在綜合成一個完整的系統中相互配合有嚴格的要求,這就要求各種技術揚長避短,提高系統協調性。
2.研究現狀和發展趨勢
2.1研究現狀
自從我國實行改革開放以來,科技領域急起直追,我國的光機電一體化技術已取得明顯的成效,數控產品有了很大的提高,尤其是經濟型靈敏數控裝置發展很快,是我國特有的經濟實用產品,不但適用國內市場的需要,部分產品還隨主機配套出口。國內的機械產品采用可編程控制器(PC)和微電子技術控制設備也越來越多,覆蓋面也日益擴大,從紡織機械、軸承加工設備、機床、注塑機到橡膠輪胎成型機、重型機械、輕工業機械都是如此,我國自行研制和生產的光機電設備,在質量上也有重大突破,為今后的推廣應用打下了良好的基礎。
2.2 發展趨勢
光機電一體化技術已經滲透到各個學科、領域,成為一種新興的學科,并逐漸成為一種產業,而這些產業作為新的經濟增長點越來越受到高度重視。
從世界科學技術的發展情況來看,光機電一體化技術的未來技術熱點主要包括:
(1)激光技術
1)高單色性,利用激光高單色性作精密測量時,可極大地提高測量精度和量程。
2)高方向性,因具有很遠距離傳輸光能和傳輸控制指令的能力,從而可以進行遠距離激光通信、激光測距、激光雷達、激光導航以及遙控。
3)高亮度性,利用激光的高亮度特性,中等亮度激光束在焦點附近可產生幾千到幾萬度的高溫,可使照射點物體熔化或汽化,對各種各樣材料和產品進行特種加工。
4)相干性,由于激光速頻率單一、相位方向相同。適用于激光通信、全息照相、激光印刷以及光學計算機的研制,而在實際運用中也會通過一些激光技術改變激光輻射的特性,應用范圍更廣。
(2)傳感檢測技術
1)激光準直,能夠測量平直度、平面度、平行度、垂直度,也可以做三維空間的基準測量。
2)激光測距,其探測距離遠,測距精度高,抗干擾性強,體積小,重量輕,但受天然影響大。
3)光纖探測器,在目標很小,間隔受限或危險的環境中,最常選用的是光纖探測器。
其他還有激光打孔、刻槽=標記、光化學沉積等加工技術。
(3)激光快速成型技術
激光快速成型是利用計算機將復雜的三維物體轉化為二維層,將熱塑性塑料粉末或膠粘襯底片材紙張燒結,由點、線構造零件的面(層),然后逐層成型。激光快速成型技術可使新產品及早投放市場,極大地提高了汽車生產企業對市場的適應能力和產品的競爭能力。
(4)光能驅動技術
利用光致變形材料可制作光致動器和光機器人?,F已研制成功一種光致動器,其工作原理是將光照在形狀記憶合金上,反復地通、斷使材料伸縮,再利用感溫磁性體的溫度特性,將材料末端吸附在襯底上。利用材料本身的伸縮和端部的吸附特性,加上光的通斷便能實現所要求的動作。實驗驗證,該致動器能可在頂面步行。這種狀態目標處于初級階段,如果能發現具有優異光作用特性的動態物質,則可使光能驅動技術廣泛應用。
3.結語
技術上的改革和與之相配套的技術支持是創新技術的基礎。開發光機電一體化產品有不同的層次和靈活的自由度。在機械技術中恰當地引入電子技術,產品的面貌和行業的面貌就可以迅速發生巨大變化。產品一旦實現光機電一體化,便具有很高的功能水平和附加價值,將給開發生產者和用戶帶來巨大的社會經濟效益。
參考文獻
[1] 劉志,朱文堅. 光機電一體化技術,現代制造工程,2001(12)
[2] 梁進秋. 微光機電系統國內外研究進展. 光機電信息,2000(8)
【 abstract 】 : introduces the technical features light machine electricity integration, the present situation and development trend of domestic and foreign technology, and points out that the future development prospects and some important technical hot
【 key words 】 integrates light, technical characteristics, current situation, development trend
中圖分類號:R-1 文獻標識碼:A 文章編號:
關鍵詞 :機電一體化 現狀 發展趨勢
改革開放三十多年來,我國的國民經濟與科學技術水平都得到了顯著的提升,處在這樣的背景下,機電一體化越來越受到重視,逐漸開始在社會當中各個領域進行滲透,有效推動了各個學科的相互交叉,同時促進了各個學科的有效滲透,對國民經濟的建設與發展發揮著巨大的促進作用[1]。但是相較于發達國家來說,我國當前的機電一體化水平仍然存在較大的差距,所以針對機電一體化的發展現狀與發展趨勢進行探討具有一定的現實意義。
一、機電一體化技術的發展現狀
關于機電一體化的發展大致可以分為三個部分。上個世紀六十年代為第一個部分,在這個階段,人們開始嘗試應用電子技術的初步成果來完善機械產品性能。因為第二次世界大戰的刺激,促使電子技術與機械產品進行結合,戰爭時期的軍用技術最終轉化為民用技術,該時期的研究基本上處在自發的狀態。因為該時期電子技術的發展水平較低,機電一體化無法實現更為深入的發展,其所開發的產品也不能進行有效的推廣使用。
上個世紀70-80年代是機電一體化的第二部分。處在這個時期,通信技術、信息化技術以及控制技術都獲得了巨大的突破,為機電一體化的發展打下了堅實的基礎。Mechatronics最早在日本被人們所接受,直到80年代其才在世界范圍內得到廣泛的認可,各個國家都開始重視機電一體化技術。
