時間:2023-08-08 17:10:24
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇機電一體化前景,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
摘要:由于我國逐漸成為世界制造業基地加上傳統企業面臨大規模的技術改造與設備更新,國內急需大量先進制造技術專業人才畢業生主要在各行政、企業、事業單位從事機械、電氣工程、常用電器的維修、安裝與調試以及技術管理等工作。
一、機電一體化
機電一體化,是應用電子信息(傳感器,計算機,控制)技術,是機械結構更柔性化技術化的學科。日本企業界在1970年左右最早提出“機電一體化技術”這一概念,即結合應用機械技術和電子技術于一體。是機械(machanism)和電子技術(electronics)的合成詞。機電一體化系統的組成要素有:計算機,機械裝置,傳感器,執行裝置和動力源。按照控制形式可以分為:閉環系統,半閉環系統,開環控制。把人體作為一個機械系統的話,那么人的骨骼,四肢相當于機械裝置,人的神經系統相當于傳感器,血液內臟相當于動力源,肌肉相當于執行裝置,人的大腦相當于計算機。
1.機電一體化的含義:
“機電一體化”在國外被稱為Mechatronics,是日本人在20世紀70年代初提出來的,它是用英文Mechanics的前半部分和Electron-ics的后半部分結合在一起構成的一個新詞,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。機電一體化技術又稱為機械電子技術,是機械技術、電子技術和信息技術有機結合的產物。隨著計算機技術的迅猛發展和廣泛應用,機電一體化技術獲得前所未有的發展。
2.機電一體化技術
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。
3.機電一體化技術發展
3.1 數字化
微控制器及其發展奠定了機電產品數字化的基礎,如不斷發展的數控機床和機器人;而計算機網絡的迅速崛起,為數字化設計與制造鋪平了道路,如虛擬設計、計算機集成制造等。數字化要求機電一體化產品的軟件具有高可靠性、易操作性、可維護性、自診斷能力以及友好人機界面。數字化的實現將便于遠程操作、診斷和修復。
3.2 智能化
即要求機電產品有一定的智能,使它具有類似人的邏輯思考、判斷推理、自主決策等能力。例如在CNC數控機床上增加人機對話功能,設置智能I/O接口和智能工藝數據庫,會給使用、操作和維護帶來極大的方便。
3.3交流傳動技術
傳動技術在鋼鐵工業中起作至關重要的作用。隨著電力電子技術和微電子技術的發展,交流調速技術的發展非常迅速。
4.機電一體化技術五大組成要素與四大原則:
(1)五大組成要素:一個機電一體化系統中一般由結構組成要素、動力組成要素、運動組成要素、感知組成要素、智能組成要素五大組成要素有機結合而成。機械本體(結構組成要素)是系統的所有功能要素的機械支持結構,一般包括有機身、框架、支撐、聯接等。
動力驅動部分(動力組成要素)依據系統控制要求,為系統提供能量和動力以使系統正常運行。測試傳感部分(感知組成要素)對系統的運行所需要的本身和外部環境的各種參數和狀態進行檢測,并變成可識別的信號,傳輸給信息處理單元,經過分析、處理后產生相應的控制信息。控制及信息處理部分(職能組成要素)將來之測試傳感部分的信息及外部直接輸入的指令進行集中、存儲、分析、加工處理后,按照信息處理結果和規定的程序與節奏發出相應的指令,控制整個系統有目的的運行。執行機構(運動組成要素)根據控制及信息處理部分發出的指令,完成規定的動作和功能。
(2)機電一體化四大原則:
構成機電一體化系統的五大組成要素其內部及相互之間都必須遵循結構耦合、運動傳遞、信息控制與能量轉換四大原則。接口耦合:兩個需要進行信息交換和傳遞的環節之間,由于信息模式不同(數字量與模擬量,串行碼與并行碼,連續脈沖與序列脈沖等)無法直接傳遞和交換,必須通過接口耦合來實現。而兩個信號強弱相差懸殊的環節之間,也必須通過接口耦合后,才能匹配。變換放大后的信號要在兩個環節之間可靠、快速、準確的交換、傳遞,必須遵循一致的時序、信號格式和邏輯規范才行,因此接口耦合時就必須具有保證信息的邏輯控制功能,使信息按規定的模式進行交換與傳遞。能量轉換:兩個需要進行傳輸和交換的環節之間,由于模式不同而無法直接進行能量的轉換和交流,必須進行能量的轉換,能量的轉換包括執行器,驅動器和他們的不同類型能量的最優轉換方法及原理。信息控制:在系統中,所謂智能組成要素的系統控制單元,在軟、硬件的保證下,完成信息的采集、傳輸、儲存、分析、運算、判斷、決策,以達到信息控制的目的。對于智能化程度高的信息控制系統還包含了知識獲得、推理機制以及自學習功能等知識驅動功能。運動傳遞:運動傳遞使構成機電一體化系統各組成要素之間,不同類型運動的變換與傳輸以及以運動控制為目的的優化。
二、機電一體化專業就業前景
市場調研發現機電一體化專業是一個寬口徑專業,適應范圍很廣,學生在校期間除學習各種機械、電工電子、計算機技術、控制技術、檢測傳感等理論知識外,還將參加各種技能培訓和國家職業資格證書考試,充分體現重視技能培養的特點。學生畢業后主要面向珠江三角洲各企業、公司,從事加工制造業,家電生產和售后服務,數控加工機床設備使用維護,物業自動化管理系統,機電產品設計、生產、改造、技術支持,以及機電設備的安裝、調試、維護、銷售、經營管理等等。機電一體化專業就業前景主要就業崗位:機電一體化設備的安裝、調試、維修、銷售及管理;普通機床的數控化改裝等。機電一體化專業就業前景次要就業崗位:機電一體化產品的設計、生產、改造、技術服務等。就業方向及相應業務規格:車間技術員、工藝員方向:①具有車間生產管理、組織協調能力。②具有加工工藝規程編制和工藝裝備設計的能力。③具有較強的讀圖、CAD繪圖、運用計算機辦公系統和文字處理能力。④具有機電一體化設備的調試和操作的初步能力。學生須獲得計算機一級考試合格證書、高校英語應用能力A級證書,建議獲得Auto-CAD證書、維修電工高級證書、數控高級證書。現代制造技術運用方向:①掌握現代制造軟件、機械CAD/CAM等知識。②具有較強的數控機床編程、操作、調試、維護等能力。③具有較強的機制工藝規程編制和工藝裝備設計能力。④具有初步的數控設備改造能力。學生須獲得計算機一級考試合格證書、高校英語應用能力A級證書,建議獲得Auto-CAD證書、維修電工高級證書、數控高級證書、Pro-E程序員證書。現代設備管理與維修方向:①具有工業企業現代設備管理與運行維護的能力。②具有常規設備的選型、安裝、調試與改造的能力。③具有機床電器控制和計算機控制運用的能力。④掌握機械CAD/CAM的基本知識。(作者單位:黃岡職業技術學院機電系)
參考文獻:
關鍵詞:機電一體化 發展過程 前景展望
現代科學技術的發展,使得單純的單一學科應用已遠遠無法滿足人類社會的生產生活需要。各學科相互滲透,相互促進,為新的技術改革,知識創新提供契機。機電一體化技術就是在這樣的背景下發展而成的。
一、機電一體化技術簡介
機電一體化又稱機械電子學,英語稱為Mechatronics,它是由英文機械學Mechanics的前半部分與電子學Electronics的后半部分組合而成的。最早提出這一概念的是1971年日本雜志《機械設計》一書的副刊。時至今日,機電一體化這一概念已經廣泛的被接受和應用。
機電一體化技術并不是單純的機械學與電氣或電子學的結合,而是在上述兩種技術的基礎上融合了信息技術,傳感器技術,自動控制技術,計算機技術,接口技術,信號變換技術以及軟件工程技術等多種科學技術,并不斷發展,廣泛應用的一門新興科學技術。
二、機電一體化技術的發展狀況
(一)、世界范圍內的發展
20世紀60年代以前為初級階段。這一時期,人們在生產生活中并沒有刻意的將機械學與電子學技術結合起來,而是不知不覺的利用電子技術的成果來完善機械產品的性能,這便出現了最早期的機電一體化技術。期間發生的第二次世界大戰,促使了機械技術與其他技術的融合。戰后,這些技術由軍用逐漸應用至民用范圍,但并沒有提出機電一體化這一概念,沒有將多技術的結合推廣。
20世紀70到80年代是這一技術蓬勃發展的時期。由于計算機技術的出現和迅速發展,大規模的集成電路和微型計算機開始出現,這位機電一體化技術的發展奠定了堅實的基礎。正是在這一階段,Mechatronics一詞被提出并逐漸被認可,機電產品大量涌現,世界各國逐漸對這項技術給予大力支持。
20世紀90年代開始,機電一體化技術進入新的階段。這一時期,通信技術、光學技術以及微細加工技術與機電一體化技術逐漸結合,出現了微機電一體化和光機電一體化的分支。同時,機電一體化技術本身的研究日益成熟,對機電一體化技術的建模研究、分析和集成方法以及機電一體化的整個科學體系的研究,使機電一體化技術的基礎更加完整,理論體系更加完善。
(二)我國機電一體化技術的發展
[1]我國是從20世紀80年代初才開始這方面技術的研究。國務院成立了由杰出科學家帶領的機電一體化領導小組,并將這項技術列入“863”計劃中。在制定“九五”規劃和2010年發展綱要時充分考慮了國際上關于機電一體化技術的發展動向和由此可能帶來的諸多影響。許多大專院校、研究機構及一些大中型企業對這一技術的發展及應用做了大量的工作,雖然都取得了一定成果,但與日本、歐美等先進國家相比仍有相當大的差距。
三、機電一體化技術的發展趨勢
在半個世紀左右的發展中,人類生產生活對機電一體化技術不斷提出更高的要求,推動機電一體化技術產品的智能化、模塊化、網絡化、系統化、綠色化和微型化程度快速發展。其中智能化和自動化更是機電一體化技術的重中之重。
