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机电一体化的要求

时间:2023-08-08 17:10:02

开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇机电一体化的要求,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。

机电一体化的要求

第1篇

Abstract: Taking electromechanical integration control system as an example, this paper discussed the connection technology dividing it into man-machine connection and the mechanical and electrical connection, and based on this, it analyzed the impact of the mechanical and electrical connection technology to electromechanical integration and put forward that the mechanical and electrical connection technology promoted the development of electromechanical integration inevitably.

关键词: 机电一体化;接口技术;人机接口;机电接口

Key words: electromechanical integration;connection technology;man-machine connection;mechanical and electrical connection

中图分类号:TH16文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)14-0044-01

0引言

机电一体化系统是机械、电子和信息等各种技术融合为一体的综合系统,其构成要素与子系统之间的接口部分就显得极为重要。在机械系统和电子系统各种技术的复合过程中,接口技术很重要,机电接口技术是解决如何把机电及相关领域技术有机地融为一体,从而设计出最优的机电一体化产品的研究领域,其性能的好坏对整个系统的综合性能起着决定性作用。

1机电一体化系统的设计

在早期的机电一体化系统中,机械部分的设计是系统设计的中心。电能仅用于驱动,为系统提供动力。利用直流电动机的变速功能虽然可以简化机械系统的传动结构,但因为无法控制运动部件的行程,因而程序自动化仍然是系统控制设计的主要目标。驱动电动机不再是机械运动链的起点,而成为联结机械运动和动力以及控制的接口。机电一体化系统设计已从“纯”机械的设计延伸到控制领域。计算机、数字电路、传感器以及自动控制理论已成为系统设计师不可或缺的知识基础。信息技术和软件设计已经成为表达系统设计思想和协调自动化工作的重要工具。机电一体化技术是一个不断发展和完善的过程。产品精度和生产效率对机电一体化系统提出了不断改进伺服驱动性能和发展控制算法的要求,而性能优良的伺服驱动既拓展了机械系统的功能、简化了传统的机构,又要求机械系统具有合理的惯量和更好的系统动态性能。传感器的在线监测确保了系统安全可靠的运行,反馈的信息通过闭环确保了先进控制理论的实现和产品的质量要求。机、电、信息的密切交叉已经使机电一体化系统中各部分的互相联结和影响成为设计必须综合考虑的重要内容。机电接口技术作为机电一体化设计的核心已经受到专家和学者越来越多的关注。

2机电接口技术的内涵

机电一体化系统是机械、电子和信息等功能各异的技术融为一体的综合系统,其子系统之间的接口极为重要,从某种意义上说,机电一体化系统设计就是接口的设计。但现在对于机电接口技术的研究较少,通过对机电一体化系统进行总结和归纳,我们提出了机电接口技术的概念,形成了如下几点认识。

2.1 机电接口技术的内涵机电接口技术是一门新兴的技术,它研究机电一体化系统中各组成部分(子系统)和各组成技术之间的接口问题。研究这门技术是为了更有效地进行系统中信息能量的交互,融合各种技术,实现机电一体化系统最优化设计。

2.2 机电一体化系统接口(简称机电接口)的功能机电接口传递和转换信息和能量,并将机电一体化各组成技术的特性融为一体。机电接口包括硬件和软件,硬件主要在子系统之间或人与机电一体化系统之间建立连接,为信息和能量的输入/输出、传递和转换提供物理通道。软件主要是提供系统信息交互、转换、调整的方法和过程,协调和综合机电一体化组成技术,使各子系统集成并融合为一个整体,实现新的功能。

2.3 机电接口的分类①人―机接口。人与机电一体化系统之间的接口,通过此接口,可以监视系统的运行状态,控制其运行过程,即通过人―机接口能够使系统按照人的意志进行工作。人-机接口是双向的,硬件包括输入/输出设备,主要有显示屏、键盘、按钮等。②动力接口。动力源连接到驱动系统的接口,为驱动系统提供相应的动力。根据系统所需的动力类型不同如直流电、交流电、气动、液压等,动力接口的形式也有很大的不同。但动力接口有一个共同的特点,能够通过较大的功率。③智能接口。智能接口主要存在于三处,控制系统到驱动系统、驱动系统到传感器、传感器到控制系统。智能接口的应用情况相对比较复杂,但可以得出它的一些共性:智能接口传递和转换各种信息,按照不同技术的要求改变信息形式,使不同的子系统、不同的技术能够集成在一起,形成完整的系统。通常,智能接口是软件表现出的功能连接。④机―电接口。执行机构与驱动系统和传感器之间的接口。将驱动信号转换成执行机构所需的信号,或将执行机构的机械信号转换成传感器所需的信号。

3机电接口技术对机电一体化发展的影响

社会需求推动机电一体化技术的发展。当传统的机械技术无法满足日益增加的社会需求时,机械技术与电子技术、信息技术等结合形成的机电一体化技术就成了机械技术发展的必然。相应的系统内部的接口也就变得越来越复杂。机电一体化技术的各组成技术的研究已经进行得非常深入且日趋成熟,同时,人们也意识到单纯发展和研究各组成技术并不能保证机电一体化系统的最优化。而机电接口技术正为它们提供了一种有效的方法来进行系统研究,并将系统设计、集成和融合理论应用到实际的设计当中。目前,机电一体化正在向着智能化、模块化、网络化等方向发展,智能化必然要求系统各部分的结合要更加紧密,信息传递和反馈更加迅速准确。从机电一体化发展方向对机电接口技术的要求来看,机电接口技术的研究与发展已经成为必然,同时,机电接口技术的研究与发展也必然对机电一体化技术的发展起促进作用。

4结论

机电一体化系统是机械系统不断融合各种新技术、新知识发展起来的。因此,从机械技术发展起来的机电一体化技术的复杂性和多学科性就决定了此技术的研究重点是各种技术在机械技术上的融合与创新。机电接口技术是研究机电一体化系统中的接口问题,使系统中信息和能量的传递和转换更加顺畅,使系统各部分有机的结合在一起,形成完整的系统。机电接口技术是在机电一体化技术的基础上发展起来的,随着机电一体化技术的发展而变得越来越重要。同时机电接口技术的研究也必然促进机电一体化的发展,促进机电一体化系统理论的发展。

参考文献:

[1]李运华等.机电控制.北京:北京航空航天大学出版社,2008.

第2篇

本小节主要从机电一体化的相关基本概念、机电一体化技术的基本特征、机电一体化的最新发展趋势等三个方面对机电一体化技术做较为全面的介绍,接下来详细介绍。

1.1机电一体化的基本概念

机电一体化技术从大的领域来说属于机械领域,其定义版本较多,其中一种较为权威的定义表述如下:机电一体化一般是指在机械的设计与功能扩展中,应用机械特有的主要功能、信息处理、功能控制等,把机械系统的控制中心进行集成化,并且与安装在计算上的上位机软件实现双向通信,一般来说,机电一体化技术也是一门交叉学科技术,涉及到的主要技术有通信技术,机械技术,微电子技术,电力电子技术等,机电一体化技术的核心功能就是把以上技术结合起来,形成一个整体并内嵌入机械系统中。

1.2机电一体化技术的基本特征

机电一体化技术作为一门应用广泛的技术,有其自身的特点,通过实际调查总结和查阅相关资料,本文总结出了机电一体化技术的3个主要特点,接下来详细说明如下。(1)应用的广泛性:机电一体化技术由于涉及的技术较多,是一门涉及多学科的交叉技术,正是由于这一特点,使得机电一体化技术应用十分广泛,已经远远超出了机械工程的应用范畴,当然,本文的研究重点还是放在机电一体化技术在机械工程上的应用及发展趋势。(2)具有很强的逻辑性:由于机电一体化的核心任务就是把各种技术合理融合,应用到机械领域中,把系统的机械机构和上位机软件控制合为一体,也就是形成一个统一的整体,从这个层面来说,机电一体化技术具有很强的逻辑性,或者说拥有很强的系统性。(3)机电一体化具有很强的最优化建模理论:机电一体化技术经过多年的发展,已经形成完整的最优化理论体系,相关算法可以参阅相关文献,限于论文篇幅,在这里不再累述。

1.3机电一体化技术的最新发展趋势

经过多年的发展,机电一体化技术已经形成了自己的理论体系,随着我国高新技术不断发展,越来越多的新技术被应用到机电一体化技术上,机电一体化的最新的发展趋势是控制智能化、精确化、零延迟化、结合计算机处理技术和信号传输技术,机电一体化技术也朝着无线控制、高速控制、精确控制的方向发展。

2机电一体化技术在机械工程上的应用以及发展趋势分析

本小节在上文介绍机电一体化技术相关知识的基础上探讨机电一体化技术在机械工程领域的当前应用以及未来的发展趋势,结合实际,本文从机电一体化技术应用于机械工程领域的历程分析、机电一体化在现代机床控制上的应用、机电一体化技术在全自动包装机领域的应用等三方面简单论述机电一体化技术在机械工程上的应用以及发展趋势,下面详细讨论。