上個世紀90年代末期為機電一體化發展的第三部分。機電一體化技術正式進入了深入發展的階段。其一,通信技術與光學技術等進入了機電一體化,微細加工技術也開始逐漸推廣,開始出現微機電一體化、光機電一體化等相關的分支領域;其二,針對機電一體化系統的分析、集成方法以及建模設計,眾多專家與學者開始針對機電一體化的發展趨勢與學科體系都進行了深入的研究分析。與此同時,在光釬技術、人工智能技術以及神經網絡技術等相關領域的突破,使得機電一體化技術具有極為廣闊的發展空間。
我國在機電一體化技術領域的起步較晚,但國家在80年代末期,出臺了一系列促進機電一體化技術發展的政策,提出了在汽車電子、數控機床以及工業機器人等6項共性關鍵技術與15個優先發展領域的研究課題與方向[2]。通過多年的發展,我國在機電一體化技術已經獲得了許多突破性的發展,正朝著國際先進水平努力。
二、機電一體化技術的發展趨勢
(一)光機電一體化
所謂光機電一體化技術,指的是機械技術、光學技術、控制技術、信息化技術以及微電子技術的有效整合與交叉,是現階段眾多高興技術設施與高興技術產業的基礎。其主要包含技術與產品兩個層面:光機電一體化產品整合了通信技術、自動控制技術、微電子技術、機械技術以及光學技術等新興技術,具有極高的附加值與功能;相關產品具有操作便捷、壽命長、適應性強、重量輕以及體積小的優勢。通過合理應用光機電一體化技術,可以產生極高的附加價值與功能水平,能夠為廣大用戶與生產商帶來良好的經濟利潤。未來,光機電一體化技術的熱點包含光能驅動技術、傳感檢測技術、激光快速成型技術以及激光技術等。
(二)智能化
智能化是現階段機電一體化技術重要的發展方向,針對人工智能在機電一體化中的應用研究越來越多,當中數控機床與機器人的智能化就是非常重要的應用。該“智能化”是針對機器行為,主要是在控制理論的體系上,充分吸收混沌動力學、生理學、心理學、模糊數學、計算機科學、運籌學以及人工智能等,使其具有自主決策、判斷推理以及邏輯思維等基本能力,以此來獲取更高的控制目標。雖然使機電一體化產品獲取與人基本相當的智能是不大現實的,同時也是沒有必要的,然而,高速、高性能的微處理器給予機電一體化產品低級智能則是非常必要的。
(三)綠色化
上個世紀是機械工業迅猛發展的一個世紀,然而當時的發展基本都是建立在耗費巨大能源與資源的基礎上。然而許多能源與資源是不可再生的,隨著人們對物質生活的要求及人口數量的不斷增長,傳統的高投入、高輸出模式顯然已經不能適應當前的社會形式,機電一體化技術的發展自然也不例外。未來,機電一體化技術的發展要避免傳統粗放型的模式,必然朝著能源、資源高效利用的集約型模式,綠色化的發展才是機電一體化技術真正實現可持續發展的目標。
(四)網絡化
當前這個時代是信息化技術高度發展的時代,在互聯網技術的不斷普及與發展過程中,市場競爭環境正在發生巨大的變革。網絡化在各行各業中的應用越來越廣泛,不但企業內部生產管理要進行網絡化控制,并且技術服務在鮮花、消費行為網絡化、產品銷售網絡化以及產品設計虛擬化等都會成為未來市場發展競爭的必然趨勢。而機電一體化的新產品一經開發,在短時間內就能夠暢銷全世界。當前基于網絡的監視技術與遠程控制技術方興未艾,遠程控制的終端設施本身就屬于機電一體化產品。此外,局域網技術與現場總線技術的普及使得家用電器正在朝著網絡化的趨勢進行發展,應用家庭網絡把各類家用電器連接成以計算機為核心的計算機集成家電系統,使得人們能夠足不出戶就能夠享受到各種新興技術所帶來的快樂與便利[3]。所以,機電一體化技術未來必然會朝著網絡化的趨勢發展。
三、結語
總而言之,機電一體化的不斷發展并非孤立的,其是眾多科學技術共同發展的結晶,同時也是社會生產力發展到某個階段的必然要求與趨勢。在科學技術持續發展的推動下,各個技術進行整合的趨勢必然會越來越多,機電一體化技術未來必然擁有極為廣闊的發展空間。
參考文獻
[1]余仕彪.機電一體化精確定位裝置及其控制系統的研究[D].上海海洋大學,2013.
1.1智能化依據多學科知識理論,構建人類智能模擬體系,將其運用到機械構造上,從而使得機械具備一定的分析推理能力,并且慢慢去取代人的勞動,這是未來機電一體化的發展趨勢之一,也是其區別于傳統機械自動化技術的關鍵所在。當然,實現智能化,需要以多學科去進行理論研究,建立模擬系統,由此將其引入到機械設備上,以實現機電一體化的智能化。
1.2迷你化所謂機電一體化的迷你化,就是使得機電設備在保證運作效率和質量的同時,使得其體積不斷減小,其能耗不斷降低。很多情況下,運用于工程機械的機電一體化技術,在對于其結構進行改造升級的同時,也使得其體積變大,這樣很不利于生產操作工作的開展。由此,迷你化,將成為未來機電一體化的發展趨勢之一,也是很有必要的。
1.3數字化隨著計算機技術的發展,網絡數字技術得以廣泛應用,其在工程機械方面同樣可以使用。也就是說,數字化發展,也是機電一體化的發展趨勢之一,在這樣的導向下,未來的機電一體化可以動態化的實現平臺操作,各個環節實現資源共享,這將成為促進生產效率進一步提高的重要舉措。
1.4環保化機電一體化未來發展同樣需要將環境保護考慮進去,這是建設環境友好型社會的重要內容,也是企業責任的具體表現。對于機械行業來講,如何保證在機電一體化技術應用的同時,避免產生生態污染,增強其循環利用效率,是很值得我們去不斷探析的問題,這也是決定機電一體化實現可持續發展的關鍵性問題。
1.5整體化現階段機電一體化技術運用與工程機械領域,還不是很充分,僅僅在部分環節有著比較廣泛的應用,要想真正實現機電一體化在工程機械方面的效能,還需要從多個角度去開展研究和探索,構建工程機械體系,使得工程操作質量和效益得以提高。由此,整體化發展,也將是機電一體化技術在工程機械領域方面的發展趨勢之一。