智能化是目前形勢下大部分技術所共有的發展方向,也是機電一體化技術與傳統機械技術的重要區別之一。隨著智能控制技術的進一步發展和人工智能技術在生產設計活動中被越來越重視,機電一體化技術的智能化發展迅速。在更高速的微處理器出現以及運籌學、仿生學等技術的輔助下,機電一體化產品更好的擁有人類的部分智能。
機電一體化技術的發展必須標準化、系列化。由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多,研制和開發具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、環境接口的機電一體化產品單元是一項十分復雜但又是非常重要的事。必須制定出一系列標準,將各個單元、接口統一化,以便擴大規模生產。但由于這項技術剛剛興起,做到標準化系列化還很難。
網絡技術迅速發展,為機電一體化技術帶來了新的影響。網絡的普及使得基于網絡的各種機電產品遠程控制得到很大發展。而總線技術和局域網技術的發展,帶動了家用機電產品系統化,集成化的發展。
[2]系統化的表現特征之一就是系統體系結構進一步采用開放式和模式化的總線結構。系統可以靈活組態,進行任意剪裁和組合,同時尋求實現多子系統協調控制和綜合管理。另一個表現是通信功能的增強。機電產品的發展趨勢是更加注重人格化,機電一體化的人格化有兩層定義,首先,就是模仿生物生理機能,設計各種機電產品。另外,機電一體化產品歸根到底是人在使用,賦予機電產品人的智能、情感、個性愈發重要,其總重目的便是人機一體。
在生態環境問題愈發重要的今天,機電一體化技術的綠色化成為一個新的重要課題。綠色機電產品是指產品在設計、試驗、生產以及回收銷毀等方面對生態環境無害或危害極少,資源利用率高。設計、使用綠色機電產品,是機電一體化技術發展的必然趨勢。
機電一體化技術的微型化指的是機電產品向微型機械及微觀領域發展。這一概念興起于20世紀80年代末,國外稱其為微電子技術。微電子產品體積小、耗能低、靈活性高,可廣泛應用于生物、醫療、軍事等方面。而機電一體化技術微型化的一個挑戰就是必須采用超精加工技術進行生產制造,如果在這一方面有了較大的發展,那么機電一體化技術的微型化將有質的飛躍。
綜上所述,機電一體化技術是社會勞動力發展的產物,也是現代科學技術發展的重要組成部分。機電一體化技術融合多學科種類,使傳統的機械預設方法和預設概念發生著革命性的變化。伴隨著現代科學技術的不斷創新,機電一體化技術的發展前景也將愈發光明。大力發展這一先進技術,不僅是人類文明發展的要求,也是創新理念,振興工業的必經之路。
參考文獻:
一、機電一體化技術在企業的發展及應用
電子技術問世后,電子技術與機械技術的結合就開始了,出現了半導體集成電路,尤其是出現了以微處理器為代表的大規模集成電路以后,"機電一體化"技術之后有了明顯進展,引起了人們的廣泛注意。60年代末作商業注冊時最先創用的。當時及70年代,人們一直把機電一體化看作是機械與電子的結合。80年代,信息技術嶄露頭角。微處理機的性能提高,為更高級的機電一體化產品所采用,典型的機電一體化產品如數控機床、工業機器人和汽車的電子控制系統等。90年代,通信技術進入了機電一體化,機器可像機器人系統那樣遙控和虛擬現實多媒體等技術緊密聯系的計算機控制的網絡化機電一體化日益普及。有些機電一體化機械可兩用,有的在性能上更是多用途的,尤其是微傳感器和執行器技術的發展,和半導體技術以光刻為基礎的方法以及和傳統機電一體化微型化方法的結合,開創了以精密工程和系統集成為特點的機電一體化新分支“微機電一體化”。雖然微加工方法尚未成熟,但將逐漸成為集成控制系統的一個組成部分。之后,機電一體化隨著自動化技術的發展而日益發展,穩步進入了21世紀。
二、機電一體化技術的發展前景
縱觀國內外機電一體化的發展現狀和高新技術的發展動向,機電一體化將朝著以下幾個方向發展。
2.1智能化。智能化是機電一體化與傳統機械自動化的主要區別之一,也是21世紀機電一體化的發展方向。近幾年,處理器速度的提高和微機的高性能化、傳感器系統的集成化與智能化為嵌入智能控制算法創造了條件,有力地推動著機電一體化產品向智能化方向發展。
2.2系統化。系統化的表現特征之一就是系統體系結構進一步采用開放式和模式化的總線結構。系統可以靈活組態,進行任意的剪裁和組合,同時尋求實現多子系統協調控制和綜合管理。未來的機電一體化更加注重產品與人的關系,如何賦予機電一體化產品以人的智能、情感、人性顯得越來越重要。機電一體化產品還可根據一些生物體優良的構造研究某種新型機體,使其向著生物系統化方向發展。
2.3微型化。微型機電一體化系統高度融合了微機械技術、微電子技術和軟件技術,是機電一體化的一個新的發展方向。國外稱微電子機械系統的幾何尺寸一般不超過1cm3,并正向微米、納米級方向發展。由于微機電一體化系統具有體積小、耗能小、運動靈活等特點,可進入一般機械無法進入的空間并易于進行精細操作,故在生物醫學、航空航天、信息技術、工農業乃至國防等領域,都有廣闊的應用前景。
2.4綠色化。綠色化是時代的趨勢,其目標是使產品從設計、制造、包裝、運輸、使用到報廢處理的整個生命周期中,對生態環境無危害或危害極小,資源利用率極高。機電一體化產品的綠色化主要是指使用時不污染生態環境,報廢時能回收利用。綠色制造業是現代制造業的可持續發展模式。
三、我國“機電一體化”面臨的形勢及任務與其相應對策
我國用機電一體化產品取代技術含量和附加值低,耗能、耗水、耗材高,污染、擾民產品的責任重,有意義。從市場需求的角度看,由于我國研制、開發機電一體化產品的歷史不長,差距較大,許多產品的品種、數量、檔次、質量都不能滿足需求,每年進口量都比較大,因此亟需發展。機電一體化技術既是振興傳統機電工業的新鮮血液和源動力,又是開啟我國機電行業產品結構、產業結構調整大門的鑰匙。
我國“機電一體化”較熱,而按目前的行業劃分方法和管理體制,“政出多門”是難哆的。因此,我國有必要明確一個“機電一體化”行業的統管機構,根據目前國家政治體制改革和經濟體制改革的精神,以及機電一體化行業特點,我們建議,盡快加強北京機電一體化協會的建設,賦予其行業管理職能。
優化發展環境指通過宣傳群眾,造成一種社會上下、企業內外都重視、支持“機電一體化”發展的氛圍,如盡快為外商到我國投資發展“機電一體化”產業提供方便;盡可能為興辦開發、生產機電一體化產品的高新技術企業開綠燈;盡力為開發、生產機電一體化產品調配好資源要素等。
機電一體化產業復蓋面非常廣,而我們的財力、人力和物力是有限的,因此我們在抓機電一體化產業發展時不能面面俱到、平鋪直敘,而應分清主次,大膽取舍,有所為,有所不為。
結語
關鍵詞 機電一體化;機械電子工程專業
中圖分類號:G717 文獻標識碼:A 文章編號:1671―7597(2013)031-163-02
在電子技術和機械化程度日益提高的現代,人為控制機器已經難以滿足日常生產生活效率的需要,電腦對機械的控制成為了主流。并且在電腦控制機械生產的基礎上,機械的整個生產過程也由電腦控制,這就是機電一體化。給予機械一體化的進程,對機械一體化的人才需求也就越來越大,于是機械電子工程專業應運而生。本文將詳細論述什么是機電一體化、什么是機械電子工程專業以及這兩者之間的關系。
1 機電一體化的基本結構與發展
機電一體化是機器與電子的有機結合,他有著不同的要素構成,和結構組成。電子與機械的有機結合即克服了傳統機械的操作程序復雜也節省了人力物力,是一個傳統機械的替代品,有著非常好的發展前景。本部分將介紹機電一體化的基本結構與機電一體化的發展空間。
1.1 機電一體化的基本結構
機電一體化大體上是由傳統機械的機器本體構成及其工作的主要系統,他起著連接、傳送這些基本功能;機電一體化工作運行的推動元素是他的動力部分,動力部分為機械的工作提供活動力支持與保障是機械一體化的重要有機組成部分。
機械一體化的傳感部分起到分析并傳送信息的作用,他將機械與電子結合產生的數據加以分析,最終確定工作的方式與進程;驅動部分是在電子系統的指導下完成機械的工作內容;執行部分是由電腦下達命令,機械機型完成的有機部分;機電一體化最重要的組成部分就是控制以及處理信息的部分,這部分決定著機械的工作進度以及以何種方式工作。這就是機電一體化的各個組成部分,和各個部分在工作中的作用。
1.2 機電一體化的發展趨勢
目前機電一體化的進程不斷加快,其發展趨勢如下。1)機電一體化在向智能化的方向發展,智能化就是在原本電腦控制的基礎上更具備合理性和效率性,機電一體化的智能化發展就像最初的硬件手機與現在的智能手機的區別一樣。總體說來就是智能化更人性化,更能解決操作中的突發狀況或者說是提前就設定了應對解決突發狀況的解決措施。2)機電一體化更加環保,機電一體化進程使原本的柴油發電帶動發電機的情況得到改善,現在的機電一體化是電腦操控,解決了其中一些污染環境的問題,響應環保的口號,機電一體化也朝著更環保的方向發展。3)機械一體化朝著微機模式發展,顧名思義就是機械的規模與形式越來越小,這就要求機械的精密程度。這樣的發展趨勢有利于解決原始機械龐大的占地面積問題,可以使同一片場地發揮更大的效果。機械以替換的發展趨勢是更加進步與人性化,它是朝著一個操作簡單、綠色無害、精密程度高的趨勢更好的發展。
這就是機電一體化,它是機械與電子的有機結合,有著密不可分的有機組成部分,有著良好的發展趨勢。在這兩者的定義下,筆者希望日后機電的結合能夠更加密切,其各個組成部分能日漸精密完善使得整個機電一化得到優化;機電一體化能夠在屬于它的發展趨勢下日益發展完善,更好的滿足機電一體化進程的需要。
2 機械電子工程專業
在科技發展與時代進步的大背景下,機電一體化的進程日益加快,重要程度日益提升,人才需要也越來越大,接下來筆者將介紹機電一體化的人才來源――機械電子工程專業。