2.1机电一体化技术应用于机械工程领域的历程分析

在国外,机电一体化技术应用到机械工程领域较早,通过查阅资料得知,美国在上世纪90年代就把自动控制设备应用与机械制造领域,我国相对起步晚,但是起点较高,20世纪60年代,我国通过引进苏联控制设备,逐渐把机电一体化技术应用到机械领域,并在20世纪80年代,实现机电控制设备国产化,随着科技不断进步,以计算机处理技术和无线通信技术为代表的新技术不断应用与机电一体化技术,这使得机电一体化技术焕发出勃勃生机,应用领域进一步扩大。

2.2机电一体化在现代机床控制上的应用

机电一体化在机械工程领域很重要的一个应用领域就是应用在现代机床控制上,现代机床控制要求精度高、速度快、智能化高,这就要求现代机床的控制系统具有很强的抗干扰性,机电一体化技术由于采用计算机处理技术,处理速度快,精度高、内置多块DSP芯片,抗干扰能力强。

2.3机电一体化技术在全自动包装机领域的应用

机电一体化技术除了应用与纯机械工程领域,还大量应用于相关机械与电子相结合的控制领域,通过实际调查得知,我国全自动包装机已经全部采用机电一体化技术,由于包装机械不但设计机械工程知识,还涉及机电控制技术,微机处理技术等,所以一般的控制系统很难胜任,机电一体化技术由于是一门交叉学科,所以具有很强的灵活性,所以机电一体化技术较好的解决了这个问题,机电一体化把软件控制和机械控制结合起来,融为一体,通过上位机软件来控制包装机的运行状态。

3机电一体化技术在机械领域的发展前景

通过对机电一体化当前发展趋势的调查研究,本文认为,机电一体化技术在机械领域的发展前景包括以下几点:(1)专用化趋势不断加强:随着机电一体化应用到机械领域的不断深化,机电一体化技术表现出明显的专用化趋势。(2)智能化不断加强:近年来,随着人工智能等新技术不断应用到机电一体化领域,机电一体化技术也呈现了智能化趋势。(3)能耗低:节约资源,保护环境成为全社会的共识,在这种背景下,机电一体化技术积极加强自身改革,不断研发新技术,把能耗进一步降低。

4结论

第3篇

【关键词】机电一体化技术 人才需求 调研

【中图分类号】G717 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810(2015)17-0027-05

一 调研目的

调研吴中区及周边机电类企业,通过对企业的用人标准、用人层次、招聘途径、员工培训以等各个方面的调研,分析企业对机电一体化专业人才需求、岗位要求、素质能力等方面的要求,探寻机电一体化专业人才培养中的关键问题和教学体系设计的思路,调整我校机电一体化专业下一步建设和发展的方向,为我校机电一体化专业办出特色、办出成效,为人才培养目标的修订奠定基础。

二 调研对象

调研对象为机电类国有、民营、外资等企业人事经理、部门经理、技术骨干、我校机电专业毕业生。具体企业有苏州新火花机床有限公司、苏州宝玛数控设备有限公司等企业。

三 调研方法

1.典型调研

重点调查与我校机电专业长期紧密合作的企业。调研该企业的生产岗位,岗位要求,企业招聘要求,员工的学历结构,企业管理制度,企业文化生活等。采用企业参观、企业骨干访谈等形式。

2.重点调研

重点调查近两年机电一体化专业毕业生。调研毕业生所在的企业、工作岗位、岗位要求、企业管理、企业文化等。

3.抽样调研

针对开办本专业来,抽样采集优秀企业生的典型案例。调研优秀毕业生成长过程中,基本素养、知识结构、能力结构等要素与个人成才的关系。

四 调研内容

1.现状及发展趋势

机电一体化技术是制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础,是提高现代化制造产品质量和劳动生产率的重要手段。随着高新技术的快速发展,机电一体化技术在现代工业生产中得到广泛的应用,机电一体化产品的种类变得越来越广泛,在各行各业自动化生产、制造、运行与维修及其他环节中都占据了极其重要的战略地位。用高新技术来改造传统产业,而且新技术本身也要形成产业化。

2.人才供需状况

调研苏州产业结构,装备制造产业内的企业所占比重较高,图1说明苏州产业结构中装备产业内的企业占到35%。

3.岗位技能情况

本次主要调研17家企业,了解企业的主要生产产品,企业的基本性质,企业的主要岗位,以及主要岗位的基本要求等。表1为调研企业的主要信息。

苏州市教育科学“十二五”规划课题“中职机电专业‘工学六合一’人才培养模式的实践研究”(批准号:130502171)

本次对近两年的毕业生调查中,对于机电一体化技术专业所覆盖的职业岗位群进行汇总。用人单位对机电一体化技术专业毕业生所开设的岗位分布情况如下表2所示。机电一体化技术专业毕业生主要从事机电一体化设备的运行、安装、调试、检测和维护等相关的岗位,也有部分营销及售后服务和生产管理工作。

在近两年机电一体化专业毕业生调查中,不同性质的企业对近年来我校毕业生的整体素质和能力基本肯定,各单位对我校机电一体化技术专业毕业生的岗位能力提出不同的要求,见机电一体化专业岗位专项能力表。

五 调研分析

1.从业人员分析

企业中,目前招聘人员的途径主要是通过传统媒体广告招聘、校园招聘会、人才资源中介机构、内部员工推荐、现场招聘会、网络招聘等形式。职业学校学生主要以校园招聘会招聘为主。图2为企业员工招聘渠道与招聘数量比例图。

图2 企业员工招聘渠道

对于各个岗位人才层次需求,不同类型的企业需求有很大的不同,但是总体趋势是:技术工人的人才层次集中在高职和中专学生,现场管理人员集中在高职和本科学生;设计人员通常集中在本科生。其中调研的13家企业普遍认为高职学生基本素质好,基本功扎实,自我学习能力强,业务能力提升快,有团队合作精神,也更便于管理,而且到具体岗位后,上手较快,并能胜任多个岗位需求。图3为企业员工学历层次分布图。

图3 企业员工学历层次分布

对于现场管理人员来说,企业偏向选择高职生和本科生,这部分人员都需要从基层做起,了解具体产品的生产工艺流程,能在现场指导工人解决生产加工中出现的问题。对于选择高职还是本科生,企业的使用部门更多的是要看其工作中的表现和适应能力,并不是太注重其学历。图4为企业员工技能等级分布图。

图4 企业员工技能等级分布

2.课程设置分析

根据调研,明确机电一体化专业主要面向的职业与岗位,掌握具体岗位主要业务工作。表4为机电一体化职业岗位分析表。

结合企业具体岗位要求,将其细分于专业课程内,

并机电一体化专业的职业能力与课程相对应。

3.招生就业分析

2013、2014年我校招收的590名五年一贯制学生中,机电一体化技术专业人数稳定于13%。图5为2013、2014年江苏省吴中中等专业学校五年制专业招生比例。

近两年,机电一体化技术专业毕业学生共190人,就业率100%,专业对率92%。在175名专业对口人名中,按机电产品制造、机电产品维修、机电产品销售三个就业方向,见图6:机电一体化技术专业就业方向比例图。

4.同类院校分析

我校周边开设机电一体化技术专业的职业学校有苏州高等职业技术学校、苏州工业园区职业技术学校、苏州相城中等专业学校,它们都是江苏省联合职业技术学院的分院或办班点,它们具有相同的机电一体化技术专业人才培养方案。我校五年一贯制按江苏城市职业学院招生,在江苏城市职业学院机电一体化技术专业的框架内,结合我校的特色,制订出符合我区及苏州市对机电一体化专业的需求而开发的人才培养方案。

以开发的两分人才培养方案进行对比,我校的人才培养方案在修订中,更具特色,主要呈现以下几个特点:(1)岗位任务与职业能力更加细化。我校机电一体化技术专业在岗位工作任务与职业能力的分析上,围绕机电产品安装与调试、机电设备维护与维修、机械零部件生产、机电产品质量检验与管理、机电产品售后服务等核心岗位,更加具体,对职业能力要求与素质更加细化,培养方向更加清晰。(2)职业能力结构更加真实。我校机电一体化技术专业将职业能力培养细分为专业能力、社会能力、方法能力的三个维度,并呈现出具体的内涵。人才培养方案的实施更具可操作性。(3)课程的教学内容与要求更具针对性。我校机电一体化技术专业所包含的课程从课时分配、主要教学内容及要求、教学实施建设、考核方法等方面进行描述,为课程实施带来更大的便利。

六 调研结论

1.人才培养定位准确

在充分调研的基础上,我校机电一体化技术专业以“培养与我国社会主义现代化建设要求相适应,德、智、体、美全面发展,具备良好的职业道德和职业素养,从事机电一体化设备的运行、安装、调试、检测和维护等相关岗位的技术工作,适应生产、建设、服务和管理一线需要的发展型、复合型和创新型的技术技能人才”,作为人才培养目标,定位清楚,方向明确,符合企业、学生、家长的要求。

2.人才培养途径有效

我校在该专业的开办中,主要通过以下途径来完成人才培养。

第一,以专业建设提升专业内涵。在学校宏观调控下,机电一体化专业团队紧抓各种机遇,以专业建设为抓手,全面提升机电一体化专业内涵。在专业建设中,积极参与省市级各项评估,反复锤炼机电一体化专业的办学能力。近年来,专业教学设施设备得到不断充实,师资队伍不断壮大,教学管理更加规范,学生就业形势更加喜人。2013年机电一体化专业被评为省品牌专业。