工業生產對于人們的生活有重要意義,例如人們日常生活中的家用電器及生產工作中所用的機械設備等都屬于工業生產,因此工業的發展能直接影響人們的生活質量。隨著社會的不斷發展,科學技術逐步滲透到人們生活的各個方面,在推動各行業技術水平發展的同時,也進一步推進了工業技術的發展。機電一體化技術正是處于這種社會背景之下,機械化生產方式才逐步向智能化、網絡化、環保節能化邁進。
一、機電一體化技術的發展現狀
機電一體化技術的起步較早,從上世紀60年代開始一些發達國家的工業生產中就已經應用了數控機床的生產方式,而后有了計算機數控機床、柔性制造單元、柔性制造系統、無人化工廠、計算機集成制造系統、納米技術等。隨著科學技術的不斷發展,我國機電一體化技術也得到了廣泛應用,但是因為許多因素的制約,我國機電一體化技術的總體水平與發達國家相比還有不小的差距。上世紀60年代我國機械行業應用的生產機床仍然是最基本的裝備,不僅工藝落后,并且勞動強度較大,生產效率低,嚴重影響企業自身的經濟效益。到90年代后期,機電一體化技術的簡單應用逐漸開始發展,一直到現在人工智能技術才得到了廣泛的應用,機電一體化技術的發展也加快了速度。
隨著機電一體化技術研究的不斷深入,該技術在人們生活中得到了廣泛的應用,例如電視機、電腦、洗衣機等等;此外,許多工廠的數控機床生產功能的控制等也屬于機電一體化應用。目前,隨著我國計算機系統技術的不斷發展,電子智能技術與機電一體化技術開始逐步結合,使機電一體化技術在智能化發展方面有了顯著的進步。例如,智能機器人不僅可以幫助人們清潔家庭衛生,為人們帶來樂趣,還可以進行廢墟搜救等工作。雖然智能機器人的發展還處于初級階段,但是隨著科學技術的發展,機電一體化技術必將為人類的生活與生產作出更多貢獻。
二、機電一體化技術的未來發展方向
21世紀是屬于信息化、智能化的新時代,科學技術的發展速度使各種新型技術處于不斷改革創新的過程中。將機械技術、電子技術、自動處理技術等相互整合發展產生的新型技術不斷推進機電一體化技術的發展。因此,我國必須加強這一方面的理論研究與應用研究工作,進一步縮短與發達國家在機電一體化技術上的差距。以宏觀角度研究我國機電一體化的發展現狀,科學的預測該技術未來發展方向,對于提高該技術的研發能力具有極大的促進作用。
(一)系統化
將機電一體化技術系統的應用開放化、多樣化,不僅能夠提高工業生產效率,還能更加方便人們的生活。雖然多種單一的機電一體化產品能夠在不同方面滿足市場需求,但是多種機電一體化產品的整合運用,則能同時滿足實際情況中多個方面的市場需求。針對市場的多樣化需求,機電一體化產品也逐漸向系統化方向發展。努力實現不同種類機電一體化產品的兼容并用,是機電一體化技術的必然發展方向。
(二)微型化
將機械技術與電子技術以納米尺度相融合所產生的產品,就是微型機電一體化產品。簡單來說,是將傳統尺度的機電一體化產品進行最大限度的縮小,在通常體積上不超過1立方厘米。這種縮小并不是簡單的縮小尺寸,而是將傳統機械制造方式轉變為智能化制造,這已經成為了機電一體化學科中的新型技術。體積小、能耗低、運用靈活等都是微型化機電一體產品的特點,其在醫學、軍事等領域都已經被廣泛運用。例如醫療過程中的微創技術就屬于微型機電一體化技術;軍事所用的微型間諜竊聽器也是微型機電一體化產品。
(三)智能化
機電一體化技術未來發展的重要方向之一必定包含智能化發展。隨著計算機技術的快速發展,人們正在不斷研發可以在多種領域替代人類智能活動的產品。機電一體化技術智能發展,主要表現在機電產品能產生類似人類邏輯思考及自我決策能力等方面。例如,在數控機床上設置人機對話功能、人類生產模擬程序等,都能給產品的生產操作與維護等工作方面帶來極大便利。因此,智能化發展在推動機電一體化技術的發展上可以起到較大的促進作用。
(四)環保化
隨著社會的不斷發展,自然界的各種資源物質越來越匱乏,環境破壞問題日益嚴重,人們在尋求發展的過程已經注意到環境保護的重要性,環保成為了各行各業技術發展的重要考慮因素。所以機電一體化技術的發展趨勢也必然會朝著環?;斑M。機電一體化產品在設計、生產、包裝、使用、甚至在銷毀的整個過程中,都可以盡量提高對有限資源的利用率,最大限度的減少環境污染問題,并且保證產品質量。環?;瘷C電一體化產品應具有最大限度利用資源、最小限度破壞壞境的特點,這不僅是技術發展的趨勢,也是社會可持續發展的需要。
(五)網絡化
網絡技術隨著科學技術的進步也在飛速的發展之中,已經全面滲透到人們日常生活的各方各面,為人類生活與生產提供了極大便利,對其它技術的發展也起到了促進作用,機電一體化技術的未來發展方向也必然會趨于網絡化。如今,全球經濟的發展十分迅速,市場經濟已經逐步由國內市場轉向國際市場,機電一體化技術想要掌握最新的發展狀況,就必須充分利用網絡了解最新技術咨詢。研究人員也可以通過網絡進行無國界交流,促進機電一體化技術的發展。
結束語
機電一體化技術不僅促進了工業發展,也提高了人們的生活質量。隨著科學技術的不斷進步,將會有更多的學科技術相互交叉整合,出現更多有利于人類生活與生產的先進技術,機電一體化技術的未來發展前景也會更加廣闊。
參考文獻
機械一體化的發展過程研究