上文中我們論述了什么是機電一體化與機電一體化的發展趨勢,根據上文我們不難發現機電一體化已經在生產生活中日益重要,為了供應機電一體化所需要的人才,機械電子工程專業應運而生,上個世紀九十年代后期,一些高校開始設置了機械電子專業。機械電子工程專業的出現是為了響應現階段和日后的電子控制機械的主流趨勢,為了使自動化方面有更多可用人才。在機械電子工程專業設置上要注意很多的問題:第一要考慮新課程的課程設置方面,要在傳統的機械上有所發展又要估計學生的負擔,不能是學生在學習的過程中感到吃力或者是電子與機械兼顧的拖沓。第二就是機械電子專業是機械和電子的有機結合,電子與機械的側重點問題,在教授的過程中要二者兼顧,因為傳統機械是整個機械一體化的基礎而電子的計入是一個良性發展,很多新生代的同學更加重視電子方面,這是不科學的做法。總之機械電子工程專業是一個時代要求的必要專業,要安排好課程,明確側重點,最終達到滿足機電一體化進程下人才的需要。
3 機電一體化與機械電子專業
介紹過機電一體化與機械電子專業以后,接下來明確機電一體化與機械電子專業之間的關系。
根據上文我們不難發現,機電一體化與機械電子專業有著非常密切的關系,可以說機械電子專業是機電一體化的前身,以為機械電子專業所培養的正是機電一體化專業的對口人才,也就是說機械電子專業為機電一體化提供了人才來源。機械電子專業所學習的內容就是機電一體化的具體內容。其中包括理論知識與具體操作,也就是什么是機電一體化、幾點一體化需要我們做些什么、在操作中會遇見什么問題并且該怎樣解決等。機械電子專業是為機電一體化培養人才的搖籃,在機械電子專業中學習的同學畢業后的前景就是在機電一體化應用的地方工作。而機電一體化在日常操作中所遇見的難以解決的問題和需注重問題就是機械電子專業研究的課題和研究方向。總之機電一體化與機械電子專業二者之間密不可分,互補互助,機電一體化的發展要求了機械電子專業的學科內容、機械電子專業為機電一體化提供了人才來源。
4 結束語
在工業化和科技化日益發展的現在,工業與科技二者的有機結合也就是機電一體化已經成為科技進步和時展的必然。這時,機電一體化對人才的需求也就越來越多,從而導致機械電子專業的出現發展和人們。筆者在介紹什么是機電一體化、其組成部分和發展趨勢后介紹了機械一體化專業,意在使得機械一體化專業在培養人才時能夠根據學科特點和發展趨勢合理培養。同時筆者也期望機電一體化發展前景更廣闊的,機械電子工程專業能夠為機電一體化培養出更多人才使其為機電一體化更好的服務。
參考文獻
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關鍵詞:機電一體化;應用;發展
中圖分類號:O421文獻標識碼: A
引言
隨著現代科學技術的發展,信息技術和計算機系技術與機械工業相結合,使得機械工業的產品工程、生產方式都發生了重大的變化,機電工業發展成為一種必然的趨勢,機電工業是一個國家國民經濟的重要基礎。
一、機電一體化技術的優勢
1、提高了使用的性能
機電一體化產品大多數是使用數字顯示和程序控制這種先進的技術,在進行控制的時候都是利用產品控制平面上的按鈕進行控制,而且做到了按鈕與操作手柄的數量最小化,使得操作更加方便和簡單,系統的自動化程度顯著地提高。機電一體化產品在生產過程中,都是利用內部的電子控制系統的預制程度進行自動指揮,采用重復的動作來實現所有需要完成的生產步驟。尤其是在這個階段,技術一流的機電一體化產品,都是通過控制對象參數變化的外部環境來實現最好地工作程序,以達到最佳地自動運行。
2、調試和養護更方便
這種控制方案的優點是,它使產品在不改變任何配件部分或者不改變產品某些部分的情況下,只需要通過直接輸入到機電一體化產品操作系統上的程序,對程序進行相應的變動或者進行基于基礎上的更新過程就可以完成產品的調試改進。此外,對于一些具有存儲功能的機電一體化產品,企業可以通過對預先安裝在系統中不同的程序的執行,可以有效避免重復安裝的情況出現,機電一體化的系統也可以隨時根據產品需要,對目標進行變動,這時程序會自動更換操作,使得工作效率得到明顯的提高。機電一體化系統還具有自動化監控、巡檢功能,可以使產品在生產過程中一旦出現設備故障,該設備可以及時作出反應,并采取適當的糾正措施,以確保機電一體化設備的正常運行。
3、安全性能得到改進
機電一體化產品具有自動報警、自動監控、自動保護、自動診斷等功能,這相比于傳統的機械設備在安全性能上取得了巨大的進步,使得設備的安全性能得到有力的保障。目前的機電一體化產品在工作的過程中,一旦出現故障,就可以自動采取有效的防護措施,消除安全風險,在一定程度上,對設備以及設備的操作人員的安全起到了保護作用。
4、生產質量得到提高
機電一體化產品通常都具有自動控制功能和自動信息處理功能,正因為具有這樣的特點,在對生產產品的檢測精度、生產的靈敏度、生產的范圍等多個方面都取得了顯著地提高,通過自動生產控制系統,機電一體化產品可以避免從操作者的主觀想法上對產品造成影響,在生產的過程中完全按照預定的程序,執行所需的操作,有效的確保了機械的使用性能,確保了設備的生產能力得以實現,提高了產品質量。
5、適用的范圍更廣
相比傳統的機械和電氣產品,機電一體化產品不再局限于單一功能,也不再受到單一的技術限制,這類產品具有復雜的技術和先進的功能,大大提高了產品的自動化程度和產品的功能水平,使得這類產品的生產、使用范圍越來越大。
二、機電一體化技術的主要應用領域
機電一體化技術的應用領域比較廣泛,主要應用于以下幾個領域:計算機集成制造系統、數控機床以及柔性制造系統。
1、計算機集成制造系統
計算機集成制造系統(computerintegratedmanufac-turingsystem,CIMS),是在信息技術自動化技術以及制造的基礎之上,通過計算機技術將分散在產品設計制造過程中的孤立子系統進行有機的集成,形成一種使用多品種、小批量生產的智能化制造系統。它主要是打破了原有部門之間的界限,從而制造一種基于控制物流與信息流,最終實現產品開發、生產準備、經營策略以及生產經營的有機結合,充分發揮各個生產要素的作用。
2、柔性制造系統
柔性制造系統(flexiblemanufacturingsystem,FMS),是計算機化的制造系統,由數控機床、機器人、自動化倉庫以及料盤等組成,可以隨機、按量、及時的按照各個配件部門的要求,適合多種中小批量的生產。
3、數控機床
數控機床(Computernumericalcontrolmachinetools,CNC),是一種裝有程序控制系統的自動化機床,在結構、功能以及操作上都能夠得到有效的提高。主要是因為此種機床是以單板、單片機做為控制機,加上專用芯片以及模板進行組成結構緊湊的數控裝置,其擁有總線式、模塊化以及緊湊型的結構,能夠提供面向車間的編程技術以及實現二、三維加工過程的動態仿真,并且引入模糊控制以及在線診斷等機制。
三、機電一體化的未來發展趨勢
機電一體化的發展集合了機械、電子、計算機等學科的交叉融合,機電一體化的發展也必將依賴于技術的發展而進步,機電一體化的發展將朝著以下的方向發展。
1、智能化
智能化是機電一體化與傳統機械的最重要的區別,這也是未來幾十年重要的發展方向。工業機器人就是重要的例子,隨著計算機處理技術性能的提高和控制算法的發展,必將推動機電一體化產品向更智能的方向發展。機電一體化產品將具有智能,具有一點簡單的判斷能力和決策能力,可以取代一些人類的體力勞動和一部分運算處理,并給工程的決策控制提供重要的支撐依據。
2、微型化
隨著信息技術的發展,微電子系統的幾何尺寸越來越小,由于微機電一體化系統具有體積小、耗能小、運動靈活等特點,可以很方便的進行一些一般機構難以進行的操作,比如一些微型的手術、航天工業中,機電工程的微型化發展在這些高精尖的領域具有廣泛的應用前景。
3、模塊化
模塊化也是機電一體化產品的一個發展趨勢,是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多,研制和開發具有標準機電一體化產品單元是一項復雜而重要的事,它需要制訂一系列標準。機電一體化產品生產企業可利用標準單元迅速開發新產品,同時也可以不斷擴大生產規模。
4、網絡化
網絡技術的飛速發展對機電一體化有重大影響,使其朝著網絡化方向發展。機電一體化產品的種類很多,面向網絡的方式也不同。由于網絡的普及,基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾,而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品。
5、靈活性化
機電一體化產品在未來的發展過程中,必須保證控制系統設計和系統的實施有足夠的冗余操作空間,也就是要有“靈活性”,這樣可以更好地應對突發事件,也更便于對系統設計進行資源的科學合理分配。在這樣一個靈活的系統中,每個子系統都可以進行獨立工作,都有自身的約束性,但是同時也在為整個系統服務,可以根據環境的變化產生不同的反應,子系統可以同時生成自己的信息的附加信息。這種技術的優點在一方面增加了系統的適應性,在另一方面子系統故障不會影響到整個系統的操作。
6、綠色化
隨著經濟的發展,工業的發展使得環境污染越來越嚴重,人民對于生態文明的要求越來越高。于是綠色產品應運而生,綠色化是時代的趨勢,其目標是通過減少原材料的應用,在制造環境減少污染,在報廢環節進行環境的治理,實現整個生命周期中,對生態環境無危害或危害極小。綠色制造業是現代制造業的可持續發展模式。
結束語
機電一體化技術或者產品的出現,并不是孤立存在的,它是由電子技術、計算機技術、微電子技術等共同產生的,是社會生產力發展到一定階段的必然趨勢。將來,隨著科學技術的進步以及社會生產力的提高,機電一體化水平將向更高層次發展。
參考文獻
[1]宋立.機電一體化技術的應用與發展前景[J].科技信息,2012,(16).