第二,以课程改革促进教学效果。加强校企合作,在“工学六合一”教学模式下,开展课程改革。以机电一体化技术专业人才培养方案为纲领,开发专业课程标准,以建设校级、区级、市级精品课程为抓手,建设校本特色教材、课程资源库。

以校企联动、引入企业生产案例改革实训课程教学。建立学校专业教师与企业工程师联合教学团队,指导机电一体化专业学生技能训练。将企业生产案例引入校园,转化为教学内容,贯穿于实训教学中,提高学生技能训练的针对性与实效性。通过第三方(企业工程师、区技能鉴定员)对技能训练进行考核,提高考核的公平性。

第三,以技能竞赛提升实践能力。校技能节中车工、钳工、维修电工等项目的开设,为机电一体化专业学生技能的选择提供很大的平台。积极参与苏州市技能竞赛,更大程度地提升师生技能的水平。

第四,以“三创”基地引导创业意识。机电一体化技术专业所在系部,建立了学校“车娱水”洗车行、“衣香坊”洗衣房,为机电一体化专业学生提供了创业平台。课余时间在“三创”基地工作,提高学生创业意识,增加了创业的机会,提高服务能力。

3.教学改革成效明显

机电一体化技术专业人才培养目标的要求,推动教学工作必须进行一系列的改革。首先是建设好一支教师队伍。一方面以名师工作培养班、青年教师培养班的开设,梳理我校教师教育教学理念,增加现代职业教育改革意识。另一方面通过一些培训,提高教师职业教育的各项能力。其次是大力提升课堂教学效果。结合职业学校学生特点,加强理实一体化、项目化教学,转换教师角色,实现学生由被动学变为主动学。再次大力改革评价方式。将结果性考核转变为过程性考核,尝试学校考核转变为第三方考核,从而实现学生考核的合理性、公平性。

4.师资实力雄厚

机电一体化技术专业有着一支知识扎实、技能过硬、理念先进的教学团队,能够胜任好机电一体化技术专业的各项教育教学工作。第一,校内教学团队。机电一体化技术专业教师现有24人,师生比1∶16,其中研究生学历(硕士学位)达到29%,高级职称达到8.3%以上,获得机电专业相关的技师资格达到100%。第二,兼职教师团队。聘用苏州新火花机床有限公司高级工程师高×强等8名企业专家、苏州工业职业技术学院温×芳博士等4名高职校教授参与教育教学工作。外聘教师为该专业教育教学注入更多新鲜的元素,为办出特色专业提供有力的保障。

第4篇

关键词:机电一体化技术;发展趋势:应用研究;

中图分类号:TP271+.4文献标识码:A 文章编号:

引言

机电一体化经历了自然产生和发展的过程,20世纪年代70初,经日本科技工作者系统地概括和总结,形成了比较完整的机电一体化概念,越后由于大规模集成电路技术和微型计算机技术的迅速发震,使得机电结合的形式更加灵活活,内容更加丰富,应用更加广泛。我国的机电—体化经过几十年的发展取得了重大进展,主要表现在下面几个方面。

1 机电一体化的内容

1.1机电一体化技术是从系统工程观点出发,应用机械、电子等有关技术,使机械、电子有机结合,实现系统或产品整体最优的综合性技术。机电一体化技术,主要包括技术原理和使用机电一体化产品(或系统)得以实现、使用和发展的技术。机电一体化技术是一个技术群(族)的总称。

1.2机电一体化系统(产品)由若干具有特定功能的机械和电子要素组成的有机整体,具有满足人的使用要求的最佳功能,机电一体化系统(产品)。主要是指机械系统(或部件)与微电子系统(或部件)相互置换和有机结合,从而赋予新的功能和性能的新一代产品,有良好的人机协作关系。一个机电一体化的系统主要是由机械装置、执行装置、动力源、传感器、计算机这5个要素构成。

1.3机电一体化工程( 机械电子工程)是机械工程与电子工程的综合集成,即给定机电一体化系统(或产品)“目的功能”与“规格”后,机电一体化技术人员利用机电一体化技术进行设计、制造的整个过程体系。机电一体化工程是系统工程在机电一体化系统(产品)中的具体应用。

1.4机电一体化思想体现了“ 系统设计原理”和“综合集成技巧”。系统工程、控制论和信息论是机电一体化技术的方法论。从某种意义上讲、机电一体化思想相当于“一体化”思想。它带来了诸如光电机一体化、机电液一体化、科工贸一体化、人机一体化等技术及其产品。

2机电一体化技术的发展方向

由于机电一体化技术是多学科技术交融的技术,因此其发展的程度必然受制于其相应支撑技术的发展,同时其相关技术的发展也必然促进机电一体化技术的发展。

2.1智能化

智能化是21世纪机电一体化技术的一个重要发展方向,而机器人与数控机床的智能化就是其重要应用。这里所说的“智能化”是对机器行为的描述,是在控制理论的基础上,吸收人工智能、运筹学、计算机科学、心理学、生理学和混沌动力学等新方法,模拟人类智能,使它具有自学习、自组织、自适应、思维和决策等能力,以求得到更高的控制目标。

2.2模块化

机电一体化产品种类繁多。让它们自由地交换信息是一项十分复杂的事,因此有必要研制具有标准机械接口或电气动力接口等的机电一体化产品。如果机电产品能够象“搭积木”那样让需求者根据要求自由组合,那么无论是对资源的节约,还是服务于各行各界,都有着其巨大的作用。

2.3 网络一体化

由于网络的普及,推进了全球化的进程。而基于网络的各种远程监控技术,让家用电器网络化成为可能。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(Computer Integrated ApplianceSystem,CIAS),使人们无论在家里还是在外面,都能随时享受各种机电产品带来的好处。因此,机电_体化产品无疑会朝着网络化的方向发展。

2.4微机电化

微机电化指的是机电系统主要装置的特征尺寸在亚微米至亚毫米范围。微机电系统产品由于体积小、耗能少、运动灵活,在军事、生物医疗、航空、信息等方面具有不可比拟的优势。

2.5 绿色化

绿色化主要是指产品在其设计、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,而且是低能耗、低材耗、协调而可再生的产品。

3机电一体化技术的应用

在人们的日常生活当中,自动机械、信息处理设备、办公室设备、车辆电子设备、医疗器械、光学装置、智能家电、楼宇安全系统等机电一体化系统都离不开执行元件为其提供动力。而执行元件和电子控制装置之间是无法直接连接的,因此需要一个驱动部件。该驱动部件在电子控制装置的控制下,接收指令,进行能量转换,从而得到目标输出。电子控制驱动系统框架见图1。

对于精密传动来说,需要在执行元件输出终端进行传动测量,如测量其位置、速度、加速度,同时将所测得的数据反馈给电子控制装置,让其进行比较,进行误差修正控制,最终实现精密传动。电子闭环控制驱动系统框架见图2。

当有多个执行元件,其输出动作规律各不相同时,一方面要根据各执行元件工作情况来考虑其控制的形式,另一方面需要确定它们之间是否存在输出的联系。如果它们之间没有联系,可以让它们单独来工作,也可以通过构建PC机上位控制来统一管理。图3为PC机二级管理的多驱动电子闭环控制系统结构框图。若工作联动内容经常变化,就应该构建一个可以直接识别联动输出的软件,将联动输出写入软件当中,让其直接转化为控制程序,这样就能灵活地应对动作输出的需求。图4为装载了位置控制模块的PC机二级管理多驱动电子闭环控制系统结构框图。

上述机电一体化技术的应用,仅论述了如何将传感技术、信息处理技术和驱动技术等技术简单的融合,各部件都是以模块形式搭建的,而模块间的信号传输及所涉及到的接口技术和信息处理技术是其中的重点。所以,在机电一体化技术应用中,以全局最优的观念去设计机电一体化产品,并且解决好每个功能模块信息处理和传输的问题,是能够迅速地利用好机电一体化技术的方法。

结束语

综上所述,机电一体化技术是现代科学技术发展的必然结果,是人们为了满足社会日益丰富的需求而不断地对已有的技术进行变革创新并且使它们有机结合的一门综合性技术。。因此,机电一体化技术对我们人类的发展有着极其深远的意义。

参考文献

[1]梁俊彦,李玉翔,林树忠.机电一体化技术的发展及应用[J].科技资讯.

