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简论机电一体化技术状况与进展走势

收藏本文 2024-03-07 点赞:6348 浏览:21565 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:机电一体化是多学科多领域技术的融合,它是机械技术与微电子技术、信息技术互相渗透的产物,是机电工业发展的必然趋势。本文简述了机电一体化技术的概述、主要应用领域,并指出其发展趋势。
关键词:机电一体化;技术;发展趋势;
1.引言
现代科学技术的飞速发展促进了不同学科间的相互渗透与共同发展,机械一体化技术作为一门新兴的边缘学科,自诞生以来就发展迅速。机械工业的发展在微电子技术与计算机技术发展的影响下,传统的机械领域已经发生了翻天覆地的变化,使

摘自:毕业论文模板www.udooo.com

机械工程真正进入了“机电一体化”时代。
2.机电一体化的概述
机电一体化不是单纯的机械技术与计算机技术的简单相加,机电一体化技术是将机械技术、电工电子技术、微电子技术、信息技术、传感器技术、接口技术、信号变换技术等多种技术进行有机地结合,并综合应用到实际中去的综合技术。是现代化的自动生产设备几乎可以说都是机电一体化的设备。研究将电子器件的信息处理和控制功能附加或融合在机械装置中的一种复合化技术,俗称机电一体化。机械电子学 (mechatronics)是由机械学(mechanics)和电子学 (electronics)两个词结合而成的新词,其全称为机械电子工程学,英语为mechanical and electronical engineering。机械电子学主要研究目的是把机械技术与微电子技术和信息技术有机地结合为一体,实现整个系统的最优化。机械电子学可以充分发挥机械技术、微电子技术和信息技术的各自的长处和特点,促进机械产品的更新换代。机械电子学系统主要由机械主体、传感器、信息处理和执行机构等部分组成。较高级的系统不但有硬件,而且还有相应的软件,利用软件技术可以实现硬件难以实现的功能,使机械系统增加柔性。典型的机械电子系统有数控机床、加工中心、工业机器人等。机械电子学技术除用于单个机器、设备或一般的生产系统的技术改造之外,还用于柔性制造系统、计算机集成制造系统、工厂自动化、办公自动化、家庭自动化等方面。随着电子技术的迅速发展,从而带动了机电一体化的发展,机电一体化将在未来的发展中起着至关重要的作用。
3.机电一体化的应用领域
机电一体化普遍应用于机械制造业的各个领域,在我国,国产数控机床的自主生产能力已经有了重大突破;在精度方面,我国已经可以生产出精工精度相当高的数控加工机床,并在工业机器人的软件设计和编程等关键领域取得了技术上的巨大进步,如今,完全国产的工业机器人在行业占有率中超过三成;计算机集成制造方面的技术和理论经过多年的发展,在我国已经有了长足的发展,并且在多地建立了CIMS单元技术实验室,计算机集成制造技术在各个领域的应用正在开展,并得到了极大的重视和投入。另外,我国的机电一体化技术在光电一体化技术和微细加工技术方面也取得了骄人的成绩。下面从两个具体的应用来介绍目前机电一体化在行业中的应用。

3.1 数控机床

经过多年的发展数控机床已经得到了广泛的应用,数控机床又称数字控制机床,它是一种装有程序控制系统,通过数字化信息对机床的运动及加工过程进行控制的机床。该控制系统能够逻辑地处理基友控制编码或其他符号指令规定的程序,并将其译码,用代码化的数字表示,通过信息载体输入数控庄主,经运算处理单元由数控装置发出各种控制信号,如控制机床的动作,按图纸要求的形状和尺寸,自动地将零件加工出来。数控机床主要由动力源、操作机构、传感器、电子控制单元、执行器等组成。数控机床具有很高的柔性,能数显编程自动化、具有更高的可靠性以及强大的通信功能,还可以实现多种控制的功能。数控机床的发展给机械一体化的提高起到了促进作用。

3.2 机器人

机器人是众所周知的一种高新技术产品,是典型的机电一体化产品。其最早是人们幻想出来可以听从人们的命令,任劳任怨的从事各种劳动。经过几十年的发展,机器人技术已经形成了综合性的科学。机器人主要由:机器手、操作机构、传感器、移动机构、控制装置、驱动器等部分组成,通过各部分之间相互协调,相互配合,机器人已经能灵活的代类很多活动,在焊接、装配、军事、空间、水下、农业、建筑、怎么写作、娱乐等领域都有应用。机器人应经成为人类良好的助手和亲密的伙伴。

4 . 机电一体化的发展趋势

机电一体化是机械、微电子、控制、计算机、信息处理等多学科的交叉融合,其发展和进步有赖于相关技术的进步与发展,其主要发展方向有数字化、智能化、模块化、网络化、人性化、微型化、集成化、带源化和绿色化。
(1)数字化 微控制器及其发展奠定了机电产品数字化的基础,如不断发展的数控机床和机器人;而计算机网络的迅速崛起,为数字化设计与制造铺平了道路,如虚拟设计、计算机集成制造等。数字化要求机电一体化产品的软件具有高可靠性、易操作性、可维护性、自诊断能力以及友好人机界面。数字化的实现将便于远程操作、诊断和修复。
(2)智能化 即要求机电产品有一定的智能,使它具有类似人的逻辑思考、判断推理、自主决策等能力。例如在CNC数控机床上增加人机对话功能,设置智能I/O接口和智能工艺数据库,会给使用、操作和维护带来极大的方便。随着模糊控制、神经网络、灰色理论、小波理论、混沌与分岔等人工智能技术的进步与发展,为机电一体化技术发展开辟了广阔天地。
(3)网络化 随着网络的普及,基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾。而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品,现场总线和局域网技术使家用电器网络化成为可能,利用家庭网络把各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家用电器系统,使人们在家里可充分享受各种高技术带来的好处,因此,机电一体化产品无疑应朝网络化方向发展。
(4)人性化 机电一体化产品的最终使用对象是人,如何给机电一体化产品赋予人的智能、情感和人性显得愈来愈重要,机电一体化产品除了完善的性能外,还要求在色彩、造型等方面与环境相协调,使用这些产品,对人来说还是一种艺术享受,如家用机器人的最高境界就是人机一体化。
(5)绿色化 绿色机电一体化产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中,符合特定的环境保护和人类健康的要求,对生态环境无害或危害极少,资源利用率极高,使用时也不污染生态环境,报废后又能回收利用。
(6)系统化 系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态,进行任意剪裁和组合,同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现之二是通信功能的大大加强。
(7)模块化 由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多,研制和开发具有标准机械接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元模块是一项复杂而有前途的工作。如研制具有集减速、变频调速电机一体的动力驱动单元;具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的电机一体控制单元等。这样,在产品开发设计时,可以利用这些标准模块化单元迅速开发出新的产品。

5 .总结

机电一体化的出现是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。与机电一体化相关的技术还有很多,随着科学技术的发展,各种技术相互融合的趋势将越来越明显,机电一体化技术的广阔发展前景也将越来越光明。它是一项时代前进的典型的产物,是我们的经济以及社会前进到一定时期得到的物质,它的发展离不开经济,同时它又反过来作用于经济的进步以及我们生产力的高度解放。科学家预言,微机电一体化是今后十年十大关键技术之一,相信在不久的将来,我们国家一定可以在这些方面实现快速的发展,更好的怎么写作于我们的经济活动。
参考文献
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[4]王静.浅析机电一体化技术的现状和发展趋势 同煤科技 2006.12

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