關鍵詞 機電一體化;核心技術;應用領域;發展趨勢
中圖分類號TH-39 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708(2012)81-0159-02
1概述
機電一體化是把傳統機械的多種功能與電子技術緊密聯系,它是一門新興的綜合性科學。其實它在技術上并沒有什么新發現或新發明,而是把機械技術、微電子技術、信息技術、傳感器技術等多門學科有機的聯結在一起,形成了一門有著自身體系的學科。機電一體化是以這些學科為基礎,最后形成了一門綜合性的技術,而不是各門技術簡單的拼湊,這就是機電一體化同機械自動化的最大區別。隨著電子技術的迅速發展,從而帶動了機電一體化的發展,機電一體化將在未來的發展中起著至關重要的作用。
2 核心技術
機電一體化的核心技術主要在于硬件和軟件。
2.1機械技術
機電一體化是以機械技術為基礎,機械技術側重點是怎樣與機電一體化相適應,機電一體化是取其精華去其糟粕,利用各科學發展的高、新技術來更新自身概念。機械本體應該從改善自身性能、減輕質量和提高工作精度等幾個重要方面方面考慮,以此減少工作時能量消耗,提高工作效率。為了提高機械系統的傳動精度和工作穩定性,機電一體化要具有高精度、快速響應性、良好的穩定性。
2.2信息處理技術
由于微電子學的迅速發展、信息處理技術的普及極大的促進了機電一體化的發展。信息處理技術包括信息交換、信息存取、信息運算和最終決策等,實現信息處理的工具是現在已經普及的計算機,所以計算機技術的發展與信息處理技術緊密相聯。要更好的發展機電一體化,必須提高信息處理設備的可靠性從而提高信息處理的速度同時解決信息處理的抗干擾問題。
2.3檢測技術
檢測與傳感技術指與傳感器及其信號檢測裝置相關的技術。由檢測技術自身的功能,傳感器的主要功能應提高工作可靠性、工作的靈敏度和精確度等,并且要經受各種嚴酷環境的考驗,因此必須提高其抗干擾能力。由此可見,發展檢測、傳感器技術是機電一體化發展的必然趨勢。
2.4自動控制技術
在無人直接參與下,自動控制技術能通過控制裝置讓被控對象或過程的被控量能按照人們事先預定的規律變化的技術。自動控制技術應用非常廣泛,主要由自動控制理論、機械控制系統的設計、仿生學中的系統仿真、工作時現場的調試、可靠運行等從理論到實踐的整個過程。制動控制技術的難點在于自動控制理論的工程化與實用化,這是因為被控對象與理論的控制量存在較大的差距,從而需要反復調試和修改,才能達到最佳效果。現在微型機的應用非常廣泛,自動控制系統已經成為機電一體化中十分重要的一部分。
2.5驅動技術
驅動技術的主要研究對象是執行元件及驅動裝置。驅動技術是執行操作的技術,對機電一體化產品的動態特性、穩態精度、控制質量等都有決定性的作用。電機作為驅動機構已被廣泛應用但其快速響應和效率等方面還有一部分問題,驅動技術極大地促進了機電一體化技術的發展。
2.6軟件技術
機電一體化的發展過程中僅僅發展硬件是不夠的,必須在發展硬件的同時發展軟件,但是軟件的更新速度太快,這樣就導致研制成本提高了,為了降低成本,應該推行軟件標準化等措施。
3機電一體化的應用領域
3.1數控機床
經過多年的發展數控機床已經得到了廣泛的應用,數控機床又稱數字控制機床,它是一種裝有程序控制系統,通過數字化信息對機床的運動及加工過程進行控制的機床。該控制系統能夠邏輯地處理具有控制編碼或其他符號指令規定的程序,并將其譯碼,用代碼化的數字表示,通過信息載體輸入數控裝置。經運算處理由數控裝置發出各種控制信號,控制機床的動作,按圖紙要求的形狀和尺寸,自動地將零件加工出來。數控機床主要由動力源、操作機構、傳感器、電子控制單元、執行器等組成。數控機床具有很高的柔性,能實現編程自動化,具有更高的可靠性以及強大的通信功能,還可以實現多種控制的功能。數控機床的發展給機械領域的提高起到了促進作用。
3.2機器人
機器人是眾所周知的一種高新技術產品,是典型的機電一體化產品。其最早是人們幻想出來可以聽從人們的命令,任勞任怨的從事各種勞動。經過幾十年的發展,機器人技術已經形成了綜合性的科學。機器人主要由:機器手、操作機構、傳感器、移動機構、控制裝置、驅動器等部分組成,通過各部分之間相互協調,相互配合,機器人已經能靈活的代替人類很多活動,在焊接、裝配、軍事、空間、水下、農業、建筑、服務、娛樂等領域都有應用。機器人應經成為人類良好的助手和親密的伙伴。
3.3現代溫室設施
現代溫室設施是實現作物優質、高效生產的重要設施,也是機電一體化設備應用較密集的地方。主要由:溫室框架結構、覆蓋材料、通風系統、灌溉施肥系統、二氧化碳施肥系統、室內噴霧/屋頂噴淋降溫系統、遮陽/保溫系統、加熱系統、防蟲系統、計算機控制系統及一些必要的生產工具等。可以通過這些設施和計算機系統有效的提供一個適宜的環境條件,為作為優產提供保障。
4 機電一體化的發展趨勢
與其他科學一樣,機電一體化技術也經歷一個漫長的過程。現在機電一體化已經滲透到各個學科、領域。成為一門新興的科學,為了適應各領域的需求機電一體化的主要發展趨勢體現在智能化、模塊化、網絡化、微型化、綠色化、人性化。機電一體化對機械工業也影響很大包括提高性能、擴展功能、簡化結構、提高可靠性、節約能源、操作簡單,可以說機電一體化的發展前景在未來的幾十年里一片光芒。
5結論
綜上所述,機電一體化并不是獨立的,而是各個學科相互滲透,相互融合的產物,也是科技發展的必然產物。隨著科學技術的發展,各種技術相互融合的趨勢將越來越明顯,機電一體化技術的廣闊發展前景也將越來越光明。
參考文獻
[1]朱思洪.機電一體化技術.北京:中國農業出版社,2004.
[2]三浦宏文.機電一體化實用手冊.北京:科學出版社,2007.