[2]杨兆伟,刘锦.机电一体化技术的发展趋势与分析[J].机电产品开发与创新,2007

[3]茵延年,张志伟.机电一体化技术及其发展应用展望.苏州大学学报(工科版),2004

第5篇

关键词:机电一体化技术 应用 发展趋势

机电一体化技术在经济发展的过程中,使自动化的发展提升具有良好的技术支持,并在机电一体化技术的应用过程中,有效减少人力物力在生产加工中的多余消耗,并降低了安全问题发生的几率,因此在煤炭行业、建筑行业中创造了巨大社会效益与经济效益。机电一体化技术包含信息传感器技术、电工电子技术、接口技术、机械技术等多项技术的有机结合,并能够综合应用在实际操作中。

1.机电一体化的应用范围

1.1建筑材料

在当前建筑施工的工作中,对建筑材料的要求也越来越高,且建筑材料作为建筑施工中比例较多的内容,对其的质量要求标准也更高。要想保证建筑材料能够有更高的质量发展特征,就要确保机电一体化的技术能够在建筑材料中得到科学应用[1]。此外,建筑材料的选择调配对建筑质量有直接影响,若是材料调配没有满足规定要求,将会减少建筑工程中的使用寿命,甚至引发严重的安全隐患,从而产生经济损失。正因如此,应用机电一体化技术到建筑材料中,就能实现建筑材料的正确配比,以免误差产生,进而推动建筑行业的发展。

1.2自动生产线与数控机床

作为一个生产大国,我国在产品生产的过程中,对机床的使用量非常大,这也造成国家生产总值的提升。通常情况下,机床建设同数控技术的发展具有密切联系。在国家机电一体化技术逐步发展完善的过程中,机电技术也更加成熟,但是综合水平的发展依然处于世界的中级水平,因此对其要逐步改进与完善,进而更好推动数控机床技术的发展。此外,机电一体化在自动化生产线中也有普遍应用,且在国民经济增长的进程中,更多的生产设备与自动化生产线被用于工业化建设的工作时,使工业化进程进一步加快。就当前阶段的发展来说,工业化的发展还具有一定不足,需要在今后的使用过程中完善人机界面系统设计、边坡调速等任务,从各方面完善机电一体化技术的发展。

1.3钢铁行业

机电一体化技术在钢铁行业中的应用,能够使生产效率、生产质量得到提升,促进钢铁行业能够超现代化的发展方向进步,就当前的发展情况来说,钢铁行业中的机电一体化技术应用可分成以下几点:第一,计算机集成系统的应用,使得钢铁生产过程中每个工作流程能够紧密连接。第二,现场的总线技术应用,能够使设备链路实现通信数字化[2]。第三,使用交流传动技术,能够替代传统的电子传动,使生产效率大幅度提升。

1.4工业机器人

机电一体化在工业机器人中的应用主要为三个阶段,第一阶段中,机器人对环境的适应力较差,智能依照规定要求进行动作的机械重复。第二阶段中机器人已经具备初级的传感系统,并能够及时进行信息处理。第三阶段的工业机器人发展,已经逐渐进入智能化的发展领域,引出感知能力^强,能够在较为复杂的逻辑思维中进行合理准确的科学分析,使工业机器人能够在使用中发挥更好的社会效益,并具备较好的环境适应力。

2.机电一体化的发展趋势

2.1绿色化

在人们生活水平逐步提高的同时,对环境发展的关注度也越来越多,因此机电一体化技术在今后的改进工作中,更应注意绿色化的应用发展,最终达到环境保护的最终目标。机电一体化中的绿色发展方向就是实现各类产品的低能耗、低污染发展,并减少人们在使用制造中出现的健康危害,避免造成环境污染。绿色化的发展方向能够是产品应用效率全面提升,并在推动生态环境的良好发展、人体身心健康等方面都具有良好作用,总之,机电一体化的产品发展趋势具有十分广阔的市场前景。

2.2光机电一体化

机电一体化技术具备强大的功能作用,并在实际生活、生产过程中发挥出了自身优势,人们对机电一体化技术的研究力度、关注力度也在逐步提升。目前机电一体化的应用主要包含了信息处理系统、能源系统、传感系统等,其中机械机构属于其最主要的结构组成[3]。为更好掌握金银光学技术,促使光机电一体化的技术发展,推动机电一体化走向新的发展时期。

2.3智能化

在当前信息化技术飞速发展的进程中,智能化的信息技术水平也有了突飞猛进的发展。因此机电一体化技术中,人工智能的科学应用,也是未来发展的趋势之一。在充足的理论知识基础之上,从多方面思维引进,从而达到机电一体化技术的全信息化。智能化作为机电一体化技术的信息重要表现,能够运用计算机科学、人工智能、模糊定量、运筹学等进行机电一体化技术的整体发展,并且在模拟人类智能技术、混沌动力学等领域有了新的研究进程,随着今后机电一体化研究的逐步深入,也呈现出了“全息”化发展特征,并在智能化的应用领域增强使用效果。

3.结语

综上所述,机电一体化技术是在经济发展进程中十分重要的科学技术,也属于全球科学技术发展的结果。所以,在以后的发展应用过程中,相关部门应当更加重视机电一体化技术的深入与研究,利用先进的技术设备创新机电一体化发展。促使国家的生产效力能够提升也能增大企业的发展规模,提升其社会经济效益,全面推动国家经济的持续发展。机电一体化技术综合多种科学技术的应用优势,在技术发展的提升过程中其应用水平也能够不断进步,最终在机电行业中发挥更大作用。

参考文献

[1].机电一体化技术在机械工程上的应用及发展趋势[J].科技创新与应用,2016(8): 148-148.

第6篇

关键词:机电一体化技术;现状;发展趋势

中图分类号: TH-39 文献标识码: A 文章编号:

现代的科学技术正以迅猛之势进行发展,极大的推动了不同领域之间的交叉渗透与融合,机电一体化就是不同领域之间交融的产物。机电一体化产品是在原有的机械产品的基础上,融合了微电子技术与计算机的技术所生产出的新产品。机电一体化的产品应用在工业上,大大提高了工作效率以及工作的质量,已经在工业中得到了普遍的使用。

一、关于机电一体化技术的特点

1、性能得到提高

机电一体化的生产设备在原有的基础上加以改进,使得它在生产安全以及可靠性的方面都有了很大的提高。机电一体化的产品一般都具有报警、自动监视、自动保护、自动诊断等功能。在工作期间如果遇到了一些突发的状况,比如过载、过流、短路等一些问题,机电一体化的产品能够自动采取保护的措施,尽可能的避免或者是减少设备和人身的事故,对于设备使用的安全性有了显著的提高。

2、效率得到提高

机电一体化的产品大都具有信息自动处理的功能和自动控制的功能。新产品的检测和控制的灵敏度、范围以及精度都有了很大的提高。机电一体化的产品通过自动控制的系统对机械进行控制,使机械规范的进行工作,可以精确的完成来自控系统设定的动作,从而得到最佳的操作,使其不受操作者的主观因素的影响。不但可以提高生产的效率,也大大的提高了产品的质量。

3使用性能得到提高

机电一体化的设备基本上都是采用了程序控制和数字显示的方式,操作台上的操作按钮以及操作手柄都已经在逐渐的减少,这样做可以使操作人员进行操作的时候简单、方便。机电一体化的产品是以程序为根本,电子控制系统根据已设定好的程序进行指挥实现操作,系统支持重复操作。

4、功能得到提高

机电一体化的设备具有复合功能并且得到了广泛的应用,适用面也比较广泛。原有的机械只具有单一的功能、单一的技术,机电一体化的设备技术不再是单纯的只是单一技术,单一功能了,具有了复合的技术与功能,使得产品的自动化和功能水平上都有了很大的提高。

5、维护得到提高

机电一体化产品维护和调整都变的方便了很多,产品在进行安装和调试的时候,是可以通过改变程序的控制来达到改变工作方式的目的。因此,更加的适应不同对象的需要以及现场的参数发生变化时的需求。机电一体化的的产品具有自动监视的功能和自动化检验的功能,可以在工作的过程中针对所出现的问题自动采取措施,使其恢复正常的工作状态。

二、机电一体化产品的结构

机电一体化的产品是通过自身内部各个组成部分功能的综合与协调来实现它自身的功能。从机电一体化产品的结构方面来看,该产品具有智能化、自动化以及多功能等特点,但是想要实现这种多功能基本需要该类产品中拥有五种内部的功能,就是主功能、检测功能、动力功能、控制功能以及执行的功能,而机电一体化产品或者系统都是由这些功能的组成部分和技术构成的。

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、 机电一体化产品的动力系统

机电一体化产品的动力功能和能量都是由动力系统来完成的。动力的系统主要包括电、气、液等一类的动力源,一般的都是以电力为主的,比如电源、驱动电路、电动机等。

3、 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。

4、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。

5、 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、机电一体化未来的发展方向

1 机电一体化的智能化

机电一体化技术中一个重要的发展方向就是智能化。智能系统广泛应用得到了机电一体化的研究建设的重视,最重要的应用体现在数控机床与机器人的智能化,以控制理论为基础,融合了人工智能、计算机科学、运筹学、心理学、模糊学、混沌动力学等新的思想与方法,对人类智能进行模拟,致使新一代的产品具有了推理、自主决定、逻辑思维等各种能力,得已达到更高的控制目标,更好的为工业加强效率。

2机电一体化的模块化

由于现在生产机电一体化产品的厂家与种类比较多,所以十分有必要研制和开发有着标准的机械接口、电力接口、电气接口、环境接口模块。同时还需要制定各项标准,这样可以方便各个部件,单元的匹配和接口。模块化将会为机电一体化企业铺垫一条畅通的大道。

3机电一体化的网络化

网络技术在20世纪90年代是计算机等最为突出的成就。机电一体化的新产品一旦问世,只要是拥有独特的功能,并且可靠性比较高,质量能够保证,相信很快就会风靡全球。现在的网络以及得到了普及,以网络为基础的各种远程操控和监控技术正在兴盛的时期,而远程的终端本身就是一种机电一体化的产品,因此机电一体化肯定也会向着网络的方向发展。

4机电一体化的微型化

微型化兴起于20世纪80年代末,是指机电一体化向微型化的方面发展,国外称之为微电子,它的特点是体积小,耗能少,运动灵活。

5机电一体化的系统化

系统化的特征之一就是将系统的体系结构更进一步采用开放式与模式化的总线结构。系统可以进行灵活的组态,裁剪和组合,同时寻求实现多子系统的协调控制以及进行综合管理。第二个特征就是它的通信功能得到了加强。

总结:

经过本文的分析,可以看出,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。

参考文献:

[1] 卜燕萍,曾静. 浅析机电一体化的进程与智能化趋势[J]. 益阳职业技术学院学报, 2008,(02) .