首先是二十世紀六十年代及之前的初始階段。這一階段,機電結合技術在戰時被應用于軍事戰爭,戰后逐漸轉變成為民用,從某種程度上來講,其對于戰后整體的經濟恢復及發展工作發揮了不可忽視的助益作用。但是,這個時期的機電結合還處于一種自發研制的狀態,無法實現更深一步的發展,其已研發出的產品也未能得到大力地推廣。其次是二十世紀的七十和八十年代的迅速發展階段。這一階段微電子技術出現,為機電一體化的發展提供了一個良好的契機。計算力技術、通信技術、控制技術以及電力技術等的發展,使得機電一體化獲得了良好的發展基礎。其他的大規模及超大規模的集成電路以及微型計算機的發展,則為機電一體化提供了物質基礎。而且,這一時期數控機床開始問世,這使得機電一體化的整體發展跨出了非常大的一步。第三是二十世紀九十年代以后直至現在的深入發展階段。二十世紀九十年代以來,網絡信息技術、激光技術以及模糊技術等先進技術開始大力呈現,機電一體化的發展跳上了另一個臺階。首先是光學及通信技術使得微機電一體化以及光機電一體化產生出來,再者就是機電一體化學科建設的不斷發展,以及人工智能技術光纖技術等的大力發展,機電一體化的前景越來越光明。
機電一體化未來的發展趨勢
學科交叉的程度將會越來越深入,而計算機通信技術以及微電子技術等的發展必將推動機電一體化在未來更為迅猛的發展。就機電一體化在未來的發展趨勢而言,機電一體化大致會朝向以下幾個方向取得大力發展:(一)機電系統智能化21世紀各種高端科技技術迅速出現,尤其是智能化技術的不斷地獲得發展完善,機電工程的系統智能化轉變將是一個必然的趨勢。系統智能化是由專家以及智能機器人配合進行工作的人機一體系統,它可以自主地對各種問題進行分析、研究及構思、判斷等,機電工程的系統實現智能化發展是當前時期研究者們非常重視的一個問題。機械在控制理論地引導下,通過各種人工智能技術地掌控,將獲得類似人類的心理學、生理學、運籌學等思維,從而模擬人類進行獨立的工作,這樣的機電系統將會獲得更高的思維以及決策能力,從而能迅速精確地達到控制目標。(二)機電控制網絡化當今時代,網絡信息技術正在以一種強勢的姿態在人們的生產生活中進行著普及,網絡逐漸將全球連接成一個有機的整體,全球的經濟以及生產等的聯系也不斷深入,機電一體化產品的生產將迅速地通過網絡得以實現。所以說,網絡的應用對于未來的機電一體化發展工作而言是不可避免的。在網絡普及化發展的環境中,遠程控制以及監視技術都獲得了極大程度的進展,而作為機電一體化產品的遠程控制實現更高的程度的網絡化是控制系統未來發展的必然趨勢。當前時期,網絡正通過更加深入地滲投進遠程控制工作,對人們的工作和生活進行著聯系,人們在在未來必將享受到更為完善的高科技遠程控制服務。(三)機電制造綠色化未來的機電一體化在微型機電化、光機電以及機電設計的生物軟件化等不斷獲得完善以后,定將朝向制造的綠色化方向演變。人類社會是一個與環境友好共存的社會,高科技產品生產的不完善會給環境帶來極大的損害,而未來社會各種高科技生產的綠色發展是一種必然的趨勢。機電一體化也一定會在環境保護以及生態維護的環境中,推動自身制造工作以及使用工作的綠色化轉變。在制造綠色化的環境中,各種機電產品不僅可以在生產過程中降低污染,還能夠對廢棄產品進行有效的回收利用,對于環境的不良影響可以說是非常微小的。當今社會機電一體化的發展進程是不可阻擋的,而且其在未來具有非常明亮的發展前景,機電一體化的發展一定會在不遠地將來為人們提供更多更為優質的服務。
作者:石巖 單位:寧夏路橋股份有限公司
DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.02.085
0 引言
就目前來說,科學技術的發展速度已經能夠滿足不同學科的交義運用。機電一體化技術的發展就充分體現了這一發展狀態,尤其是在市政施工中的應用過程中。由于市政施工具有施工環境復雜以及建設項目多的特點,使得機電一體化的多元化作用得到了充分的發揮。文章對機電一體化技術未來發展方向進行了闡述,分析過程指出,機電一體化技術應朝著微型化、智能化、模塊化、數字化、網絡化以及人性化的開發方向發展。
1 機電一體化技術概述
就目前來說,機電一體化的運用范圍十分廣泛。其又被稱為機械電子學,主要是以微電子技術、信息技術的形式服務于機械工程領域。主要應用的機械工程領域是系統的自動化和智能化兩方面,這就意味著其是基于計算機技術、自動化技術以及傳感器技術結合而成的綜合性技術。在市政工程的施工中,機械一體化的運行好壞直接決定了實際的施工質量。從傳統的方面講,過去的市政工程機械運行都是純機械式的,這就意味著其運行比較笨重,操作也不夠便捷。隨著社會的進步,科技的發展,當將機電一體化技術應用到市政工程的建設過程中后。市政工程建設的機械化發展方向也朝著智能化、遠程控制化以及節奏緊湊化的方向邁進。這種發展狀態,不僅保證了工程的建設質量,還在一定程度上減少了機電一體化操作人員的勞動量。由此可以看出,機電一體化技術在市政工程建設過程中的應用,極大的推動了施工建設的效率[1]。此外,隨著機電一體化技術的不斷更新換代,其燃油的消耗情況也得到了有效控制。
2 機電一體化技術在市政施工中的應用
2.1 提高施工智能化
智能化控制是市政施工進行機電一體化的發展目標。具體應用過程即利用電子信息技術和機械控制技術,實現機械運行的智能化的管理。施工智能化是指,工程施工過程針對不同的情況下,可能出現的問題進行預先設計。當工程施工對系統當前的運行情況進行評估,并研究出簡單的運行模式變化規律,這就實現了機電一體化技術提高工程施工智能化的基本需求。然而,現階段,機電一體化技術應用了模糊數學、模擬智能、計算機技術以及傳感技術等,這些技術使得工程施工應用機電一體化的發展方向朝著智能化邁進。
2.2 形成作業模塊化
市政工程施工機電一體化技術的應用,其發展的前景是廣闊的,具體包括:控制和操作模式的簡化。換句話說就是智能模塊化控制的實現。這種模塊化的操作和實施就是利用某些固定的程序化模塊與特定機械設備組合相配合,以此進行特定工況下的作業,如: 鋪設瀝青的工序采用聯合瀝青攤鋪設備,在模塊化控制的情況下,可根據不同的工程需求對攤鋪設備進行模式設定,即在某個工段采用固定的速度、作業形式等。這樣在該路段就可進行無干擾的作業,同時在自動檢測系統的輔助下,可以將施工過程完全交給機械來完成[2]。
