机电一体化技术的发展趋势与思考

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  摘要:机电一体化是微电子技术与机电的有机结合,是现代科学技术飞速发展进步的必然结果。20世纪80年代中期以来,微型计算机在生产过程的控制和机械产品中得到了广泛的运用,使机电得以有机地结合,逐渐发展成为机电一体化技术。机电一体化技术在现代科学技术中的应用,大大降低了对原材料消耗,给机械行业生产加工带来了显著的效益。本文通过对机电一体化的发展,机电一体化的内容,以及在未来的发展趋势进行论述,仅供参考。
  关键词:机电;一体化;发展趋势
  引言
  从20世纪60年代以来,机电一体化技术逐步发展起来,机电一体化技术最初的雏形是通过电子技术在机械行业中的应用来满足对产品的更高需求。自1978年改革开放以来,随着科学技术不断进步和经济的飞速发展,其中微电子技术发展更为迅猛。在机械制造业的控制系统当中,机械技术与微电子技术相结合所形成的机电一体化技术得到广泛的运用。机电一体化技术包含信息技术、机械技术、微电子技术和计算机技术。机电一体化使得这四项技术科学合理的有机的结合在一起,在增加企业竞争力的同时为企业创造了巨大的财富。
  1机电一体化的内容
  1.1机电一体化是多个技术的总称
  机电一体化是一个系统的总称,这个系统主要涵盖电子控制系统、机械使用系统和计算机编程系统。将微电子技术与机械技术通过相应的系统数据有机的结合到一起,通过这一整体,可以使系统的功能或者产品达到最佳的使用状态。机电一体化不仅指的微电子和机械技术,它是多个技术的总称。
  1.2机电一体化技术是智能系统
  机电一体化系统是一个通过传感器、执行装置、动力装置、机械设备等的有机的结合,而形成的一个综合的智能型的系统。在接受分析处理数据后,通过计算机的输入数据,将命令传送给中央控制系统,控制系统最终对所要生产的产品进行制造与加工,上述过程通过执行装置利用机械装置来实现的。机电一体化系统主要是机械技术微电子技术相结合,由机械技术负责执行,微电子技术负责控制。优点就是能保证产品的质量和性能的最优。
  1.3机电一体化技术是机械工程与微电子工程有机结合
  机电一体化工程是将机械工程与微电子工程进行有机的结合,发挥两者的优势实现最大效益。机电一体化工程不仅包括对产品的性能质量的设计还包含零部件的生产制造。在技术人员数据指令的输入下,将设计与制造相结合,经过机电一体化工程进行处理和分析后,就可以生产出符合要求的产品。
  2、我国机电一体化的发展
  2.1机电一体化产品的优点
  机电一体化产品具有薄、巧、轻、多功能化、结构简单、标准化和智能化等优点。机电一体化产品拥有自己记忆功能,通过独特的记忆功能,在生产过程中,简单的数据输入指令的方法就能实现复杂的程序,节省了工作时间。通过标准化的方式运算处理数据后制造产品,保证生产的产品的较高的产品性能和合格率。另外机电一体化产品还具有自我的监督功能,在自我检测诊断后,如果发现故障隐患,会进行自动报警,保证了机电一体化产品在运行中的可靠性和安全性。
  2.2机电一体化产品的类别
  机电一体化产品有着自身的特点,它是是微电子技术机械与有机结合的产物,最大的特点是它具有极强的完整性,例如工业机器人,打印机,数控加工中心,绘图机等。这类产品所涵盖的其他的系统功能是属于机电一体化的高级形式,并不是简单的仅仅通过电子技术与机械结合就可以做到的,利用机械功能和微电子管将产品进行升级可以完善质量并提高原有产品的性能。
  2.3我国机电一体化应用概况
  机电一体化的发展是一个坎坷的过程,并不是一帆风顺的。国外的发达国家在第二次工业革命后他们的机电一体化逐渐发展起来,我国由于当时的计算机技术发展水平十分有限,机械技术发展仍不成熟,1990 年经济危机过后世界经济进入飞速发展时期,机械制造业进人了高速发展的新时期,这时的计算机微电子技术也进入迅速发展黄金时期,当出现了通信技术控制技术为机电一体化的发展创造了基础和条件。后期又出现了微型计算机,微型电脑芯片,集成电路这些实物的出现为机电一体化提供了物质基础。
  伴随着各项技术的深入发展并逐步走向成熟后,机电一体化的进程得以加快,形成了执行、处理、控制为一体的智能化控制,机电一体化系统的人机协调为产品的生产保量保質保性能。对于我国机电一体化的发展速度较快但是发展起步较晚的现状,国家每年都必须制定机电一体化发展的新年度计划。国内企业依靠吸收和引进国外的先进技术,通过对自主知识产权的研究,使得我国的机电一体化程度不断深化,但是与发达国家仍具有很大差距,要不断调整,不断加强。
  3一体化的发展趋势
  3.1机电一体化向智能化方向发展
  在我国电子信息智能化程度随着科技发展越来越高,因此机电一体化技术必然發展趋势即向智能化发展。人工智能技术在机电系统中的采用开始日益扩大,机电一体化技术的智能化程度日益得到提高。而智能化的成功的应用,可以使科研人员对智能化的应用逐步增多,这更加能够显示出智能化在机电一体化技术中的优越性。利用智能化的独立的决策、逻辑思维、模拟功能,可以实现对机电设备的高速度高性能的处理能力,可以利用微处理器使机电一体化产品实现低级的智慧决定,并逐步完善,在今后的生产中是很有必要的。
  3.2机电一体化产品向网络化方向发展
  20世纪90年代以来,在计算机技术方面的突出成就是网络技术的发展和应用。网络技术的兴起和飞速发展给军事、政治、工业生产、科学技术、教育等方面都带来了巨大的影响,引起了巨大的变革。各种网络技术和应用将全球生产、经济连成一片,使得企业间的竞争也将面临全球化,这既是压力又是一种挑战。机电一体化只要研制出具有质量可靠、功能独到的新产品一旦研制出来,很快就可以全球性畅销。由于网络的普及,各种网络监视和远程控制技术此起彼伏。因此,机电一体化产品无疑应该朝着网络化方向发展。
  3.3机电一体化向微型化方向发展
  微型化泛指机电一体化产品的几何尺寸不超过1 cm,机电一体化正朝着纳米、微米级别方向发展。当前,在半导体器件制造过程中利用蚀刻技术,在实验室中已实现亚微米级的机械元件的制造,当这一成果用于在实际产品中得以应用时,就没有必要区分控制器部分和机械部分了。到时候电子和机械完全可以实现有机融合,执行机构、机体、CPU传感器等可以集成在一起,并组成一种体积很小的自律元件。这种微型机械学是机电一体化的重要发展方向。
  总结
  综上所述,机电一体化是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,是当代先进的微电子技术与微机械技术或纳米机械技术的高度融合,是微米纳米水平的机电一体化。微机械技术(或纳米机械技术)是机电一体化技术的发展瓶颈,是软件和电子技术已满足要求,但机械元件仍存在很大的问题,至今难以做到小型化,无法适应微小空间的接口连接,控制协调和机电动作。机电一体化是今后10年十大关键技术之一。
  参考文献:
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