[2] 董军. 浅析机电一体化技术的现状和发展趋势[J]. 科技信息(学术研究), 2008,(03) .

[3] 张鑫. 浅谈机电一体化的发展及趋势[J]. 黑龙江科技信息, 2011,(06) .

[4] 胡家华. 机电一体化技术的应用及其发展趋势[J]. 中国高新技术企业, 2011,(21) .

第7篇

计算机技术的应用,使得机械产品的生产过程有机的结合在了一起,逐渐形成了机电一体化技术,机电一体化技术的应用给我国的机械行业带来了非常显著的效果,使得机电的生产效率得到了提升,降低了原材料的消耗,也进一步的减轻了工作人员的工作强度,可以说机电一体化是微电子技术、计算机技术、信息技术相结合的综合性高新技术。

1机电一体化

机电一体化这一技术的切入点是在系统工程当中,主要结合了机械、电子技术等先进的综合性技术,机电一体化技术可以说是对相关技术原理以及机电产品得以实现的技术总称,机电一体化产品则是由多个具有特殊功能的电子元器件所组成的有机的整体,这一整体能够很好的满足人们的使用要求,我们知道机电一体化技术的组织结构是非常复杂的,整体来看是由五个主要的部分构成,它们分别是机电机械装置、传感器、机电执行装置、动力源和计算机。

2机电一体化产品的优点

(1)功能全。机电一体化产品具有其他产品不具备的优点,像记忆、控制、信息的处理等等,这样也能够使产品的性能会提高到一个层次,更加的多元化、智能化。(2)结构简单。现阶段的机电一体化产品正在向着轻、薄、细的方向发展,所以机电一体化产品的设计和制造也是采用的标准化的方法进行的。(3)具备自我监控功能。这一功能是目前大部分的机电产品所不具备的,机电一体化产品的自动监视功能可以让自身的安全可靠性能得到大幅度的提升。从而进一步的保障了产品的安全。

3我国机电一体化技术的发展与思考

近几年,我国对机电一体化产品的研究有了很大的进步,比如我国的煤矿机电一体化产品就已经成功的占领了国内的市场,随着机电一体化进程的不断加快,生产效率的提高,会有很多外国市场也会被成功占据,而机电一体化中最明显的一个成果就是国产全数字化直流提升机的成功研制,这一技术的出现让我国的煤矿机电一体化上升到了另一个层次上,但是在不断发展的同时,煤矿机电一体化产品还是出现了一些问题,像煤矿核心部分的国产化水平还是相对较低的,单机很多都没有通信功能,可以说这些机电是处于自动化的状态,但是通信是封闭的,虽然说设备的监测信息数据很多,但是很多都没有得到有效的利用。所以说在发展我国的机电一体化产品的时候,在技术上还是要注意以下几点问题:(1)任何一个装置都是要有自主知识产权的,这样才可以进一步的增加机电一体化产品供需比例,不至于比例太过失调;(2)增加机电一体化产品的通信功能,这样才能够让机电一体化产品在今后的运用中更能够适应综合自动化的需要。

4机电一体化的发展趋势

机电一体化是目前集机械、电子、计算机等多种学科的交叉综合,机电一体化的发展也进一步的促进着相关电子技术产业的发展,基于此种情况,机电一体化的发展方向也被奠定,主要方向体现在以下几个方面:(1)光机电一体化。这一系统主要部件为传感系统和信息处理系统,因此运用光机电一体化技术能够改善机电一体化的信息处理系统的相关性能,也正是因为光机电一体化的特殊性能,使得机电一体化产品的发展趋势也正向着这一方向发展。(2)技术产品的网络化。计算机技术的发展带动了网络技术的进步,网络技术的不断发展也进一步的促进者科学技术、政治领域的变化,这样一来,企业的竞争也在不断的出现多元化的趋势,可以说只要有机电一体化产品被研发出来,只要是质量可靠的,基本上都会快速的畅销,这也是网络的功劳,因此机电一体化产品的大方向就是向着网络化的方向发展。(3)全球系统化、智能化。从目前的情况来看。机电一体化产品的全息特征已经显现出来,而且随着科学技术的不断发展,智能化的水平也变得越来越高,使得很多的机电一体化产品具备了判断推理,自主决策等功能,以此来获得更高的控制目标。(4)微型机电化。这里主要指的是尺寸不会超过1厘米的机电一体化产品,也就是说机电一体化的发展进程正在向着纳米的方向发展,使得机电一体化的机体、执行机构、传感器等部件都能够有效的结合在一起,最重要的是体积很小,因此我们说微型及电话也是机电一体化的一个重要的发展方向。(5)机电一体化产品的绿色发展。机电一体化的发展给我国的工业发展带来了巨大的便捷,同时也给人们的生活带来了巨大的变化,使得人们的生活越来越丰富,但是在舒适生活的背后,资源也正在逐渐的减少,生态环境遭受到了前所未有的打击,基于此种情况,人们逐渐认识到了保护环境的重要,要把对自然地伤害弥补上,也正是在这样的一种思想促使下,绿色产品的概念随之产生,可以说在环境异常紧张的今天,绿色化的发展时将来时展的大趋势。

5结束语

第8篇

关键词 接口技术;机电一体化;应用;影响

中图分类号TM77 文献标识码A 文章编号 1674—6708(2012)76—0144—02

1机电一体化的发展现状

究竟什么是机电一体化呢?机电一体化就是将机械技术与电子技术结合运用在一起,对接口、机械、微电子、信息、自动控制、传感测试、电力电子等技术进行综合的应用[1]。随着计算机时代的到来,机电一体化在不断地向各行业、各领域进军,比如说起重运输、冶金、铸造、锻压、纺织、印刷、轻工、办公和通讯等所用的机械类行业,还有机器人和机床,以及量仪, 量具、仪表, 低压电器, 焊接设备, 电机传动装置、电站控制系统、信息装置、军事装备以及医疗器械、家用电器,机电一体化正朝着智能化、系统化、网络化、模块化、微型化、绿色化等方面发展。

2 机电接口技术的概念及分类

2.1 机电接口技术的概念

机电一体化系统可以分为机械系统与微电子系统这两大部分,机械系统与微电子系统在性质上并不相同,各部分得连接必须具备有一定的条件,这个连接条件就是我们所说的“接口”。机电一体化系统必须通过机电接口进行匹配、缓冲、调整等,因此,我们说机电接口是机电一体化的重要部分,机电接口技术的发展影响着机电一体化技术的发展。而机电接口技术是什么呢?顾名思义,机电接口技术就是对机电一体化中的每个系统和各个组成技术进行连接,寻找连接它们的方式和方法。机电接口技术的科学、合理运用能够对机电一体化系统中的各种信息、技术进行有效地融合,优化机电一体化的发展。

2.2 机电接口的分类

机电接口有四类,分别是机—电接口、人—机接口、动力接口和智能接口。1)机—电接口对机器的控制有着很大的影响,它保证了机器的驱动系统、传感器与执行机构之间的连接。能够转换驱动信号,使驱动信号变成执行机构要求的信号、参数,或者是转换执行机构信号,将其变成为传感器需要的信号、参数;2)人—机接口是指人和机电系统的接口, 我们通过这个接口, 能够清楚、明白地观察机器各个系统运行的情况, 控制系统的有序运行,也就是利用人—机接口,使机电系统遵照我们人的意志,根据我们的意愿运转。人—机接口的硬件有输入设备和输出设备, 主要包括键盘、按钮和显示屏等;3)动力接口是指动力源与驱动系统之间的接口,它为驱动系统的正常运行提供所需的动力。不同的驱动系统需要的动力类型并不相同,主要的动力类型有液压、气动、交流电、直流电等。动力类型不同,动力接口也就不一样[2]。但是这些动力接口都有一个相同的特征,那就是可以通过较大的功率;4)智能接口最主要的有三个,第一个是在传感器与控制系统之间,第二个是在控制系统与驱动系统之间,第三个是在驱动系统与传感器之间。智能接口相对其他的接口比较复杂, 但是我们也可以看出它的共同特性: 智能接口根据不同的要求转换、传递信息, 将不同的技术、子系统集合在一起, 形成一个完整的机电系统。我们通常知道的软件功能连接就是运用了智能接口。