關鍵詞:機電一體化 液壓挖掘機 十年之后 控制系統
中圖分類號:TH-39 文獻標識碼:A 文章編號:
引言:
“機電一體化”這一詞最早出現在日本,意指將機械技術與電子技術結合在一起。現在許多的高等院校更是將之作為一門專業技術在講授。而且畢業后的就業范圍很廣,所以被很多的高中畢業生或家長所關注。液壓挖掘機是建筑行業必不可少的應用,能很好的為人所用,很好的代替人做一些繁重的勞動,同時也保證施工的質量與加快了施工的速度。能夠保障建筑的順利完成。
所以將兩者結合起來發展是整個經濟發展的必然趨勢。兩者結合起來運用前景是很有發展空間的,但是也不是很簡單的相加互補而已,需要將液壓挖掘機這一傳統的機械液壓和電子技術有機的融合和互相滲透。這樣才能讓機電一體化更好對液壓挖掘機的控制操作。這對于兩者甚至兩種行業的十年之后的發展都是很好的運用和結合。
2 當前機電一體化在液壓挖掘機中的應用
當前在液壓挖掘機的基礎上又注入了電子信息的技術,對液壓挖掘機的控制能力進一步的提高,同時也為液壓挖掘機提供了新的發展前景和新的技術途徑。但是,兩者的結合運用只是初步化的結合運用,還不能完全將兩者結合運用使用的程度達到最大化,目前還是在探索階段,需要時間的積累將兩者結合的更加的完整和完美。
2.1 機電一體化在液壓挖掘機的具體應用
機電一體化在液壓挖掘機上的運用大致分為四步:
第一步:電子技術監控。主要是將液壓挖掘機的工作情況,工作狀態以及工作系數參數都一一進行檢測。運用的原理是將電子技術和傳感技術共同對液壓挖掘機的具體實施。是機電一體化在液壓挖掘機具體運用的基礎。
第二步:電控節能技術。電控節能是將機電一體化在液壓挖掘機上的進一步加強應用。主要是對電子技術監控提供的液壓挖掘機的工作參數進行分析和運算,再進行控制。實現了在監控的狀態下提高了工作的效率也達到了節能的效果。
第三步:軌跡控制技術。軌跡控制是將液壓挖掘機調到規定的軌跡上運行操作,是對液壓挖掘機的深層次的控制技術。更加高效率的提升了工作的準確度和效率。
第四步:智能化機器人。智能化機器人是機電一體化在液壓挖掘機上運用的最終目的。使之更加靈活和人性化的運用。能夠在具體的實施過程中實現體力和腦力的自動化結合,能夠在人類無法到達的危險地工作。達到智能化機器人的時代,能夠大大降低工程實施過程中造成的人員危險系數。
2.2 機電一體化在液壓挖掘機的進程中的分歧
由于機電一體化的技術性能與液壓挖掘機的成本之比這一指標的不斷提升,推進了液壓挖掘機的電子技術的發展。但是以此同時問題也就產生了:雖然這一技術不斷發展,但是未能將這一技術普及到底層的操作人員,這導致如果機器出現運行故障無法進行修復的工作,會使整個工程停滯不能繼續實施。為了防止出現上述情況,機電一體化在液壓挖掘機上的運用過程中出現了分歧:一、是以CAT和小松為代表的動力配置是由微機和液壓實行聯合控制。對于控制系數是有微機和液壓共同完成,保證了實施過程中出現故障的幾率和出現故障時能夠及時修復和進行保養。二、是以日立公司為代表的近些年的產品。它將數據的采集和液壓系統中的單動和復合聯動全程使用電腦進行操作和控制。與CAT相比,它的自動化更加完整工作效率更加提升。但是,自身的缺點也是難以修復的,一旦遇到故障會不知道具體是那一部分出現的問題,難以診斷。這需要對使用者的維護技術有很高的要求。兩種方式分別代表了不同的技術的兩個風格,各有弊端和優勢。其目的都是能夠充分利用技術和功率,降低能源和耗費。提高生產力度和工作的穩定性和舒適性。
3 機電一體化在液壓挖掘機中的發展方向
我國的此項技術還遠遠落后于其他國家,所以我國采用技術引進的措施,來縮小與先進國家的差距。在較高的起點上,能夠在較少的時間內和較少的資金成本內迅速的提升自身的技術。與此同時需要國家加大力度培養關于機電一體化的人才,迅速發展的同時需要更多的人才融入到該行業中,在這個行業中施展自身的技術。這樣可以從根本上提升發展的速度和進步的條件。機電一體化在液壓挖掘機的發展方向就是實現智能化機器人時代。在近些年的研究優勢和發展中已經逐漸的完善,其工作原理和操作系統已經基本定型。在未來十年的發展方向會主要集中于發展全自動化的技術。為機電一體化在液壓挖掘機中開辟了廣闊的前景。
3.1機電一體化在液壓挖掘機中的發展優勢
近些年,液壓挖掘機的發展也圍繞著提高生產效率、降低成本和安全性發展。在向著大型化的同時也向微型化發展,可謂占據了有利的發展市場和行業領域。各行各業和各種領域都涉及到液壓挖掘機的運用,可見運用范圍是很廣闊和普遍的,這是經濟發展的必然趨勢。雖然這個行業剛剛發展不久,有很多的可造空間。但是其發展速度和發展的前景都是非常有優勢的。與傳統的液壓挖掘機相比,機電一體化的應用電子技術更加智能化。以液壓挖掘機為主體,把數據采集、傳感器檢測、數據處理、執行操作結合在一起,自動的調節分配功率,節約燃料,減少故障。更加提升了工作的效率和安全性。十年之后還有可能實現機器人的智能化,還可以獲得巨大的經濟效益和社會效益。機電一體化在液壓挖掘機中的應用已經廣泛的額普及和使用,加快了挖掘技術的提升和進步。
3.2 展望十年之后機電一體化在液壓挖掘機的應用
目前,機電一體化在液壓挖掘機中的使用已經十分成熟和穩定了。首先,機電一體化是一個十分熱門的行業,已經吸引了很多的社會人士的眼球,而且這個行業也吸納了許多高級的人才從事這一行業的工作,為機電一體化在各行各業的領域奠定了基礎。再來說它在液壓挖掘機的應用,現在的液壓挖掘機也正處于蒸蒸日上的過程中,兩大快速發展行業的碰撞只能相輔相成發展的更加穩固。現在兩者的結合已經十分牢固,需要在此之上讓之發展的更加完美和穩定。十年之后的發展前景已經更加廣闊和確定,主要是實現智能機器人時代。全程無人人為操作,只需要對智能機器人進行全方位的控制和指揮,讓他發揮更加人性化的作用。代替人類無法在一些危險場景下工作的功能。只要不斷提高液壓挖掘機的電子信息技術的設備先進和技術的扎實,就可以盡快的步入智能的時代。
總結:
機電一體化在液壓挖掘機中的發展前景十分廣闊,要想讓之發展的更加迅速和健康,需要加大科研的力度,增加技術的投入和培養十分優秀的技術人員。用最有效的方法和最短的時間培養這方面的人才,更好使這方面的人才高效的應用在這一行業當中。充分利用人才的學習能力和創新能力。為這個領域注入一些有技術和有經驗的人才,通過人才的注入可以大大提升邁進智能機器化時代的速度和能力。在適應市場發展的需求中提高施工的設備機器的裝備水平,保證工程的質量和效率。組織生產配套的專業化,提高自身的生產制造能力,使其具有更加強大的競爭力,加快我國早日步入智能機器人時代。
參考文獻:
[1]馮雨萌.基于電液比例技術的液壓挖掘機控制系統研究[D].中南大學,2010.
摘 要:時代的發展和科技的進步給我國計算機技術的發展提供了優越的土壤,同時也為機電一體化的進步奠定了堅實基礎。本文分析了當前計算機在機電一體化發展中的應用特征及作用,探討了計算機在機電一體化發展中的功能優勢,以期對計算機技術及機電一體化的發展有所助益。
關鍵詞:計算機技術;機電一體化;應用發展
隨著現代社會的發展進步,計算機技術已經逐漸覆蓋到各個行業領域,并逐漸成熟,發揮著不可替代的重要作用。可以說,計算機技術改變了社會發展模式,豐富了人們的生活內容,成為這個時代中具有里程碑式的代表。計算機技術的發展正朝著一個更加廣闊的方向發展,尤其是在機電一體化發展中,發揮了不可忽視的作用,不僅有力地推動了機電一體化的快速發展,同時也對機電生產工藝及設備控制檢測等方面做到了積極有效的監控作用,保障了工控機技術的順利開展。隨著計算機技術的不斷創新,工控機技術也隨之向著數字化和專業化的方向發展,工控機系統也逐漸實現了網絡智能化和集成化,可以說,計算機技術給機電一體化的發展提供了更加廣闊的空間,機電一體化發展必將有更加美好的前景。機電一體化技術是現代高新科技的重要組成部分,只有發展好機電一體化技術,才能保障其它高科技健康良好地發展。計算機技術則為機電一體化的發展奠定了扎實的基礎。計算機技術與機電一體化技術二者有著密切的關聯,互為依靠又各具特點,所以,當前計算機的快速發展也滲透到各個行業領域,同時也拓寬了機電一體化的發展之路。
一、機電一體化概述