2.3 實現節能減排
機電一體化技術可以降低工程施工機械的能源消耗,而且在未來的機電一體化技術發展中將會得到進一步的提高。此外,將工程施工的機械運行實現高度智能化,可以為將機械的運行帶來多功能化發展。這樣一來,就可以利用較少數量的智能化施工機械完成大量的工程量,這無疑是對資源的最大節約。與此同時,高效的工程施工作業也在很大程度上減少了對生態環境的破壞。具體體現在減少機械設備的存放場地以及減少施工人員生活對周圍環境的影響。
3 機電一體化在未來的發展方向
由于機電一體化技術的獨特性,使其應用于工程施工時有著發展的綜合性。機電一體化作為綜合性發展的科學技術,它還能夠以不同發展的方向向前發展。具體來說,當機電一體化技術向著微型化、智能化以及模塊化方向發展時,就會使得被應用的工程項目呈現集成化建設。這是使工程項目的建設成果實現整體的模塊化,這一平臺的建成可以將機電一體化技術發揮出多項功能。在機電一體化技術的具體應用過程中,需要制造專用工具從而服務于工程項目的具體建設。而實現了模塊化的機電一體化技術,在應用于具體建設時就可以通過更換不同的模塊來進行操作。這樣一來,就可以在很大程度上擴大機電一體化產品的應用范圍。
此外,隨著信息時代的到來,人們對于快捷化、人性化服務的需求越來越高。這就要求機電一體化技術的發展,還應朝著網絡化、數字化以及人性化的方向發展邁進。機電一體化技術的數字化可以實現對機電產品的遠程控制,這就意味著其機電產品的運行是以人的意志為轉移的,從而在一定程度上使應用的工程項目更具人性化建設[3]。 對于機電一體化的網絡化發展,其可以實現了多個機電產品的聯合工作。這就可以使機電產品能夠完成一系列的復雜任務,在一定程度上降低了工作人員的勞動強度和設備的運行風險。
機電一體化技術朝著上述幾個方向發展,是未來對其進行科學技術研究的主要內容。因為這些方向可以使其應用的范圍和使用的領域更加多元化。尤其是機電產品一機多用的功能,在很大程度上減少了設備的重復使用。而且,還使能源得到了更有效的利用,所以,這是實現機電一體化產品綠色發展的重要發展方向。
4 結束語
總而言之,機電一體化技術在各個領域的應用,都在一定程度上推進了其行業的發展速度。尤其是對于市政工程的施工過程來說,由于其建設的重要性,機電產品的應用則為其帶來了快速發展的契機。所以,我們務必要順應時代科學技述的發展潮流,提高對機電一體化技術的認識。并將其投入到現代化的建設當中,使其發揮出綜合性的作用。
中圖分類號:F407文獻標識碼: A
所謂的機電一體化技術,指的是利用電子信息技術,改善生產機械的可控性、自動化和生產效能。而且,在機電一體化的實際應用中,其表現也非常令人滿意。隨著我國經濟規模的進一步擴大,對機電一體化的發展水平也提出了更高的要求。而作為機電一體化技術發展的后起之秀,中國在這方面的進展也表現出了一些獨特的特點。
1.我國機電一體化技術的發展現狀分析
1.1.發展速度很快
自從我國實施改革開放的戰略國策以來,經過長期的中外技術交流,我國機電一體化技術獲得了長足的進步。而且,隨著我國機械技術和電子信息技術的進一步發展,機電一體化技術的前進步伐也越來越快。這主要得益于以下幾個因素:首先,我國政府對機電一體化的研究非常重視。無論在研究資金還是在研究人員上,都給予了鼎力支持。特別在新的發展時期,國家對機電一體化研發的投入進一步加大,使得我國機電一體化的發展沒有了后顧之憂;其次,我國經濟對機電一體化技術的需求非常強烈?!顿Y本論》中說:只有有需求,才會有供應。隨著我國社會生產水平的進一步提高,機電一體化的需求市場也越來越大。在市場需求的強烈刺激下,機電一體化技術的快速發展也在情理之中;最后,國內外在機電一體化技術方面的交流也日益頻繁。由于我國在機械和電子信息技術技術水平方面和發達國家存在著很大的差距,通過廣泛而深入的技術交流,我國可以在吸收國外先進技術的技術上進行進一步的消化,從而促進我國機電一體化技術的快速發展。
1.2.整體技術水平仍然不高
雖然我國機電一體化技術的發展速度非???,但由于發展起點比較低,發展時間也不長,使得我國機電一體化技術整體水平仍然不高。特別在電子信息技術的發展水平上,與國外先進技術相比差距多達二三十年。由于電子信息技術是機電一體化技術的核心,一旦這方面存在落后,就會在很大程度上降低機電一體化的整體發展水平。而且,機電一體化發展中還存在發展不平衡的情況。例如,在尖端信息技術方面,尤其在集成電路和超高集成電路方面,整體發展水平并不落后,有些還走在了世界前列。但是,在機械技術和控制技術方面,發展步伐就慢得多了。特別在機械技術的發展上,甚至落后于韓國等中等發達國家??偠灾?,我國機電一體化技術整體技術水平仍然不高,還需要科研部門繼續努力。
2.我國機電一體化技術的未來發展趨勢探討
2.1.模塊化發展
所謂模塊化,指的是在機電產品生產過程中,將復雜的零部件簡單化,盡量減少零部件的數量,并盡可能地統一規格,從而提高機電一體化技術的發展水平以及機電產品的生產效率。在傳統技術狀態下,由于機電一體化產品的零部件比較多,規格在比較復雜,不僅使得機電產品的運行效率不夠高,也在很大程度上影響了生產效率。為了進一步提高機電技術的整合水平,業界提出了機電一體化技術模塊化的發展思路。在西方發展國家,機電一體化模塊化技術已經發展到了相當高的水平,并且取得了非常好的經濟效益,對促進機電一體化技術發展的作用也非常明顯。但是,我國模塊化技術的發展還處在概念研究階段,還沒有投入到實際應用中。因此,模塊化是我國機電一體化技術的未來重點發展方向之一。
