機電一體化范文

1、1機電一體化技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域和發(fā)展前景機電一體化技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域和發(fā)展前景摘要:機電一體化是一種復(fù)合技術(shù)是機械技術(shù)與微電子技術(shù)、信息技術(shù)互相滲透的產(chǎn)物是機電工業(yè)發(fā)展的必然趨勢。文章簡述了機電一體化技術(shù)的基本結(jié)構(gòu)組成和主要應(yīng)用領(lǐng)域并指出其發(fā)展趨勢。關(guān)鍵詞:機械工業(yè)機電一體化數(shù)控模塊化現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展極大地推動了不同學(xué)科的交叉與滲透引起了工程領(lǐng)域的技術(shù)改造與革命。在機械工程領(lǐng)域由于微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機械工業(yè)的滲透所

2、形成的機電一體化使機械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品機構(gòu)、功能與構(gòu)成、生產(chǎn)方式及管理體系發(fā)生了巨大變化使工業(yè)生產(chǎn)由“機械電氣化”邁入了“機電一體化”為特征的發(fā)展階段。一、機電一體化的核心技術(shù)機電一體化包括軟件和硬件兩方面技術(shù)。硬件是由機械本體、傳感器、信息處理單元和驅(qū)動單元等部分組成。因此為加速推進機電一體化的發(fā)展必須從以下幾方面著手。(一)機械本體技術(shù)機械本體必須從改善性能、減輕質(zhì)量和提高精度等幾方面考慮?，F(xiàn)代機械產(chǎn)品一般都是以鋼鐵材料為主為了

3、減輕質(zhì)量除了在結(jié)構(gòu)上加以改進還應(yīng)考慮利用非金屬復(fù)合材料。只有機械本體減輕了重量才有可能實現(xiàn)驅(qū)動系統(tǒng)的小型化進而在控制方面改善快速響應(yīng)特性減少能量消耗提高效率。(二)傳感技術(shù)傳感器的問題集中在提高可靠性、靈敏度和精確度方面提高可靠性與防干擾有著直接的關(guān)系。為了避免電干擾目前有采用光纖電纜傳感器的趨勢。對外部信息傳感器來說目前主要發(fā)展非接觸型檢測技術(shù)。(三)信息處理技術(shù)機電一體化與微電子學(xué)的顯著進步、信息處理設(shè)備(特別是微型計算機)的普及應(yīng)

4、用緊密相連。為進一步發(fā)展機電一體化必須提高信息處理設(shè)備的可靠性包括模數(shù)轉(zhuǎn)換設(shè)備的可靠性和分時處理的輸入輸出的性而提高處理速度并解決抗干擾及標(biāo)準(zhǔn)化問題。(四)驅(qū)動技術(shù)電機作為驅(qū)動機構(gòu)已被廣泛采用但在快速響應(yīng)和效率等方面還存在一些問題。目前正在積極發(fā)展內(nèi)部裝有編碼器的電機以及控制專用組件傳感器電機三位一體的伺服驅(qū)動單元。(五)接口技術(shù)為了與計算機進行通信必須使數(shù)據(jù)傳遞的格式標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)格化。接口采用同一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格不僅有利于信息傳遞和維修而且可以

5、簡化設(shè)計。目前技術(shù)人員正致力于開發(fā)低成本、高速串行的接口來解決信號電纜非接觸化、光導(dǎo)纖維以及光藕器的大容量化、小型化、標(biāo)準(zhǔn)化等問題。(六)軟件技術(shù)軟件與硬件必須協(xié)調(diào)一致地發(fā)展。為了減少軟件的研制成本提高生產(chǎn)維修3一體化的發(fā)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(tǒng)的集成化與智能化為嵌入智能控制算法創(chuàng)造了條件有力地推動著機電一體化產(chǎn)品向智能化方向發(fā)展。智能機電一體化產(chǎn)品可以模擬人類智能具有某種程度的判理、邏輯思維和自主決策

6、能力從而取代制造工程中人的部分腦力勞動。(二)系統(tǒng)化系統(tǒng)化的表現(xiàn)特征之一就是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進一步采用開放式和模式化的總線結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)可以靈活組態(tài)進行任意的剪裁和組合同時尋求實現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制和綜合管理。表現(xiàn)特征之二是通信功能大大加強一般除RS232等常用通信方式外實現(xiàn)遠(yuǎn)程及多系統(tǒng)通信聯(lián)網(wǎng)需要的局部網(wǎng)絡(luò)正逐漸被采用。未來的機電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系如何賦予機電一體化產(chǎn)品以人的智能、情感、人性顯得越來越重要。機電一體化產(chǎn)品還可根據(jù)一些生

7、物體優(yōu)良的構(gòu)造研究某種新型機體使其向著生物系統(tǒng)化方向發(fā)展。(三)微型化微型機電一體化系統(tǒng)高度融合了微機械技術(shù)、微電子技術(shù)和軟件技術(shù)是機電一體化的一個新的發(fā)展方向。國外稱微電子機械系統(tǒng)的幾何尺寸一般不超過1cm3并正向微米、納米級方向發(fā)展。由于微機電一體統(tǒng)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(xì)操作故在生物醫(yī)航空航天、信息技術(shù)、工農(nóng)業(yè)乃至國防等領(lǐng)域都有廣闊的應(yīng)用前景。目前利用半導(dǎo)體器件制造過程中的蝕刻技

8、術(shù)在實驗室中已制造出亞微米級的機械元件。(四)模塊化模塊化也是機電一體化產(chǎn)品的一個發(fā)展趨勢是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多研制和開發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機械接口、電氣接口、動力接口、信息接口的機電一體化產(chǎn)品單元是一項復(fù)雜而重要的事它需要制訂一系列標(biāo)準(zhǔn)以便各部件、單元的匹配和接口。機電一體化產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)可利用單元迅速開發(fā)新產(chǎn)品同時也可以不斷擴大生產(chǎn)規(guī)模。(五)網(wǎng)絡(luò)化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展對機電一體化有重大影響使其朝著網(wǎng)絡(luò)化方向

9、發(fā)展。機電一體化產(chǎn)品的種類很多面向網(wǎng)絡(luò)的方式也不同。由于網(wǎng)絡(luò)的普及基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機電一體化產(chǎn)品。(六)綠色化工業(yè)的發(fā)達(dá)使人們物質(zhì)豐富、生活舒適的同時也使資源減少生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重污染于是綠色產(chǎn)品應(yīng)生。綠色化是時代的趨勢其目標(biāo)是使產(chǎn)品從設(shè)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(tài)環(huán)境無危害或危害極小資源利用率極高。機電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指使用時不污染生態(tài)環(huán)境報能回收

10、利用。綠色制造業(yè)是現(xiàn)代制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展模式。綜上所述機電一體化是眾多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶是社會生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。它促使機械工業(yè)發(fā)生戰(zhàn)略性的變革使傳統(tǒng)的機械設(shè)計方法和設(shè)計概念發(fā)生著革命性的變化。大力發(fā)展新一代機電一體化產(chǎn)品不僅是改造傳統(tǒng)機械設(shè)備的要求而且是推動機械產(chǎn)品更新?lián)Q代和開辟新領(lǐng)域、發(fā)展與振興機械工業(yè)的必由之路。由此可見，機電一體化技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域極其廣闊，發(fā)展前景更是一片光明。機電一體化技術(shù)必將是推動我國工業(yè)發(fā)展的主動力