3 接口技术的运用

我们都知道,机电接口技术的运用使机电一体化的功能得到了很大的提高,加速发展了一体化技术。接口技术究竟是如何运用到一体化系统当中的?1)连接一体化系统当中的子系统,将接口作为通道。在一体化系统中,每一个子系统都要保证彼此连接,使用电子系统对其进行智能化控制, 并将数字信号转换成为电流信号或者模拟电压,提高信号输出和输入的效果,在这个过程当中要保证电子系统能够控制每一个系统。为了实现上述功能需要有连续的电流,使用接口技术的接口能够充当这个通道,操作员正确进行开关控制就能提供平稳、连续的电流,上述功能的实现也就不成问题;2)将接口技术运用于人机接口,操作员进行手动接口。操作员根据工作需求与机电系统之间进行相应的操作,完成信息的交换,这种就是通常所说的人机接口。机电系统使用输出接口将系统目前的运行参数、结果以及各种情况、状态展示在操作人员面前,操作员按工作要求通过输出系统将指令输入系统当中,系统会自动将指令编成数据、信号, 由接口传递到每一个子系统,系统输出相应参数等, 达到操作员监控一体化系统的工作需要;3)接口技术能够很好的提高系统的输出信号以及信息的质量[3]。传统一体化技术的接口运用还不够成熟,系统输出、显示的信息和数据的质量不是很高。而接口技术的提高,使机电一体化系统提高了信息、数据输出的质量。操作员能够控制信息、数据等运行,对这些信息、数据进行调整,达到监控生产的目的。

4 运用机电接口技术时应注意的问题

机电接口技术发展自机电一体化技术,在运用机电接口技术时,要注意以下几个问题:1)要选择匹配、合理的接口技术,符合机电一体化的运用要求,使各个子系统能够正常运行,机电一体化产品能够得到更好的使用;2)在运用机电接口技术时,为了保证接口技术的科学、合理、可靠,必须对接口技术进行相应的测试,及时、快速地发现问题,并迅速的找到科学的方法来解决。既保证了机电一体化系统的正常、有序运行,又能为以后接口技术产生的问题提供参考依据,促进接口技术的发展;3)在接口当中,人机接口是一种比较常见、常用的接口技术。因为它是人与机电系统的接口,它可以根据我们人的意志进行调整、改变,也就是说,人机接口具有可调性。总之,操作员在使用接口技术时,要根据机电一体化的要求,选择匹配、合理的接口技术,对接口技术进行及时、科学的测试,根据要求进行调整,保证机电一体化系统的稳定、合理运行。

5 机电一体化技术与接口技术的发展

在不断发展、变化的社会当中,在充满挑战的未来里,机电一体化将成为主导。现阶段,机电一体化紧跟大众的需以及信息技术的相结合已经不可避免。对此,受到机电一体化影响颇多的接口技术,当然也在不断进步[4]。社会需求推动接口技术的不断发展,现代人的工作节奏在加快,为了节省时间、提高工作效率,机电接口的快速发展已成为大众的需求。为了一体化的理论研究和发展能够在实际中得到应用,机电接口技术一定要确保能量和信息的转移以及技术的集成。从促进机电一体化发展看,机电接口技术要继续创新发展, 机电接口技术的研究、实践已经成为迫切需要, 同时, 当机电接口技术的研究与发展进入成熟阶段时,应用于机电一体化,一定会促进机电一体化技术的更好发展。

6结论

机电一体化,是由于传统的机械技术已经不能适应社会的需要,为了寻求更先进、有效的技术,传统技术融合社会发展各个阶段的各种信息、技术发展起来的。机电一体化有它的研究发展重点,那就是融合、创新各类机械技术。机电接口技术,是研究机电一体化接口的技术,该技术是为了使传递和转换信息和能量变得十分快速、顺畅, 从而合理、科学地结合系统的各个部分, 构成完整的机电一体化体系。接口技术发展于机电一体化技术,同时也促进机电一体化技术发展。机电一体化发展要求接口技术的提高,对接口技术的研发、创新反过来也能够促进了一体化发展的进程。

参考文献

[1]阮瑞雪.浅谈机电一体化技术及其发展趋势[J].科技信息,2011(17):44—46.

[2]刘志刚.机电系统中的接口问题浅析[J].科学大众(科学教育),2011(6):54—57.

第9篇

关键词:机电一体化;发展趋势;应用分析;

1 机电一体化概述

日本企业界在1970年左右最早提出“机电一体化技术”这一概念,它是将英文Mechanics的前半部分和Electronics的后半部分结合在一起构成的一个新词,取名为“Mechatronics”,意思是机械技术和电子技术的有机结合,机电一体化技术即结合应用机械技术和电子技术于一体。随着计算机技术迅猛发展和广泛应用,机电一体化技术获得前所未有的发展,成为一门综合计算机与信息技术、自动控制技术、传感检测技术、伺服传动技术和机械技术等交叉的系统技术,目前正向光机电一体化技术方向发展,应用范围愈来愈广泛。

2 机电一体化的发展现状

机电一体化的发展总共经历了3个阶段。上世纪60年代以前是机电一体化发展第一阶段(初级阶段)。这个时期,人们主要利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能。第二个阶段是上世纪70-80年代(快速发展阶段)。这一时期计算机技术、控制技术、通信技术都得到了快速发展,为后来的机电一体化发展奠定了技术基础。而大规模、超大规模集成电路与微型计算机的迅猛发展,则为机电一体化的发展提供了充分的物质基础。第三阶段则是上世纪90年代后期至今,这一阶段机电一体化技术开始向智能化方向迈进,进入深入发展时期。此时光学、通信技术等进入了机电一体化,微细加工技术也在机电一体化中崭露头脚,出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支;另一方面对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法,机电一体化的学科体系和发展趋势都进行了深入研究。我国则是从上世纪80年代初才开始在这方面研究和应用。

3 机电一体化技术的应用

(一)机床数控领域

机电一体化在数控机床领域的发展已经有40年的历史,在技术领域有了进一步的提高,无论是在结构上功能上还是在操作上都发展的比较完善。类型具有总线式、模块化、紧凑型的结构,在开放性设计中,这种设计硬件体系和功能模块具有层次性和兼容性的,可以大大提高用户的使用效益和智能化的。在机电一体化的系统研究中分出多级的网络,这样能使复杂加工系统的作业能力的运行。

(二)计算机集成制造系统的领域及工业机器人

计算机系统的组合不是分散的子系统的组合,它是由全局的实践总结出最优的系统的组合,它需要各个部门加强沟通,围绕制造展开工作。当产品的集成度越高,就能够使各个生产要素间的配置更加合理和完善。工业机器人首先出现的是不够灵活的半机器人,它根据示范的动作进行重复的运动,在工作中,不会考虑工作环境和作业对象的变化。而现代的机器人,里面装有不同的传感元件,机器人可以作业环境和对象做出简单的信息判断,并能做出简单的分析。这是机电一体化发展的新成果,也是其发展的前景所在。

4 机电一体化技术的发展方向分析

机电一体化是机械工业发展的进步的表现,近年来,机电一体化在国内外都有了全新的发展,并且广泛的被人们用于各个行业,它的发展和进步依赖并促进相关技术的发展和进步。进入21世纪机电一体化技术将向以下几个方向发展。

(一)机电一体化发展的智能化、数字化趋势

首先机电一体化发展的智能化趋势。机电一体化的发展打破了传统机械自动化或者半自动化的局面,实现了智能化,这也是今后机电一体化的重要发展方向。嵌入式智能控制的算法运用,使机电一体化的产品发展为智能化,是模拟人脑的人工智能的产品,它可以根据系统的设置来做出判断以及决策,可以取代人们的部分脑力劳动。其次机电一体化发展的数字化趋势。奠定机电产品数字化的基础是微控制器及其发展(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则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。

(二)机电一体化发展的网络化趋势

网络技术在20世纪90年代异军突起,其兴起和飞速发展给科学技术、工业生产、政治、军事、教育以及人们的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,利用家庭网络将各种家用电器连接成计算机为中心的计算机集成家电系统(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。

(三)机电一体化发展的微型化、模块化趋势

首先机电一体化将向微型化方向发展。机电一体化产品生产的厂家很多,但是如果统一开发标准机械、电气、动力等方面的机电一体化产品并不是一件容易的事情,制定统一的标准,才能使各部件、单元匹配成功。机电一体化的生产商也可以根据自己产品的需要或者国外最新的产品的模型来进行创新,更新换代自己的产品,并不断地扩大生产规模,使机电一体化的发展走向正规化和统一化。其次机电一体化将向微型化方向发展。在20世纪80年代末机电一体化向微型机器和微观领域发展。国外称其为微电子机械系统(MEMS),泛指几何尺寸不超过1cm3的机电一体化产品,并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小、耗能少、运动灵活,在生物t疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术,微机电一体化产品的加工采用精细加工技术,即超精密技术,它包括光刻技术和蚀刻技术两类。

(四)机电一体化发展的绿色化、系统化趋势

首先机电一体化发展的绿色化趋势。所谓机电一体化产品的绿色化主要是指使用时不污染生态环境,报废后能回收利用。工业经济给人们生活带来了巨大变化。在人民物质丰富、生活舒适的同时资源却在减少,生态环境在不断恶化。于是,人们呼吁保护环境资源,回归自然。绿色产品概念在这种呼声下应运而生,绿色化是时代的趋势。绿色产品在其设计、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。设计绿色的机电一体化产品具有远大的发展前途。其次机电一体化发展的系统化趋势。系统具有随时分解组合的功能,这种功能实现了多子系统互相调和以及整合的需要,机电一体化的系统功能,不但运用在通信系统以外,还运用在远程通讯以及互联网系统,局域网也慢慢的采用。机电一体化在系统方面未来的发展,是会越来越考虑人的因素,模拟人的智能的,甚至可以模拟生物的结构来发展。