2.2.智能化發展
智能是知識以及運用知識解決問題的總和,智能化是21 世紀機電一體化技術發展的一個重要發展方向。使機電一體化產品具有智能化,就是使機電一體化產品具有人的部分智能,即一定的分析、思考、獨立判斷能力。機電一體化技術的智能化發展水平,代表了一個國家機電技術整體實力。而且,機電技術的智能化所帶來的好處也是顯而易見的:一方面,智能化的機電產品能夠在很大程度上代替認的職能,從而節約大量的人力資源。而且,智能化程度較高的機電產品還能夠獨立完成一些比較危險的生產任務,從而在最大程度上保證生產人員的安全;另一方面,智能化機電技術能夠大幅度地提高生產效率。智能化機電技術的中央處理系統能夠自主地處理生產任務,能夠組織生產流水線,還能夠處理一些生產故障。這種智能化的機電一體化技術能夠很容易實現高速自主生產,其生產效率是傳統生產方式的數倍甚至數十倍。雖然我國在機電一體化智能技術方面的研究取得了不小的進步,且逐漸開始了實際應用。但是,這種機電產品的整體技術水平不夠高,生產成本也比較高昂。因此,在未來的一段時間內,智能化和降低應用成本,是機電一體化技術發展的重要任務。
2.3.微型化發展
隨著集成電路和超高集成電路的不斷發展,電子元器件的體積越來越小,質量也越來越輕,使得機電一體化技術呈現出了微型化的發展趨勢。機電一體化技術的微型化有兩大好處:一方面,更小的體積不僅使得機電一體化產品更加便于安裝和應用,也能夠在很大程度上降低生產使用成本。例如美國研發出的微型無人機,體積僅僅只有一只蜜蜂大小,但它的探測和偵查能力卻非常強大,而成本僅僅幾十美元,堪稱微型機電技術的典范;另一方面,機電一體化技術的微型化,還有助于大幅度地降低能量消耗。傳統的機電設備一般體積比較龐大,單位時間內需要消耗大量的電能或者油料,而且操作也不夠靈活。而在機電技術微型化之后,不但能量消耗大幅度降低,而且靈活性也大大增強,拓展了機電技術的應用范圍。因此,機電技術微型化,是我國科研工作者的努力方向之一。
2.4.人性化發展
發展機電一體化技術,開發機電一體化產品,其最終目的是為人類服務,離開了以人為本這個原則,任何技術、產品都是沒有前途的,因此,如何賦予機電一體化產品的人性顯得越來越重要。這就需要,一方面,機電一體化產品將模仿生命機體實現某功能;另一方面,機電一體化產品將注重產品和人的關系,體現出人—機—環境的高度協調性。例如,在國內某大型電器生產企業,就十分看重機電一體化技術和人的有效契合。在布置生產線的過程中,無論在設備的選型上,還是在安裝調試上,都以“最方便”工人操作作為主要的參考因素。特別是為了進一步實現“人機合一”,該企業還按照人因管理的理念,要求機電設備的生產廠家針對本企業公認的一些特點,進行特殊化改造,使得工人在操縱這些機電生產設備時,不僅能夠很快做到得心應手,還大大節省了體力和精力。
2.5.綠色化發展
現代工業在提高人們生活水平的同時,也帶來了非常嚴重的環境污染。隨著可持續發展理念的提出,綠色發展就成了各行各業共同的目標。機電一體化技術也是一樣,綠色化的發展是一條必走之路。因此,我國的科技工作者在研究機電一體化技術時,務必要本著節約能源、節約材料和少用或者不用有毒材料的原則,進行家電產品的研發與制造。特別是在生產機電產品電路板的過程中,應當盡可能地降低有毒重金屬的使用量,同時盡量應用可降解的高分子合成材料,從而實現環境友好化。
3.結束語:在科研工作者的不寫努力下,我國機電一體化技術在智能化、微型化和模塊化等方面取得了重大進步。相信在未來的一段時間內,我國一定能夠趕上國際先進水平,從而促進我國的經濟發展。
中圖分類號:TU85 文獻標識碼:A
機電一體化是科學技術發展的必然成果,它將機械設備、電子信息和自動控制等相關技術有機的結合起來,成為一門綜合型高新技術產業,大幅度提高了工廠的生產技術水平。通過推廣新型電子技術對傳統工業產業鏈的改造,成為了當今提高工業生產管理水平,促進機電一體化產品的開發的重要措施。因此,加快機電一體化的課程研究已成為世界各國爭相研究的技術內容。
1機電一體化技術的特點
機電一體化作為一門綜合型的技術科學,它綜合了電子技術、計算機科學和機械技術相關方面的內容,使整個工業技術水平和相關生產產品更加系統性、科學性和完整性。在整個工業操作系統中,各個組成部分相互配合,協同工作,并且各項工作內容互相補充,使工業技術的發展不斷向著科學化、高效化的方向發展。機電一體化在現代工業中的得到普遍應用,其科學的技術特點主要體現在幾個方面:(1)機電一體化具有體積小,重量輕的特點。機電一體化融入了大量的新型技術產品,隨著新型半導體和集成電路技術的研究進展以及液晶顯示在機電一體化中的應用使得機電一體化體系中的控制和測量系統的重量和體積都大為減小。(2)機電一體化使整個生產作業過程的生產速度加快,精度變高。隨著工業生產集成電路的不斷優化改造,使得整個工業系統的各個操作步驟速度不斷提升并且精度變高。(3)擁有高度的集成控制系統。機電一體化往往可以通過改變計算機上的運行條件就可以改變操作流程的運動狀況,具有安全性高和操作簡單的特點。
2對機電一體化技術發展概況的探討