通過各個傳感器的外部命令及檢測信息,能夠被信息單位和系統控制進行加工、集中、分析和儲存,并對信息處理后的結果統計與分析,同時在相應的節奏和程序的命令下,對整個系統進行操作并保證有目的的運轉。機電一體化是一個十分復雜的系統工程,主要包括計算機、轉換器和數控、外部設備等組成。機電一體化技術在處理信息時要具備速度快、可靠性強、抗干擾等特點,并通過機電一體化系統的處理控制,使其各項功能更加完善。在當前的機電一體化系統中,在軟硬件的支持下,系統控制單元能夠對數據進行更及時準確的收集分析,最終完成決策判斷,實現對信息的有效控制。在當前的一些智能化系統中,對于信息的控制有一部分是來自于對知識的學習和推理過程。計算機技術在對信息的處理過程中一般包括了信息的運算、決策與判斷等環節。計算機技術與信息處理之間的關系非常密切,計算機是信息處理的工具,由于計算機技術涉及的范圍較廣,不僅包括軟件硬件,同時還包括了各種網絡通信與數據處理技術,因此,計算機技術對信息處理發揮著重要的支撐作用。在機電一體發展中,計算機技術對于信息處理能力較強,通過計算機技術能夠實現對整個系統的正常運行,而信息處理對于機電一體化的發展又有著直接的影響作用,積極準確的信息處理能夠有效提升機電一體化系統的工作效率和質量水平,所以,決定機電一體化發展的重要指標是計算機技術的應用及信息處理技術,只有真正實現二者的有效結合,才能真正為機電一體化發展發揮作用。
二、計算機對機電一體化的影響
1、計算機技術對工控機技術的影響
世界上第一臺實驗性數控系統誕生于美國,如今已經經歷了半個世紀的時間。相比世界發達國家的科學技術,我國在計算機技術領域的l展還有一定差距。盡管如此,自從改革開放以來,我國的計算機技術也經歷了突飛猛進的發展,通過不斷的技術研發創新,各種數字控制系統的發展也經歷了一個快速發展的時期,并取得了一定成就。目前,計算機技術領域的研究已經逐漸向著更加標準和開放的方向努力。工控機屬于工業類產品,具有一定的工業特點,而計算機在工業領域的應用已經逐漸顯現出更大的優勢,不僅打破了傳統環境的束縛,而且能夠保持更穩定有效的工作。雖然工控機先后曾經歷了一系列的工業改造,但是其本質仍然屬于工業,因此,其中存在的一些問題仍然無法得到有效解決,例如元器件失效率高、維護難度大等。為了能夠更有效地使用計算機,滿足計算機需要,對于工控機的研究還在不斷深入。
2、計算機技術對機電一體化的影響
在現代社會經濟發展中,計算機技術的應用已經相當普遍。隨著對計算機技術研究的不斷深入,新的計算機軟件也得到了前所未有的發展,這也在一定程度上推動了機電一體化的快速發展。計算機軟件操作系統的研發與使用,不僅給計算機軟件的發展帶來了更大的機遇,同時也為機電一體化的發展應用提供了有力的技術支持。在當前的科技市場中,對一個計算機軟件最有效的體現在于其不僅能夠在各構件中兼容,而且從使用到維護都十分方便,計算機技術與生產技術相融合,更好地發揮其內在功能。而計算機軟件技術想要做到這些,就必須充分發展行業軟件技術。計算機軟件的開發也給計算機廠商創造了更大的發展空間,并能夠最大化地提升他們的經濟效益。由此,越來越多的計算機廠商開始將目光聚焦到計算機軟件技術開發中來。隨著機電一體化的不斷發展,越來越多的計算機廠商將重點放在了相關軟件的研發上來,不僅進一步促進了機電一體化的發展,同時也營造了更為良好的軟件研發環境。目前,一些硬件提供商也參與到數據軟件的研發上來,以期使其硬件配置更好地服務于軟件系統,因此,當前的IP技術在市場上越來越受到關注,并獲得了廣大用戶的青睞,這也給機電一體化軟件的發展開創了更加廣闊的前景。
三、計算機技術和機電一體化的結合
計算機技術的發展也經歷了不同的歷史時期,如今,從新能源技術到生物科技、信息自動化技術再到新材料技術,這些新型技術都在不斷形成和發展。新的技術發展,也給機械工業帶來了巨大變革,使機械工業生產結構和產品結構都發生了前所未有的變化。可以說,高科技為工業發展樹立了新的風向標。在當前科技迅猛發展的背景下,計算機技術的應用已經成為社會發展的必然,將計算機技術應用到機電一體化發展中,不僅能夠有效提升機電產品的競爭力和企業的生產效率,同時也促進了計算機技術的廣泛應用和機械工業的技術革命。計算機技術在機電一體發展的應用,是將多種技術融合在一起,在信息系統的理論基礎上,使計算機軟件等相關技術共同發展起來。機電一體化的發展也不再局限于某一種技術內容,而是更多地融合了信息處理技術、自動控制技術和檢測技術等,使其成為一門多學科交叉的技術類型,應用于更廣泛的經濟領域。
四、結語
計算機技術的發展已經日漸成熟,在多個領域中發揮著不可忽視的重要作用。機電一體化的發展并不是獨立的,計算機在機電一體化發展中充當著重要的角色,隨著科技的進步與完善,計算機技術也會不斷向著更深層次的方向發展,也會顯現出更加多元化的技術特點,為機電一體化發展提供更有力的支持,進一步拓寬機電一體化的發展空間。
參考文獻
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關鍵詞 機電一體化 智能控制 應用
中圖分類號:TH-39 文獻標識碼:A
智能控制技術是近三十幾年來發展起來的一門新興科技,通常通過智能控制系統(智能控制系統主要包括神經網絡、模糊控制、專家控制、遺傳算法等)發揮作用。它的出現改變了人們的傳統的控制思想,作為自動控制領域的一次重大變革,它有著其自身不可忽視的優勢:科技力量強大;綜合多種學科的優勢形成獨特的自身優勢。如今的智能控制技術主要應用于解決那些用傳統的方法難以解決的復雜系統的控制問題,如智能機器人系統、計算機集成制造系統、復雜的工業過程控制系統、航空航天控制系統、社會經濟管理系統、交通運輸系統、通信網絡系統、環保與能源系統等。
1機電一體化發展
機電一體化迄今為止已經經歷了三個發展階段,在各個階段都有其不同的應用側重點:(1)在萌芽時期,最具代表性的莫過于二戰帶來的機遇――在二戰期間,戰爭刺激了機械產品與電子技術的結合,出現了許多性能相當優良的軍事用途的機電產品。這些機電結合的軍事用途的技術在戰后轉為民用,對戰后的經濟的恢復和技術進步起到了積極作用。有這樣的一個基礎后,在以后的發展歷程中,人們自覺不自覺的利用電子技術的初步成果來完善機械產品的性能。(2)處于蓬勃發展階段的人們主動的利用3C技術的巨大成果創造出了新的機電一體化產品,在這個階段最具代表性的是日本。日本在推動機電一體化技術的發展方面起到了主導作用。(3)智能化階段時期,機電一體化技術向智能化新階段邁進,在人工智能技術及網絡技術等領域取得的巨大進步的基礎上,機電一體化技術又向前進行發展進化,開辟出自身發展的廣闊天地――大量的智能化機械產品不斷涌現,人們的生活中隨處可見的智能機就是一個很好的代表;選擇、模糊控制技術已經相當普遍,甚至還出現了混沌控制的產品。在這種程度上我們可以說機電一體化技術將以智能化為內核進入二十一世紀。
2智能控制技術與機電一體化
(1)自從二十一世紀到來之后,科技力量迅猛發展,同時也帶動了智能化控制技術的發展。隨著人們生活水平的不斷提高,對生活質量的要求也在不斷提升。快節奏的要求促使人們把智能控制技術與機電一體化進行結合,服務于人類社會。典型的機電一體化系統由兩大部分組成:控制器與受控對象。其中受控對象包括:機械本體、檢測元件、執行元件。控制器則由認知、信息處理和控制三部分組成。將智能控制技術與機電一體化結合起來,這樣的做法不僅為機電一體化提供了一個廣闊的發展空間,完善其自身的不足之處,還可以有效的促進工業化的生產,滿足人類需求,同時為人類社會工業產業化的發展打下了扎實的基礎,當前狀態下,我們除了將智能控制技術應用到機電一體化當中,還將許多先進的科學理論融入其中,從而形成了許多的新思想、新理論,進而為機電一體化技術的發展奠定了厚實的基礎,同時也提供了良好的發展前景。
(2)智能控制技術是控制理論發展的新階段,主要用來解決那些用傳統方法難以解決的復雜系統的控制問題。機電一體化技術是多種技術結合的產物,它是在信息論、控制論和系統論的基礎上,在計算機、傳感器和軟件的三者的支撐下發展起來的。實際上,機電一體化技術已經不僅僅局限于機械與電子技術的有機結合,而是融合檢測傳感技術、信息處理技術、自動控制技術、精密機械技術、計算機技術、系統總體技術等多種技術交于一體的交叉學科與綜合技術。它與智能控制系統進行相容,更可以發揮出產品的作用,最大限度開發其利用價值。其中,信息處理技術是機電一體化技術中必不可少的部分,以微電子技術和計算機技術為龍頭的信息處理技術是使機電一體化產品具有自動化、數字化、智能化的關鍵所在。機電一體化技術是控制理論的最新發展,是機械理論與計算機、網絡等信息理論的結合,是機械設計理論的發展,在智能控制的技術管理下,不僅能提高工作效率,更可以對信息進行分類,減少工作量,優化整個工作流程。
3結語
通過以上分析,我們可以看出智能控制系統與機電一體化的應用前景是十分光明的。在機電一體化系統中使用智能控制技術與其他技術相比是具有相當大的優勢的――不僅在加工效率上提高到了一個層次,產品的質量也得到了一定的保證。在傳統的方法逐漸不適應與當今時代的時期,運用新興科技是當務之急。為了更好的提高工作效率,減少工作失誤,我們還需要繼續加強對智能控制系統與機電一體化的結合,開發出更高效的產品。
參考文獻
[1] 李航,孫厚芳,袁光明,林青松.智能控制及其在機器人領域的應用[J].河南科技大學學報(自然科學版).2005(01).
