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【摘 要】 机电一体化并不是一个孤立的个体,是一个由很多科学与领域交叉融合后的产物,随着时代的发展以及生产力的需求,机电一体化的发展是必然的,因此机电一体化的技术将会有着广阔的发展前景。本文主要介绍了机电一体化的特点及发展,仅供参考。
【关键词】 机电一体化;特点;发展
一、机电一体化的特点
1、具有综合性
从某种意义上讲,机电一体化技术可谓是一种跨学科的边缘科学,它将微电子、计算机等多门技术整合于机械主体构造中,使之形成一套一体化的系统。这套机电一体化系统综合了多门学科的技术优势,这些技术协调运作,彼此取长补短,使整个机电系统的性能得到最大发挥。可以说,机电一体化技术是具有综合性的高水平技术。
2、广而强的应用性
机电一体化的目的是基于机械的主体构造通过机电产品的开发,完善机电功能,实现过程控制。机电一体化是当前机械系统的一个主流发展趋势,它与机械系统能够有机融合,打破了行业的限制。智能化是机电一体化的主要特点,计算机技术的引入为智能化开辟了广阔的发展空间。
3、具有柔性
柔性是机电一体化系统的特点。根据需要的变化,用机电一体化技术无需改装系统就可以及时地对系统的结构和生产过程作必要的处理,从系统的观点出发,根据系统功能目标和优化组织结构目标,以智能、调整、修改,因此机电一体化技术是解决多品种、小批量生产的重要途径。
4、提高了安全性
机电一体化系统的智能技术使系统具备自我保护功能,可以有效规避运行中的故障或风险,确保系统稳定、安全地运行。一些高端机电一体化系统已实现了全自动操作,而且被广泛应用在海底、高空等恶劣的作业环境中。
5、整体的最优化
基于系统工程的设计理念,将智能技术、计算机技术等多项技术有机整合,形成整体优势,以提高机电系统的主体性能,提高运行效率和附加值,同时达到节能降耗的目的,保护生态环境。比如,应用数控机床、柔性生产线、工业机器人和计算机管理等高端机电一体化系统后,企业就要及时更新观念,将机电一体化概念引入生产系统,不断优化生产流程,以压缩生产周期,满足不断增长的社会需求。
二、机电一体化产品的结构
1、机电一体化产品的机械系统
机械系统主要包括机身、机械传动、框架以及连接等部分。机械系统部分是实现产品功能最基础的部分,因此对于机械的结构要求也就更高了,需要在材料、结构、几何尺寸以及工艺加工等方面来实现产品的多功能、高效率、节能、可靠以及小型轻量等要求。
2、机电一体化产品的传感与检测的系统
机电一体化产品在运行中所需要的自身和外在环境的各种各样的参数进行转换,使其成为能够测定的物理量,这个过程都是由传感器完成的。而检测的系统就是对这些物理量进行精确的测定,从而为机电一体化产品提供运行控制所需要的各个种类的信息。
3、机电一体化产品的控制系统以及信息处理
为了满足机电一体化产品的功能和要求,信息处理以及控制系统接收到了检测和传感系统发送的信息,然后对这些信息进行一些处理、运算和一些决策,对正在运行按照要求进行控制,达到控制的功能。在产品中,信息处理以及控制系统只要是用计算机的软件、计算机的硬件以及各种接口组成的。
4、机电一体化产品的执行机构
机电一体化产品的执行机构想要完成要求的动作,控制信息占据这重要的地位,只有在控制信息的作用下才能完成产品的主功能。机电一体化产品的执行机构基本都是运动部件,经常性的采用电液、机械、气动等机构。
三、机电一体化的发展趋势
1、智能化
使机电一体化产品具有与人完全相同的智能。机器人与数控机床的智能化就是重要應用,智能化是21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向,诚然。则是完全可能而又必要的,以求得到更高的控制目标,这里所说的”智能化”是对机器行为的描述。是不可能的,也是不必要的,模拟人类智能,但是,高性能、高速的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或人的部分智能,是在控制理论的基础上。吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法,人工智能在机电一体化建设者的研究日益得到重视。使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力。
2、模块化
研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又是非常重要的事。如研制集减速、智能调速、电机于一体的动力单元,可利用标准单元迅速开发出新产品,同时也可以扩大生产规模,这样。这需要制定各项标准,具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多,规模化将给机电一体化企业带来美好的前程。由于利益冲突,显然,模块化是一项重要而艰巨的工程。以及各种能完成典型操作的机械装置,以便各部件、单元的匹配和接口。无论是对生产标准机电一体化单元的企业还是对生产机电一体化产品的企业,从电气产品的标准化、系列化带来的好处可以肯定。
3、网络化
20世纪90年代,计算机技术等的突出成就是网络技术。网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产、政治、军事、教育义举人么日常生活都带来了巨大的变革。各种网络将全球经济、生产连成一片,企业间的竞争也将全球化。机电一体化新产品一旦研制出来,只要其功能独到,质量可靠,很快就会畅销全球。由于网络的普及,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是家用电器网络化已成大势,利用家庭网络(homenet)将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电系统(computerintegratedappliancesystem,CIAS),使人们在家里分享各种高技术带来的便利与快乐。因此,机电一体化产品无疑朝着网络化方向发展。 4、微型化