機電一體化自產生以來經歷了較長期的應用研究和發展歷程。我國機械制造業等相關工業在出現機電一體化技術之前,世界各國已開始從事大量有關對機械技術設計和自動化控制功能設計的研究,并且相關研究工作者為了配合工業較高的生產技術要求已經研究和開發了較多的機電一體化系列產品,隨著科技的進一步發展,機電一體化概念最早由七十年代日本人長期的研究和實踐工作總結出了機電一體化這一概念,并且機電一體化在以后的應用研究中得到不斷完善。在后來的十到二十年內,隨著信息技術的研究進展使電子計算機的性能逐步提高,電子信息技術被越來越多的機電一體化企業所采用來開展機電一體化產品,當時開展的典型的機電一體化產品像數控機床和汽車的電子控制系統等。而隨著科學對更大規模集成電路和微型電子技術的研究和投入使用,使機電一體化的機械電子結合形式更加方便靈活、組成內容更加全面具體而機電一體化的應用也變得更加廣泛。
3關于技術一體化技術的在未來幾年的發展趨勢
機電一體化是機械、控制、計算機等多學科的交叉融合,在當前很多工業生產中都離不開機電一體化的技術支持,相信在未來的工業發展中,機電一體化將會發揮著更重要的作用。當前,機電一體化的發展依托于相關科學技術的進步與發展,其在未來的主要研究和發展方向為數字化、智能化、網絡化、人性化、微型化、集成化和綠色化等。
3. 1 數字化
由于微控制器和接口技術的研究進展,使其成為了機電一體化產品數字化的條件基礎,又由于計算機信息網絡的迅速發展,為機電一體化的數字化發展提供了前進的方向,如機電一體化的虛擬設計和計算機集成制造等。向著技術數字化發展要求機電一體化產品的操作系統軟件具有較高的可靠性、通用性、易操作性、自身良好的診斷能力等。而機電一體化數字化的實現將更有利于工業生產流程的遠程控制操作、系統自身診斷和修復功能。
3.2 智能化
隨著技術設備的先進化和科技化,機電一體化處理器速度已經飛速提高和電子計算機變得更加高性能化,智能化是科學技術發展的核心以及工業發展的必然要求。因此為向機電一體化系統中嵌入智能控制算法,相關專家做了一系列智能產品的研究并將其投入到機電一體化行業中來,電子技術為智能化創造了條件,加上傳感器系統的高度集成化的技術進步,更加有力地推動了我國機電一體化產品向智能化方向發展,使機電一體化具有一定程度的判斷推理和自主決策能力。
3.3.網絡化
隨著當代計算機網絡的快速發展,計算機網絡帶來的各種遠程控制技術和監視技術也隨之而來。而機電一體化產品作為遠程控制系統的設備基礎,可實現局域網技術等使電器網絡化可行,網絡技術可把各種用途的設備通過網絡集成實現集中操作控制 ,讓人們更加方便快捷的實現各種技術設備的綜合運用。
3.4微型化
微電子技術的快速發展帶動了微型機電系統的發展,由于體積龐大和重量大的設備已不能滿足生產工作的需要,所以追求高新技術的微型化成為機電一體化發展的必然要求。微型機電一體化產品體積小、耗能少而且運動靈活,在許多高新技術產業都有著強大的優勢。它可以完成很多工作任務較難的工作,為當代的技術工業化發展帶來的巨大優勢。
機電一體化除了以上幾方面的發展方向,仍向著模塊化、人性化的方向發展,使機電一體化技術以符合人的意志進行工作,這些發展內容為機電一體化的科技化發展提供了新的發展方向和發展目標。相信未來的機電一體化事業將會是先進科學技術發展下的優秀結晶成果。
結語
機電一體化在當代制造行業中的應用研究和發展加快了工業的先進化和科技化技術水平。機電一體化作為當代相關制造行業的重要核心技術,技術上的改革和各個組成部分的技術支持是實現更大發展的基礎,隨著機械技術、計算機技術和自動化技術的進一步發展,擁有更完整、更科學的系統體系已成為機電一體化未來發展的重要目標。在機械技術中我們要合理使用電子信息技術,使整個工業流程的運行和相關企業的產品性狀都有較大的良性改變,讓產品擁有更高的功能特性和附加價值,為社會各個領域帶來更大的經濟效益。
參考文獻
中圖分類號:TH-39 文獻標識碼: A
隨著現代科學技術的不斷發展,極大地推動了不同學科的交叉與滲透,導致了工程領域的技術革命與改造。在機械工程領域,由于微電子技術和計算機技術的迅速發展及其向機械工業的滲透所形成的機電一體化,使機械工業的技術結構、產品機構、功能與構成、生產方式及管理體系發生了巨大變化,使工業生產由“機械電氣化”邁入了“機電一體化”為特征的發展階段?!皺C電一體化”意思是機械技術和電子技術的有機結合。這一名稱已得到包括我國在內的世界各國的承認,我國的工程技術人員習慣上把它譯為機電一體化技術。機電一體化技術是面向應用的跨學科技術,是機械、微電子、信息和控制技術等有機融合、相互滲透的結果。今天機電一體化技術發展飛速,機電一體化產品更日新月異。
一、機電一體化技術基本概念
機電一體化技術是在微型計算機為代表的微電子技術、信息技術迅速發展,向機械工業領域迅猛滲透,機械電子技術深度結合的現代工業的基礎上,綜合應用機械技術、微電子技術、信息技術、自動控制技術、傳感測試技術、電力電子技術、接口技術及軟件編程技術等群體技術,從系統理論出發,根據系統功能目標和優化組織結構目標,以智力、動力、結構、運動和感知組成要素為基礎,對各組成要素及其間的信息處理,接口耦合,運動傳遞,物質運動,能量變換進行研究,使得整個系統有機結合與綜合集成,并在系統程序和微電子電路的有序信息流控制下,形成物質的和能量的有規則運動,在高功能、高質量、高精度、高可靠性、低能耗等諸方面實現多種技術功能復合的最佳功能價值系統工程技術。
二、機電一體化的核心技術
1、機械技術:是機電一體化的基礎,機械技術的著眼點在于如何與機電一體化技術相適應,利用其高、新技術來更新概念,實現結構上、材料上、性能上變更,滿足減小重量、縮小體積、提高精度、提高剛度及改善性能要求。
2、計算機與信息技術:其中信息交換、存取、運算、判斷與決策、人工智能技術、專家系統技術、神經網絡技術均屬于計算機信息處理技術。
3、系統技術:即以整體概念組織應用各種相關技術,從全局角度和系統目標出發,將總體分解成相互關聯的若干功能單元,接口技術是系統技術中一個重要方面,是實現系統各部分有機連接的保證。