第10篇

论文摘要:机电一体化是现代科学技术发展的必然结果。此简述机电一体化技术的基本情况和发展背景,综述国内外机电一体化技术的现状,分析机电一体化技术的发展趋势。

现代科学技术的不断发展,极大地推动了不同学科的交叉与渗透,工程领域的技术改造与革命。在机械工程领域,由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化,使机械工业的技术结构、产品结构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化,使工业生产由“机械电气化”迈入以“机电一体化”为特征的发展阶段。

1机电一体化概述

机电一体化是指在机构的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术,将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。

机电一体化发展至今已经成为一门有着自身体系的新型学科,随着科学技术的不断发展,还将被赋予新的内容。但其基本特征可概括为:机电一体化是从系统的观点出发,综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术及电力电子技术,根据系统功能目标要求,合理配置与布局各功能单元,在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值,并使整个系统最优化的系统工程技术。由此而产生的功能系统,则成为一个机电一体化系统或机电一体化产品。因此,“机电一体化”涵盖“技术”和“产品”两个方面。机电一体化技术是基于上述群体技术有机融合的一种综合技术,而不是机械技术、微电子技术及其它新技术的简单组合、拼凑。这是机电一体化与机械加电气所形成的机械电气化在概念上的根本区别。机械工程技术由纯技术发展到机械电气化,仍属传统机械,其主要功能依然是代替和放大的体系。但是,发展到机电一体化后,其中的微电子装置除可取代某些机械部件的原有功能外,还被赋予许多新的功能,如自动检测、自动处理信息、自动显示记录、自动调节与控制、自动诊断与保护等。也就是说,机电一体化产品不仅是人的手与肢体的延伸,还是人的感官与头脑的延伸,智能化特征是机电一体化与机械电气化在功能上的本质区别。

2 机电一体化的发展状况

机电一体化的发展大体可以分为三个阶段:(1)20世纪60年代以前为第一阶段,这一阶段称为初级阶段。在这一时期,人们自觉不自觉地利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能。特别是在第二次世界大战期间,战争刺激了机械产品与电子技术的结合,这些机电结合的军用技术,战后转为民用,对战后经济的恢复起到了积极的作用。那时,研制和开发从总体上看还处于自发状态。由于当时电子技术的发展尚未达到一定水平,机械技术与电子技术的结合还不可能广泛和深入发展,已经开发的产品也无法大量推广。(2)20世纪70-80年代为第二阶段,可称为蓬勃发展阶段。这一时期,计算机技术、控制技术、通信技术的发展,为机电一体化的发展奠定了技术基础。大规模、超大规模集成电路和微型计算机的出现,为机电一体化的发展提供了充分的物质基础。这个时期的特点是:mechatronics一词首先在日本被普遍接受,大约到20世纪80年代末期在世界范围内得到比较广泛的承认;机电一体化技术和产品得到了极大发展;各国均开始对机电一体化技术和产品给予很大的关注和支持。(3)20世纪90年代后期,开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段,机电一体化进入深入发展时期。一方面,光学、通信技术等进入机电一体化,微细加工技术也在机电一体化中崭露头脚,出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支。

我国是从20世纪80年代初才开始进行这方面的研究和应用。国务院成立了机电一体化领导小组,并将该技术列入“863计划”中。在制定“九五”规划和2010年发展纲要时充分考虑了国际上关于机电一体化技术的发展动向和由此可能带来的影响。许多大专院校、研究机构及一些大中型企业对这一技术的发展及应用做了大量的工作,取得了一定成果。但与日本等先进国家相比,仍有相当差距。

3 机电一体化的发展趋势

机电一体化是集机械、电子、光学、控制、计算机、信息等多学科的交叉综合,它的发展和进步依赖并促进相关技术的发展。机电一体化的主要发展方向大致有以下几个方面:

3.1 智能化

智能化是21世纪机电一体化技术的一个重要发展方向。人工智能在机电一体化的研究中日益得到重视,机器人与数控机床的智能化就是重要应用之一。这里所说的“智能化”是对机器行为的描述,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,使它具有判断推理、逻辑思维及自主决策等能力,以求得到更高的控制目标。诚然,使机电一体化产品具有与人完全相同的智能,是不可能的,也是不必要的。但是,高性能、高速度的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或者人的部分智能,则是完全可能而且必要的。 转贴于

3.2 模块化

模块化是一项重要而艰巨的工程。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、电气接口、动力接口和环境接口等的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又非常重要的事情。如研制集减速、智能调速、电机于一体的动力单元,具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元,以及各种能完成典型操作的机械装置等。有了这些标准单元就可迅速开发出新产品,同时也可以扩大生产规模。为了达到以上目的,还需要制定各项标准,以便于各部件、单元的匹配。

3.3 网络化

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的应用使家用电器网络化已成大势,利用家庭网络(home net)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(computer integrated appliance system,CIAS),能使人们呆在家里就可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将朝着网络化方向发展。

3.4 微型化

微型化兴起于20世纪80年代末,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),泛指几何尺寸不超过1cm3的机电一体化产品,并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小,耗能少,运动灵活,在生物医疗、军事、信息等方面具有无可比拟的优势。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术。微机电一体化产品的加工采用精细加工技术,即超精密技术,它包括光刻技术和蚀刻技术两类。

3.5 环保化

工业的发达给人们生活带来巨大变化。一方面,物质丰富,生活舒适;另一方面,资源减少,生态环境受到严重污染。于是,人们呼吁保护环境资源,回归自然。绿色产品概念在这种呼声下应运而生,绿色化是时代的趋势。绿色产品在其设计、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。设计绿色的机电一体化产品,具有远大的发展前景。机电一体化产品的绿色化主要是指,使用时不污染生态环境,报废后能回收利用。

3.6 系统化

未来的机电一体化更加注重产品与人的关系,机电一体化的人格化有两层含义:一层是如何赋予机电一体化产品人的智能、情感、人性等等,显得越来越重要,特别是对家用机器人,其高层境界就是人机一体化;另一层是模仿生物机理,研制出各种机电一体化产品。事实上,许多机电一体化产品都是受动物的启发而研制出来的。

综上所述,机电一体化的出现不是孤立的,它是许多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和产物。当然,与机电一体化相关的技术还有很多,并且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,机电一体化技术的发展前景也将越来越光明。

参考文献

第11篇

关键词:机电一体化技术;应用;发展趋势

各种产品和装置因为机电一体化技术的发展,也完成了机电一体化,从而达到了自身的整体优化,也有利于产品质量和生产效率的提高,并缩短了新产品生产开发的准备周期,使其由科技成果快速向商品转化,从而深刻变革了传统产业。又由于新产品研发的需要以及发展高精密设备的需要,所以未来的机电一体化技术、产品及其系统必然会向着智能化、系统化、高性能、微型化、轻量化的方向迈进,并最终为国家带来创造巨大的经济和社会效益。

一、机电一体化的特点分析

机电一体化是一门新兴的边缘性的技术学科,它是由机械、电子技术及计算机科学等多个学科互相结合渗透而形成并发展起来的,而机电一体化产品则是运用最新的微电子、计算机技术以机械产品为基础研发出来的新产品。在工程领域对各类技术实践应用后,再加以借鉴与整合就创造出了现在的机电一体化技术,所以说它是在机械、微电子、自动控制、计算机和信息处理、伺服驱动、电力电子等技术以及系统的总体技术的基础上形成的一项高新技术。如下特点是机电一体化产品普遍具有的:具有可以自动监视、诊断、报警、保护的功能;具有自动处理和控制信息的功能,可以通过自动控制系统确保机械的操作者按照设计要求精确地完成预先设定好的程序,以使其不会依靠主观思想来行动,从而保证良好的工作质量和完美的产品合格率,而机械控制的灵敏度和检测的精确度及范围也获得了提高;采用复合技术、复合功能,这脱离了原来传统机电产品单技术、单功能的局限,很大程度上提高了产品的功能水平及自动化的程度;利用程序控制和数字显示技术,减少了操作的按钮和手柄的数目,使操作变得更为简单方便;在不同的应用领域和场合,其具有可以自动控制、自动补偿、调节、自动校验、保护及智能化等功能,从而能够迅速的满足不同用户的不同需求;具体的安装调试过程中,可根据不同用户对象的需要、实际参数的变化等来相应的改变控制程序以使其适应变化的工作方式。