關鍵詞:機電一體化;應用;現狀;發展
中圖分類號:TH-39 文獻標識碼:A
引言:現代科學技術的發展極大地推動機械工業領域的技術改造與革命。在機械工業領域,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”的發展階段。迄今為止,世界各國都在大力推廣機電一體化技術。在人們生活的各個領域已得到廣泛的應用,并蓬勃向前發展,不僅深刻地影響著全球的科技、經濟、社會和軍事的發展,而且也深刻影響著機電一體化的發展趨勢。
1.機電一體化概述
1.1機電一體化的定義
所謂機電一體化就是指通過將微電子技術應用在機械的主功能、動力功能、信息功能以及控制功能等其他功能模塊上,并利用相關軟件將電子裝置與機械裝置有機整合在一起所構成的系統的總稱。從字面上的定義可以看出,機電一體化技術并不是機械與電子簡單的疊加,而是在信息論、控制論和系統論的基礎上建立起來的應用技術。因此,機電一體化涵蓋“技術”和“產品”兩個方面的內容。
1.2機電一體化的關鍵技術
機電一體化的關鍵技術主要包括信息處理技術、精密機械技術、自動控制技術、檢測與傳感器技術、伺服驅動技術以及系統總體技術等幾個方面的關鍵技術,以下將分別給予詳細的說明。
1.2.1信息處理技術
所謂的信息處理技術就是指在生產基于機電技術的相關產品的過程中,對與產品生產過程相關的各種參數和狀態以及自動控制有關的信息所進行的處理。
1.2.2精密機械技術
精密機械技術作為實現大多數機電產品的核心和基礎技術,它是實現大多數機電產品的相關功能和構造功能的重要前提和首要的技術支撐。
1.2.3自動控制技術
自動控制技術主要包括精度較高的速度控制、定位控制、自適應控制以及補償和校正等技術。而且隨著自動控制技術的不斷發展以及功能的不斷增強,基于自動控制技術產品的質量在獲得不斷的提高。
1.2.4檢測與傳感器技術
檢測與傳感器技術主要用于實現各種基于機電技術產品運行時的相關參數、工作狀態以及其他相關信息的接受,以及參數和相關信息準確度的檢測,通過檢測以后,將其接受的信息傳送給處理裝置,然后由處理裝置來實現產品運行過程的自動控制。
1.2.5伺服驅動技術
伺服驅動技術主要是基于機電技術產品的驅動裝置設計中的核心技術,它作為驅動設備執行操作的重要支撐技術,在很大程度上決定了基于機電一體化技術的產品質量。
1.2.6系統總體技術
系統總體技術是用系統的觀點和方法,從整體目標出發,將基于機電技術產品的總體功能劃分為若干個各功能模塊,然后結合各個功能模塊的實際情況,找出能夠有效解決各個功能模塊實際需求的可行技術方案,再把相應的技術方案進行匯總,從而設計出合理的功能技術方案。
2.當前機電一體化技術主要的應用領域
2.1數控機床數控機床及相應的數控技術
經過40年的發展,在結構、功能、操作和控制精度上都有迅速提高,具體表現在:總線式、模塊化、緊湊型的結構,即采用多CPU、多主總線的體系結構;開放性設計,即硬件體系結構和功能模塊具有層次性、兼容性、符合接口標準,能最大限度地提高用戶的使用效益;WOP技術和智能化。系統能提供面向車間的編程技術和實現二、三維加工過程的動態仿真,并引入在線診斷、模糊控制等智能機制;大容量存儲器的應用和軟件的模塊化設計,不僅豐富了數控功能,同時也加強了CNC系統的控制功能;能實現多過程、多通道控制;系統的多級網絡功能,加強了系統組合及構成復雜加工系統的能力。
2.2柔性制造系統(FMS)
柔性制造系統是計算機化的制造系統,主要由計算機、數控機床、機器人、料盤、自動搬運小車和自動化倉庫等組成。它可以隨機地、實時地、按量地按照裝配部門的要求,生產其能力范圍內的任何工件,特別適于多品種、中小批量、設計更改頻繁的離散零件的批量生產。
2.3交流傳動技術
傳動技術在鋼鐵工業中起作至關重要的作用。隨著電力電子技術和微電子技術的發展,交流調速技術的發展非常迅速。由于交流傳動的優越性,電氣傳動技術在不久的將來由交流傳動全面取代直流傳動,數字技術的發展,使復雜的矢量控制技術實用化得以實現,交流調速系統的調速性能已達到和超過直流調速水平。現在無論大容量電機或中小容量電機都可以用同步電機或異步電機實現可逆平滑調速。交流傳動系統在軋鋼生產中一出現就受到用戶的歡迎,應用不斷擴大。
3.機電一體化的發展狀況及趨勢
3.1機電一體化的發展狀況
機電一體化的發展大體可以分為三個階段:
(1)20世紀60年代以前為第一階段,這一階段稱為初級階段。在這一時期,人們自覺不自覺地利用電子技術的初步成果來完善機械產品的性能。特別是在第二次世界大戰期間,戰爭刺激了機械產品與電子技術的結合,這些機電結合的軍用技術,戰后轉為民用,對戰后經濟的恢復起到了積極的作用。那時,研制和開發從總體上看還處于自發狀態。由于當時電子技術的發展尚未達到一定水平,機械技術與電子技術的結合還不可能廣泛和深入發展,已經開發的產品也無法大量推廣。
(2)20世紀70—80年代為第二階段,可稱為蓬勃發展階段。這一時期,計算機技術、控制技術、通信技術的發展,為機電一體化的發展奠定了技術基礎。大規模、超大規模集成電路和微型計算機的出現,為機電一體化的發展提供了充分的物質基礎。這個時期的特點是:mechatronics一詞首先在日本被普遍接受,末期在世界范圍內得到比較廣泛的承認;機電一體化技術和產品得到了極大發展;各國均開始對機電一體化技術和產品給予很大的關注和支持。
(3)20世紀90年代后期,開始了機電一體化技術向智能化方向邁進的新階段,機電一體化進入深入發展時期。一方面,光學、通信技術等進入機電一體化,微細加工技術也在機電一體化中嶄露頭腳,出現了光機電一體化和微機電一體化等新分支;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,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。這些研究,使機電一體化進一步建立了堅實的基礎,并且逐漸形成完整的學科體系。
3.2未來機電一體化技術的發展趨勢
在未來,利用高新技術對機電一體化進行改造與提升,機電一體化涉及的學科領域很廣,是一門獨立的綜合性、交叉性學科,我國應更加注重對機電一體化產品的自主開發與技術創新,利用高新技術對機電一體化產品進行創新設計,推進產品設計的智能化,自動化和快速化,才能趕上或超過世界發達國家機電一體化水平,提高產品的市場競爭能力。
此外,新一代的機電一體化系統的開發,設計和研制各種性能優良、穩定高效的機器人和機電一體化設備,實現各種作業的柔性化和自動化,使機械設備具有更高的柔性。其具體表現在:
(1)計算機集成制造系統。在CIMS發展過程中,要注重人機一體化。在CIMS系統,中處于核心地位的過程控制級計算機,應配備必要的硬件和一定的軟件功能。在軟件方面,要做到計算輔助設計(CAD)和計算輔助制造(CAM)與硬件的有機結合,在發展過程中,要重視基本技術,不盲目追求高度自動化,數字化,逐步實現機電一體化的柔性、自動化、全局化。
(2)智能制造技術。智能制造系統(IMT)是由智能機器和人類專家組成的人機一體化系統,是在人類專家的指導下,做到人機的有機結合,而不是取代人,智能制造系統具有很強的自律能力。人機一體化能力,高水平的人機一體化(即虛擬制造技術),在軟件的支持下,有一定自組織能力,自我優化能力,自我修正能力,歐美各國都花費了很多人力物力在這方面的研究。
(3)綠色化也是機電一體化未來的一個研究熱點,綠色化是指產品在其設計、制造、使用和銷毀的生命過程中,符合特定的環境保護和人類健康的要求,對生態環境無害或危害極少,而且是低能耗、低材耗、協調而可再生的產品。
4.結語
機電一體化是很多學科相互發展和相互促進的結果,隨著科學技術的不斷發展和進步,機電一體化相關技術所融合的技術將越來越廣泛,而以機械和微電子技術的有機結合為主體的機電一體化技術將成為機電一體化的必然發展趨勢,機電一體化的發展前景非常廣闊。
參考文獻:
關鍵詞 煤礦生產;機電一體化系統;應用;發展趨勢
中圖分類號TD94 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708(2012)69-0095-02
現代社會科學技術的地位日趨重要,其所展示、發揮的力量也越來越強大,機電一體化就是當中非常重要的一項科學技術,其將機械和電子技術融合在一起,是一項把機械與自動控制以及計算機和信息處理等綜合運用的復合技術。機電一體化把微電子技術融入到了傳統的機械工程當中,使得能流、物流以及信息流三種在當今社會地位很高的元素融為了一體。在煤炭的生產過程當中,數以萬計噸位的煤炭經過深處的挖掘由地底輸送到地上,所以在這過程當中就需要用到很多的機械設備以及電子設備才足以完成該工作中的采集、挖掘、輸送等一系列的工序,這個過程要想達到高效率的產出高品質產品,最佳選擇便是采用機電一體化技術。
1在煤礦生產過程中如何利用機電一體化技術
1.1采用數字化提升機
在目前的煤炭生產中已基本全部采用數字化交直流提升機,這已經很大程度上的利用了機電一體化技術,在構造上將驅動和滾筒合二為一的內裝式提升機把機器的結構很大程度上的簡化了。從另一方面來說數字化提升機的采用也增加了其可靠性并且使其硬件配置簡單化以及具有更好的兼容性。利用機電一體化技術,采用數字化提升機,總線式使得安裝電器簡單易操作,方便的把機械與自動控制以及微機和電子等實現復合化。