4、自動控制技術:其范圍很廣,在控制理論指導下,進行系統設計,設計后的系統仿真,現場調試,控制技術包括如高精度定位控制、速度控制、自適應控制、自診斷校正、補償、再現、檢索等。
5、傳感檢測技術:是系統的感受器官,是實現自動控制、自動調節的關鍵環節。其功能越強,系統的自動化程序就越高。
三、機電一體化的發展進程
1、數控機床問世:自從1952年美國第1臺數控銑床問世至今已50個年頭。我國數控機床制造業在80年代曾有過高速發展階段,尤其是在1999年后,國家向國防工業及關鍵民用工業部門投入大量技改資金,使數控設備制造市場一派繁榮。
2、微電子技術的發展:我國的集成電路產業起步于1965年,經過30多年發展,已初步形成包括設計、制造、包裝業共同發展的產業結構。
3、激光技術、模糊技術、信息技術等新技術的出現:以激光技術為首的光電子技術是未來信息技術發展的關鍵技術,它集中了固體物理、波導光學、材料科學、微細加工和半導體科學技術的科研成就,成為電子技術與光子技術自然結合與擴展、具有強烈應用背景的新興交叉學科,對于國家經濟、科技和國防都具有重要的戰略意義。
四、機電一體化的發展方向
20世紀90年代后期,各主要發達國家開始了機電一體化技術向智能化方向邁進的新階段。一方面,光學、通信技術等進入了機電一體化,微細加工技術也在機電一體化中嶄露頭角,出現了光機電一體化和微機電一體化等新支;另一方面,對機電一體化系統的建模設計、分析和集成方法,機電一體化的學科體系和發展趨勢都進行了深入研究。同時,由于人工智能技術、神經網絡技術及光纖技術等領域取得的巨大進步,為機電一體化技術開辟了發展的廣闊天地,也為產業化發展提供了堅實的基礎。未來機電一體化的主要發展方向有:
1、智能化:是21世紀機電一體化技術發展的一個重要發展方向,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。
2、網絡化:20世紀90年代,計算機技術等的突出成就是網絡技術。機電一體化新產品一旦研制出來,只要其功能獨到,質量可靠,很快就會暢銷全球。因此,機電一體化產品無疑將朝著網絡化方向發展。
3、自動化:所謂自動化技術,是指人類利用各種技術手段和方法來代替人去完成各種測試、分析、判斷和控制工作,以現實預期的目標、功能。一個自動化系統通常由多個環節要素組成,以完成信息的獲取、信息的傳遞、信息的轉換、信息的處理及信息的執行等功能,最后實現自動運行目標。
2機電一體化未來發展方向
所謂的機電一體化,實際上是以信息技術控制機械的操作,這就要求首先必須發展信息技術,因為信息技術負責機械控制的應用,它包括負責控制方法、數據分析、運行反饋、分析決策等,如果沒有先進的信息技術支持,那么機電一體化不能有效率地展開,也不能滿足經濟的發展與社會的需求,在信息技術發展后,機械技術要同步更新和發展,它需要能滿足信息技術的要求,兩者同時提高、有效整合,正是未來發展的方向。第一,機電一體化技術要向智能化方向發展。隨著科技的進步,目前智能化的研究取究正在不斷的發展,人們在信息技術中大量應用到數掘挖掘技術、粗糙集理論等等,這些都是信息技術智能化的基礎,它們能讓信息技術擁有模擬人一樣的思維,同時它具有學習能力、決策能力等。這些先進的信息技術應用到機械設備當中,工作人員可以用程序的方法讓機械設備按照預定的流程進行工作。原來這些工作需要耗費大量的人力資源,而現在只需要很少的人力就能完成,它能大幅度地降低人力的使用,同時,人力資源的精減也使管理得到更高的效率,達到企業結構優化、提高經濟效益的目的。機械設備不僅向著智能化的方向發展,還向著機械人的方向發展。機器人的行動會更加的靈活,同時也會被賦予人類的一些簡單的行為,機器人能提煉出人的思維流程,模擬人類數據分析的方法,它能使智能化向著更進一步的方向發展,比如說機器人擁有自我決策能力以及邏輯判斷能力等,可以看到,未來機械設備將來逐漸擺脫人的控制而讓這些智能機械人操作。第二,機電一體化技術還要兼顧環保的需求。隨著經濟的發展與科學的進步,人們已經意識到周圍的環境正在變化,日趨減少的自然資源和正在惡化的生存環境是人們必須要去面對的問題,現在人們已經越來越意識到除了要保證科學的發展,同時也要兼顧環保的控制,因此機電一體化在設計過程中,也要注意到環保的理念,使機電一體化設備更能滿足人們的需求。要求機電一體化擁有環保的性能,要求設計機電一體化設備時能對資源有效的利用,同時要盡可能做到對廢舊的資源能進行再回收、再利用,要能實現使用最小的資源能得到最大的產出效果,機電一體化技術向著環保的方向發展既是企業節省成本的需要,也是社會的整體需求,機電一體化技術只有滿足環保的需求才能適應未來經濟發展的需求,設備才能持續性發展。第三,網絡化發展是機電一體化的趨勢。網絡技術的發展給人們的生產、生活方式帶來巨大的改變,這種改變也對機電一體化帶來巨大的影響,比如在機電一體化設備的生產上,人們可以通過網絡技術的數據采集與分析,了解到社會對機電一體化設備的需求,生產廠家可以針對此市場需求開發;在機電一體化工藝技術的共享上,由于網絡技術能將信息迅速傳播,一旦機電一體化設備出現新的工藝、新的設計構思,很快就能被相關人員了解,人們可以通過網絡的方式共同探討;在機電一體化設備的使用上,由于網絡技術的迅速發展,未來遠程對機電一體化設備進行操作成為可能;同時,由于網絡技術與信息技術的結合,當機電一體化設備出現異常狀態時,人們可以遠程收到機電一體化設備運行的狀態數據,對設備進行遠程評估與診斷,這些方式將對機電一體化設備的發展產生極大的影響。