二、机电一体化技术的应用分析

经过多年发展,机电一体化技术在操控精度、功能以及构造等方面的应用效果非常明显。比如,在构造方面,应用总线和CPU的体系结构,实现结构的模块化、构造紧凑型和总线式。在功能方面,采取开放性的设计,并采用WOP技术,实现数控机床智能化,加上大容量储存器、单片机组成的控制机以及单板机的应用,大大提高了数控机床技术的精度,为产品生产提供了技术支持。CIMS是指计算机制造和集成系统,加强机电一体化技术在CIMS中的应用,实现全局动态的综合化和最优化,突破传统部门间的界限,保证控制信息流和物流的畅通,将产品开发、生产准备、经营决策及经营管理等有机结合,提升企业的集成度,优化配置各生产要素,从而充分发挥机电一体化技术在各要素配置中的作用。FMS是指柔性制造系统,该系统主要是由料盘、计算机、数控机床、自动搬运小车、机器人以及自动化仓库等部分构成,根据装配的实际需求,能随机按量生产任何工件,该系统主要适用于批量小、品种多、需要频繁更改的零散构件的生产。加强机电一体化技术在FMS中的应用,有助于提高生产效率和质量。机电一体化技术在工业机器人中的应用主要经历了三个阶段,第一阶段,工业机器人按照规定重复某一动作,对对象变更及作业环境的应变力比较差;第二阶段,工业机器人拥有较为先进的传感元件,能处理和获取对象的一般信息以及作业环境相关情况,反馈信息,并控制动作方式,该阶段的工业机器人已经具备低水平的职能,实现了实用化。第三阶段,工业机器人逐渐向智能化方向发展,能获得感知。并能运行较为复杂的逻辑思维,做出科学准确的决策和判断,特别是具备较强的行动独立性和环境适应性。

三、机电一体化技术发展前景及趋势

第一,高性能化。随着科技和经济的发展,对机电一体化技术的要求更加严格,为了顺应时代的发展,新一代的机电一体化技术对效率、速度、可靠度以及精度的要求非常高。因此,实现机电一体化技术在高效率、高速度、高可靠度、高精度、高性能化是未来发展的重要趋势第二,微型化。微型化主要是指机电一体化技术逐渐朝着微型领域或微型机器方向发展,源于人们对先进技术微型化的追求。微型机电一体化的产品在信息、医疗以及军事等方面有着巨大的优势,具体表现是产品耗能低、体积小、运动灵活,能完成常人无法完成的任务。第三,智能化。智能化是机电一体化技术的重要发展方向之一,人工智能已引起社会各界的广泛关注,智能化包括悼鼗床智能化和机器人智能化。智能化是针对机器行为而言,以控制理论为指导,吸收各种新方法、新思维,模拟人类智能,提高推理判断、逻辑思维及自我决策的能力,提高了控制目标。目前,机电一体化产品还很难具备与人同样的智能,但可以利用高效率、高性能的微处理器,实现机电一体化产品的高级智能或人类部分智能。第四,网络化。随着网络技术的不断发展,市场竞争环境发生巨大的变化,从而为网络技术和机电一体化技术的融合创造了有利条件。随着网络的普及,涌现出各种远程控制技术和监视技术,远程控制终端设备实际是一种机电一体化产品。另外,由于局域网技术和现场总线技术的应用,家用电器逐渐朝着网络化方向发展,利用以计算机为中心的集成用电器系统,人们不出门就能享受各种高科技带来的便利。因此,网络化是机电一体化技术发展的重要方向。

四、结语

综上所述,就机电一体化技术的应用及发展趋势进行探讨具有十分重要的意义,我们在认清机电一体化技术概念的同时还应加大对其的推广、应用和研发力度,大力发展市场经济,以不断推进社会主义事业的可持续发展。

参考文献:

第12篇

Abstract: The emergence of mechatronics is not isolated, it is the crystallization of many scientific and technological development, social development of productive forces to a certain stage requirements. Articles in the analysis of mechatronics development process, based on the trends of mechatronics.

Keywords: mechatronics; development process; trends

当前,机电一体化技术发展飞速,机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系都发生了巨大变化,使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段,机电一体化产品更是日新月异。

一、机电一体化技术的发展历程

机电一体化技术的发展大体可以分为三个阶段。20世纪60年代以前为第一阶段,这一阶段称为初级阶段。在这一时期,人们自觉不自觉地利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能。特别是在第二次世界大战期间,战争刺激了机械产品与电子技术的结合,这些机电结合的军用技术,战后转为民用,对战后经济的恢复起了积极的作用。那时研制和开发从总体上看还处于自发状态。由于当时电子技术的发展尚未达到一定水平,机械技术与电子技术的结合还不可能广泛和深入发展,已经开发的产品也无法大量推广。20世纪70―80年代为第二阶段,可称为蓬勃发展阶段。这一时期,计算机技术、控制技术、通信技术的发展,为机电一体化的发展奠定了技术基础。大规模、超大规模集成电路和微型计算机的迅猛发展,为机电一体化的发展提供了充分的物质基础。

我国从20世纪80年代初才开始在这方面研究和应用。国务院成立了机电一体化领导小组并将该技术列为“863计划”中。在制定“九五”规划和2010年发展纲要时充分考虑了国际上关于机电一体化技术的发展动向和由此可能带来的影响。许多大专院校、研究机构及一些大中型企业对这一技术的发展及应用做了大量的工作,取得了一定成果,但与世界先进国家相比仍有相当差距。

二、机电一体化的发展趋势

机电一体化是集机械、电子、光学、控制、计算机、信息等多学科的交叉综合,它的发展和进步依赖并促进相关技术的发展和进步。因此,机电一体化的主要发展方向如下:

1、光机电一体化。

一般的机电一体化系统是由传感系统、能源系统、信息处理系统、机械结构等部件组成的。因此,引进光学技术,实现光学技术的先天优点能有效地改进机电一体化系统的传感系统、能源(动力)系统和信息处理系统。光机电一体化是机电产品发展的重要趋势。

2、智能化。

今后的机电一体化产品“全息”特征越来越明显,智能化水平越来越高。这主要受益于模糊技术、信息技术(尤其是软件及芯片技术)的发展。除此之外,其系统的层次结构,也变简单的“从上到下”的形势而为复杂的、有较多冗余度的双向联系。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。人工智能在机电一体化建设者的研究中只益得到重视,机器人与数控机床的错能化就足萤要应朋。这里所说的“智能化”是对机器行为的描述,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,模拟人类智能,使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力,以求得到更高的控制目标。诚然,使机电一体化产品具有与人完全相同的智能是不可能的,也是不必要的。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,则是完全可能而又必要的。

3、模块化。

模块化是一项重要而艰巨的工程。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、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,具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元,以及各种能完成典型操作的机械装置。这样,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。这需要制定各项标准,以便各部件、单元的匹配和接口。显然,从电气产品的标准化、系列化带来的好处可以肯定,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,模块化将给机电一体化企业带来美好的前程。

4、网络化。

计算机网络技术的兴起和飞速发展给科学技术及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使家用电器网络化已成大势,利用家庭网络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,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。

5、微型化。

目前,利用半导体器件制造过程中的蚀刻技术,在实验室中已制造出亚微米级的机械元件。当将这一成果用于实际产品时,就没有必要区分机械部分和控制器了。届时机械和电子完全可以“融合”,机体、执行机构、传感器、cpu等可集成在一起,体积很小,并组成一种自律元件。这种微型机械学是机电一体化的重要发展方向。微型化兴起于20世纪80年代末,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),泛指几何尺寸不超过1cm3的机电一体化产品,并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小、耗能少、运动灵活,在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术,微机电一体化产品的加工采用精细加工技术,即超精密技术,它包括光刻技术和蚀刻技术两类。

6、绿色化。

工业的发达给人们生活带来了巨大变化。一方面,物质丰富,生活舒适;另一方面,资源减少,生态环境受到严重污染。于是,人们呼吁保护环境资源,回归自然。绿色产品概念在这种呼声下应运而生,绿色化是时代的趋势。绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的过程中,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。设计绿色的机电一体化产品,具有远大的发展前途。机电一体化产品的绿色化主要是指:使用时不污染生态环境,报废后能回收利用。

7、仿生物系统化。

今后的机电一体化装置对信息的依赖性很大,并且往往在结构上是处于“静态”时不稳定,但在动态(工作)时却是稳定的。这有点类似于活的生物:当控制系统(大脑)停止工作时,生物便“死亡”,而当控制系统(大脑)工作时,生物就很有活力。仿生学研究领域中已发现的一些生物体优良的机构可为机电一体化产品提供新型机体,但如何使这些新型机体具有活的“生命”还有待于深入研究。这一研究领域称为“生物――软件”或“生物系统”,而生物的特点是硬件(肌体)――软件(大脑)一体,不可分割。事实上,许多机电一体化产品都是受动物的启发研制出来的。未来的机电一体化更加注重产品与人的关系,机电一体化的人格化有两层含义。一层是,机电一体化产品的最终使用对象是人,如何赋予机电一体化产品人的智能、情感、人性显得越来越重要,特别是对家用机器人,其高层境界就是人机一体化;另一层是模仿生物机理,研制各种机电一体化产品。当然,机电一体化产品虽然有向生物系统化发展的趋势,但还有一段漫长的道路要走。

综上所述,机电一体化的出现不是孤立的,它是许多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。另外,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,机电一体化技术的发展前景也将越来越广阔。

参考文献:

1.李晶.机电一体化技术应用之我见.价值工程,2011年第30卷第3期

2.章浩,张西良,周士冲.机电一体化技术的发展与应用.农机化研究,2006年第7期