1.2采用電牽引采煤機
采用電牽引采煤機是機電一體化技術在煤礦運用中的一個典型應用。跟傳統的液壓牽引采煤機對比之下,可以得出電牽引采煤機有相當的優勢。電牽引相比液壓牽引可以提供更強的牽引力表現了優越的牽引性能;電牽引推進采煤機,可以抗拒采煤機移動所產生的阻力;在采煤機下滑的時候電牽引可以適時的發電制動且與此同時能夠產生電力回饋;在牽引電動機的軸端安裝的制動裝置使得電牽引采煤機不需要增加其他防滑裝置而應用于大傾角煤層中,因為制動裝了的設計力矩足夠大,能夠在停機時有效的制止機器的滑動;電牽引跟傳統的液壓牽引相比除了電機的電刷有些許磨損外其他是幾乎沒有太多磨損的,因而增長了其使用壽命,增加了運行的穩定性,所以比較之下工作性能更為穩固可靠,很少出現故障,不需要過多的維修;電牽引采煤機可以通過電控系統更快的改變參數,反應迅捷靈敏,從根本上杜絕了采煤機的過度負荷問題;電牽引采煤機是把電能轉換為機械能,這種轉換單向可實施且能效利用率高達99%,且構造簡單,傳動設備體積小、重量輕,效率大大提高。目前我國與發達國家相比,在輸送機技術上還有所欠缺,還有很多問題沒有解決,因而制約力輸送機的工作能效并且限制了輸送機的單機長度。輸送機的在線監視技術也繼續提高,目前的穩定性、可靠性、靈敏性等都還不足以達到先進水平。這些問題的存在使得輸送帶中驅動點不宜過多,一般來說只有三個,這也是輸送機輸送技術發展上一個很需要解決的制約問題。
2如何更好地將機電一體化技術應用于煤礦生產中
在煤礦生產領域中,雖然我國在機電一體化技術的應用上已經取得了比較大的進步,能夠把機電一體化技術深入的滲透到每個環節的生產過程中,但是同國際領先水平相比還是有很大距離的。在如今的信息時代,必須時刻關注機電一體化技術的發展,了解其特點及動向,如此才能使我國的機電一體化技術跟上國際領先水平的步伐,達到機電一體化產品符合相關規范與標準、形成系列化的目的。機電一體化的核心裝置就是計算機,因為計算機有非常強大的運算和存貯能力,而且它的功耗和體積都很小,更加適合于被作為在狹小空間工作的煤礦機電一體化產品。為了保證機電一體化產品工作性能的可靠性,要選擇嵌入式計算機來對其進行設計;為保證與控制網絡的通信控制流暢便捷,需要選擇更可靠并且開放的通信模塊來保證新產品的通信性能;智能水平的更高要求也是煤礦機電一體化產品的需要,能夠準確判斷設備及周圍環境的狀態使產品能自動做出調整以適應環境并調適至最佳工作狀態,這是需要高智能化水平才能達到的,與此同時還需要快速及時的分析參數,診斷故障并根據結果預測可能會在之后出現的故障;要密切的關注煤礦機電一體化高新技術的發展,及早將高新技術應用于實際生產之中,以期早日實現自動化生產。
3煤礦生產中應用機電一體化技術的前景
目前我國的煤礦機電一體化產品已經比較廣泛的應用到了生產之中,這些產品大多操作簡便而且易于維護,具有體積小、安全性能高等等鮮明的優點,這不僅減輕了工作人員的勞動強度還很大地提高了生產效率,給我國帶來了社會以及經濟兩方面的巨大收益。雖然我國煤礦機電一體化產品已具有信息化以及程序化和智能化等特點,但是相距國際領先水平的距離推動著我們繼續深入研究,長遠看來,煤礦機電一體化的發展前景有:1)強大的通信功能是自動化生產高效準確運行的保障;2)自主開發新技術,研究煤礦開采中機電一體化核心技術并研發配套的設備;3)應用專家系統和微處理器以及計算機并在此基礎上建立運行工況的檢測;4)把煤礦機器人應用于實際生產當中可以有效提高效率、減少損失。
4結論
在這個各種先進的科學技術飛速發展的年代,煤礦生產中機電一體化的一個重要特色就是信息流,煤礦產品的生產過程突破了傳統工藝,在性能和功能上發展迅速,數字化、自動化、智能化等方面都可以看出在煤礦生產自動化的發展歷程中機電一體化是根本,在每一道工序中均得到了或大或小的應用,這些技術和產品的推廣為我國煤礦業得以實現高效、安全的生產做出了不可磨滅的貢獻。在未來,伴隨著新技術的研發和應用,煤礦機電一體化比必然將得到更好的應用和發展。
參考文獻
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【關鍵詞】機電一體化;技術現狀;智能化趨勢
所謂的機電一體化技術,指的是結合應用機械技術和電子技術于一體,并且隨著計算機技術的發展和應用,機電一體化技術同時獲得前所未有的發展。 目前已經成為一門綜合性多學科交叉的系統技術,為傳統機械技術帶來根本性變革,并且向著智能化、環保化、網絡化和微型化等更為先進的方向發展,向光電一體化技術方向邁進,應用范圍十分廣泛,已經顯著改善了人們的日常生活及生產方式,影響較為深遠。
一、機電一體化技術應用現狀
機電一體化技術,是運用系統綜合利用微電子、計算機網絡、自動化處理、傳感測控、信息變換、自動控制等方面的群體技術,通過把機械設備以及電子技術相結合,使得機械設備的信息處理方面、動力方面以及控制方面的功能進入智能化和自動化狀態的工程技術。雖然機電一體化在我國的研究和應用起步較晚,但我國自起步開始就不斷加大投入,以期彌補與他國的差距,目前已經在一些方面取得較大成就,諸如工業機器人制造、數控方面以及計算機系統集成制造等方面。
(一)工業機器人制造
目前,我國已將工業方面機器人的操作技術進行了優化,機器人的軟件及編程等設計技術和控制技術等關鍵技術得以解決,機器人的規模和應用范圍逐漸擴大化,相應的配套設備得以開發。
(二)數控技術
在數控技術方面,我國多年來一直借鑒外國先進經驗,同時堅持自主研發,目前產業形式已經成形。關鍵技術都已具有自我研發能力,生產能力已經形成,極大促進工業眾領域的發展,已為我國綜合實力的增強發揮巨大作用
(三)計算機現代集成制造
當前,我國已經從CIMS轉變為“現代集成制造和現代集成制造系統”。這一系統已經對原來CIM/CIMS的內涵進行了從廣度和深度上的擴展,是將人、管理和技術進行綜合集成后的結果。國內對該系統的應用已經較為廣泛,具有良好的經濟效益。
在計算機技術與集成電路等不斷發展的基礎上,機電一體化已經隨之向更高方面發展。機電一體化產品的應用已經十分廣泛,除日常生活之外,也應用到生產和其他各個方面。還有一些人聚焦到電子智能方面的深入研究上,使其向更加智能化這一目標邁進。可以想見,科技不斷進步的今天,機電一體化技術必將達到更為先進的層次,取得的成果也會更多。
二、機電一體化技術的智能化趨勢
現代社會對科技的要求已逐漸向著智能化、模塊化、網絡化、微型化、環保化等發展,這些方向都是未來的主流發展方向,機電一體化技術要作為機械工程領域的未來,勢必將無法避免與這些方向接軌。而作為引領未來科技主要求的智能化,是機電一體化的發展必須追隨的方向。
(一)微處理器的發展與人工智能
自上世紀九十年代后期,人工智能這一模塊已經引起人們的廣泛重視,各國紛紛將重點轉移至如何實現更高層次的人工智能化上來。所謂智能化描述的是機器的行為,它是將來自各學科的新思想和新知識充分整合,以控制理論作為基礎,使得機器具有能夠自主決策、簡單邏輯思維和判斷推理等能力。盡管機器不能夠具有和人等同的邏輯思維和判斷能力,但是在一些具有較高性能,運轉速度更快的微處理器的發展基礎上,令機器智能化實現略微低級的地步是可以實現的。
(二)計算機科技崛起與人工智能
現今社會計算機科技迅速崛起,并且日漸普及,數字化產品設計和生產具有良好的基礎,虛擬設計和超級計算機等技術已經十分先進。數字化結合到機電一體化當中時就需要其操作軟件達到更高條件,如:操作性強、可靠性高、具自我診斷維護能力等等。實現人工智能化之后,機電產品可具備一定智能,也就能夠實現遠程操作,自我診斷和自我修復這些功能也都是可以實現的。在這一方面,數控機床有異于傳統機床就在于實現機電一體化,例如智能I/O接口的設置、添加的人機之間對話功能以及智能更新的數據庫,其操作和使用等十分便利。
(三)人工智能理論的加入與人工智能
人工智能的進步和發展繼續進行過程中,以模糊控制理論、小波理論和神經網絡理論、灰色理論以及混沌與分岔等為代表的人工智能理論也已經糅合進機電一體化的進程中。光纖技術以及通訊技術的加入,微細加工的拓展,豐富了人工智能理論的內容,為機電一體化的人工智能增加了籌碼,開拓了更為廣闊的領域。
(四)人工智能化與綠色化
科技發展日新月異,帶給人的不是只有便利,產生的巨大變化當中也包含著對環境等的影響。機電一體化的受益對象是人,人的智能和情感等人性化體驗相對來說也極為重要,因此也要關注到人機關系,在色彩以及造型方面進行改進使人感覺到協調一致,滿足人的各類需求,達到更加舒適自然的目的。享受物質的同時,不可避免會對環境造成一些破壞性的效果,如:環境惡化,資源浪費。因此可持續發展策略應運而生。綠色產品的觀念要深入人心,機電一體化在達到智能化的過程當中,必須兼顧綠色化。
三、結語
機電一體化不可能單獨發展,它是多門科學技術多種學科交叉發展的整合和結晶。它是社會生產力達到一定水平之后必然出現的一種技術體系,目前已對人們的生產和生活的水平等的提高起到了極為重要的作用。有許多與其相關的科學技術也都得到了更多的發展,由此可見技術融合已經成為一種趨勢,隨著越來越多的研究深入,一定會出現更多的融合技術,使得技術領域更為便利和有效。在走向更高智能化的道路上,機電一體化的前景必然十分廣闊,帶來更高層次的社會進步。
作者簡介:張福,男,黑龍江省慶安縣,本科職稱實驗師職務教師,研究方向工業電氣自動化。