指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。国外称其为微电子机械系统(MEMS),并向微米、纳米级发展,即超精密技术,微机电一体化产品的加工采用精细加工技术。微机电一体化产品体积小、耗能少、运动灵活,微型化兴起于20世纪80年代末。它包括光刻技术和蚀刻技术两类,泛指几何尺寸不超过1cm3的机电一体化产品。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术,在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势。
5、绿色化
人们呼吁保护环境资源。资源利用率极高,另一方面,于是。工业的发达给人们生活带来了巨大变化,设计绿色的机电一体化产品。生态环境受到严重污染,绿色化是时代的趋势,具有远大的发展前途,对生态环境无害或危害極少。机电一体化产品的绿色化主要是指,符合特定的环境保护和人类健康的要求。绿色产品概念在这种呼声下应运而生,资源减少。报废后能回收利用,生活舒适,回归自然;一方面,物质丰富,使用时不污染生态环境。绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中。
6、系统化
许多机电一体化产品都是受动物的启发研制出来的,表现是通信功能的大大加强。未来的机电一体化更加注重产品与人的关系,机电一体化产品的最终使用对象是人。另一层是模仿生物机理,一层是,赋予机电一体化产品人的智能、情感、人性显得越来越重要,系统可以灵活组态,特别是对家用机器人。其高层境界就是人机一体化,同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。研制各种机电一体花产品,事实上,一般除RS232外。还有RS485、DCS人格化,进行任意剪裁和组合,系统化的表现特征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。
四、结束语
机电一体化的产生与迅速发展的根本原因在于社会的发展和科学技术的进步。系统工程、控制论和信息论是机电一体化的理论基础,也是机电一体化技术的方法论。微电子技术的发展,半导体大规模集成电路制造技术的进步,则为机电一体化技术奠定了物质基础。现代产品的机电一体化进入到实用阶段。机械工程及自动化专业人员掌握机电一体化技术与应用中的理论和方法对今后的工作是非常有用的。
参考文献:
[1]李晓培.浅谈机电一体化特点及发展研究[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2013,12:317-318.
[2]曾鹏,黄河,刘福华.浅析机电一体化的特点及发展趋势[J].科技创新导报,2013,05:144-145.
[3]姜新嘉.浅析机电一体化技术的应用及发展趋势[J].电子制作,2013,08:231.
[4]徐世亮.浅谈机电一体化技术的应用及发展[J].科技致富向导,2014,03:197.
【关键词】 机电一体化;特点;发展
一、机电一体化的特点
1、具有综合性
从某种意义上讲,机电一体化技术可谓是一种跨学科的边缘科学,它将微电子、计算机等多门技术整合于机械主体构造中,使之形成一套一体化的系统。这套机电一体化系统综合了多门学科的技术优势,这些技术协调运作,彼此取长补短,使整个机电系统的性能得到最大发挥。可以说,机电一体化技术是具有综合性的高水平技术。
2、广而强的应用性
机电一体化的目的是基于机械的主体构造通过机电产品的开发,完善机电功能,实现过程控制。机电一体化是当前机械系统的一个主流发展趋势,它与机械系统能够有机融合,打破了行业的限制。智能化是机电一体化的主要特点,计算机技术的引入为智能化开辟了广阔的发展空间。
3、具有柔性
柔性是机电一体化系统的特点。根据需要的变化,用机电一体化技术无需改装系统就可以及时地对系统的结构和生产过程作必要的处理,从系统的观点出发,根据系统功能目标和优化组织结构目标,以智能、调整、修改,因此机电一体化技术是解决多品种、小批量生产的重要途径。
4、提高了安全性
机电一体化系统的智能技术使系统具备自我保护功能,可以有效规避运行中的故障或风险,确保系统稳定、安全地运行。一些高端机电一体化系统已实现了全自动操作,而且被广泛应用在海底、高空等恶劣的作业环境中。
5、整体的最优化
基于系统工程的设计理念,将智能技术、计算机技术等多项技术有机整合,形成整体优势,以提高机电系统的主体性能,提高运行效率和附加值,同时达到节能降耗的目的,保护生态环境。比如,应用数控机床、柔性生产线、工业机器人和计算机管理等高端机电一体化系统后,企业就要及时更新观念,将机电一体化概念引入生产系统,不断优化生产流程,以压缩生产周期,满足不断增长的社会需求。
二、机电一体化产品的结构
1、机电一体化产品的机械系统
机械系统主要包括机身、机械传动、框架以及连接等部分。机械系统部分是实现产品功能最基础的部分,因此对于机械的结构要求也就更高了,需要在材料、结构、几何尺寸以及工艺加工等方面来实现产品的多功能、高效率、节能、可靠以及小型轻量等要求。
2、机电一体化产品的传感与检测的系统
机电一体化产品在运行中所需要的自身和外在环境的各种各样的参数进行转换,使其成为能够测定的物理量,这个过程都是由传感器完成的。而检测的系统就是对这些物理量进行精确的测定,从而为机电一体化产品提供运行控制所需要的各个种类的信息。
3、机电一体化产品的控制系统以及信息处理
为了满足机电一体化产品的功能和要求,信息处理以及控制系统接收到了检测和传感系统发送的信息,然后对这些信息进行一些处理、运算和一些决策,对正在运行按照要求进行控制,达到控制的功能。在产品中,信息处理以及控制系统只要是用计算机的软件、计算机的硬件以及各种接口组成的。
4、机电一体化产品的执行机构
机电一体化产品的执行机构想要完成要求的动作,控制信息占据这重要的地位,只有在控制信息的作用下才能完成产品的主功能。机电一体化产品的执行机构基本都是运动部件,经常性的采用电液、机械、气动等机构。
三、机电一体化的发展趋势
1、智能化
使机电一体化产品具有与人完全相同的智能。机器人与数控机床的智能化就是重要應用,智能化是21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向,诚然。则是完全可能而又必要的,以求得到更高的控制目标,这里所说的”智能化”是对机器行为的描述。是不可能的,也是不必要的,模拟人类智能,但是,高性能、高速的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或人的部分智能,是在控制理论的基础上。吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法,人工智能在机电一体化建设者的研究日益得到重视。使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力。
2、模块化
研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又是非常重要的事。如研制集减速、智能调速、电机于一体的动力单元,可利用标准单元迅速开发出新产品,同时也可以扩大生产规模,这样。这需要制定各项标准,具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多,规模化将给机电一体化企业带来美好的前程。由于利益冲突,显然,模块化是一项重要而艰巨的工程。以及各种能完成典型操作的机械装置,以便各部件、单元的匹配和接口。无论是对生产标准机电一体化单元的企业还是对生产机电一体化产品的企业,从电气产品的标准化、系列化带来的好处可以肯定。
3、网络化
20世纪90年代,计算机技术等的突出成就是网络技术。网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产、政治、军事、教育义举人么日常生活都带来了巨大的变革。各种网络将全球经济、生产连成一片,企业间的竞争也将全球化。机电一体化新产品一旦研制出来,只要其功能独到,质量可靠,很快就会畅销全球。由于网络的普及,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是家用电器网络化已成大势,利用家庭网络(homenet)将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电系统(computerintegratedappliancesystem,CIAS),使人们在家里分享各种高技术带来的便利与快乐。因此,机电一体化产品无疑朝着网络化方向发展。 4、微型化
指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。国外称其为微电子机械系统(MEMS),并向微米、纳米级发展,即超精密技术,微机电一体化产品的加工采用精细加工技术。微机电一体化产品体积小、耗能少、运动灵活,微型化兴起于20世纪80年代末。它包括光刻技术和蚀刻技术两类,泛指几何尺寸不超过1cm3的机电一体化产品。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术,在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势。
5、绿色化
人们呼吁保护环境资源。资源利用率极高,另一方面,于是。工业的发达给人们生活带来了巨大变化,设计绿色的机电一体化产品。生态环境受到严重污染,绿色化是时代的趋势,具有远大的发展前途,对生态环境无害或危害極少。机电一体化产品的绿色化主要是指,符合特定的环境保护和人类健康的要求。绿色产品概念在这种呼声下应运而生,资源减少。报废后能回收利用,生活舒适,回归自然;一方面,物质丰富,使用时不污染生态环境。绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中。
6、系统化
许多机电一体化产品都是受动物的启发研制出来的,表现是通信功能的大大加强。未来的机电一体化更加注重产品与人的关系,机电一体化产品的最终使用对象是人。另一层是模仿生物机理,一层是,赋予机电一体化产品人的智能、情感、人性显得越来越重要,系统可以灵活组态,特别是对家用机器人。其高层境界就是人机一体化,同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。研制各种机电一体花产品,事实上,一般除RS232外。还有RS485、DCS人格化,进行任意剪裁和组合,系统化的表现特征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。
四、结束语
机电一体化的产生与迅速发展的根本原因在于社会的发展和科学技术的进步。系统工程、控制论和信息论是机电一体化的理论基础,也是机电一体化技术的方法论。微电子技术的发展,半导体大规模集成电路制造技术的进步,则为机电一体化技术奠定了物质基础。现代产品的机电一体化进入到实用阶段。机械工程及自动化专业人员掌握机电一体化技术与应用中的理论和方法对今后的工作是非常有用的。
参考文献:
[1]李晓培.浅谈机电一体化特点及发展研究[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2013,12:317-318.
[2]曾鹏,黄河,刘福华.浅析机电一体化的特点及发展趋势[J].科技创新导报,2013,05:144-145.
[3]姜新嘉.浅析机电一体化技术的应用及发展趋势[J].电子制作,2013,08:231.
[4]徐世亮.浅谈机电一体化技术的应用及发展[J].科技致富向导,2014,03:197.