机电一体化技术的现状和发展趋势论文_陈祖明

机电一体化技术的现状和发展趋势论文_陈祖明

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摘要:机电一体化是一门新兴的综合学科,涉及自动控制技术、传感技术、机械技术、信息技术以及伺服传动技术等。目前在国内外正在迅速发展。对其现在社会的工业化发展起着巨大的推动作用,因此每个国家为了振兴民族工业都在大幅度的推广机电一体化技术,以增强综合国力。本文主要分析探讨了机电一体化技术的现状和发展趋势,以供参阅。

关键词:机电;一体化技术;现状;发展趋势

引言

机电一体化作为一门新型的技术学科,强调机与电的有机结合,它包括技术与产品2个层次上的内容,通过技术实现了产品的升级和发展。机电一体化技术实际上是包括技术基础、技术原理在内的,使相应的机电一体化产品得以设计实现、运用和不断发展提升的技术;而机电一体化产品则是使用机电一体化技术,在机械产品的基础上设计创造出的新一代机电产品。机电一体化技术是建立在现代技术群体发展之上的一种新型的综合技术。

1机电一体化概要

机电一体化是指在机构得主功能、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”涵盖“技术”和“产品”两个方面。只是,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、微电子技术以及其他新技术的简单组合、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。机械工程技术有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力。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,还能赋予许多新的功能,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。即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眼神,具有智能化的特征是机电一体化与机械电气化在功能上的本质区别。

2机电一体化技术的发展现状

机电一体化属于一种将机械工程与电子技术进行有机结合的系统。机电一体化主要指采用相应地方法改进原有的机械产品,并且在使用机械产品时能够应用电子技术进行信息、动力以及操作控制等。同传统的电气制作的机械存在的不同之处是,机电一体化实际上是将所有需要应用的技术融合成为了一个整体的综合性较强的技术。随着科学技术的快速发展,机电一体化的体系也越来越健全,而且技术还具有十分明显的特点。立足于技术层面可以看出,机电一体化主要包括电子技术、计算机技术以及自动控制技术等,因此,在应用以上技术的过程中需要进行适当的磨合,并且采取科学的手段将这些技术进行有机结合,以此来促进机械生产实现高效、低能。

3机电一体化技术的发展趋势

3.1智能化

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。随着计算机技术、通讯技术、集成电路技术的飞速发展,以全数字式现场总线技术为代表现场控制仪表、设备大量应用,使得传统的现场控制技术及现场控制设备发生了巨大的变化。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆电子技术的飞速发展及在机械上的广泛应用,使得机械设备的智能化程度越来越高,特别是在控制器技术被引入机械控制领域后,机械设备的操作便利性、安全性、燃油经济性都得到了大幅提高。智能化使产品被赋予类似于人的行为,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。智能化是21世纪机电一体化技术的一个重要发展方向。

3.2系统化

系统化发展的特点是采用开放化和模式化的系统体系结构,形成设备的系统发展,通过多种模式的组合和剪裁建立起机械设备的整体发展和设计系统,并且能够在系统整体发展和设计的基础之上实现子系统的系统管理和综合控制。系统化的机电一体化技术还能推动更为有效而便捷的通信技术发展模式的形成,从而实现更为有效的信息传播和个性化的设备管理、使用方式,为在人性化的设备管理原则之上设计生产出以使用个体需求为主的机电一体化设备提供有利条件。

3.3绿色化

绿色产品已经成为一种必然性趋势。其整个生命过程,对生态环境不会产生危害或是危害极少,而且有很高的资源利用率,这使设计以绿色设计为出发点的机电一体化类产品,更有广阔的发展空间和前途。

3.4微型化

进几年来,微电子技术与机械工程技术融合的紧密程度越来越高,它的操作范围在微米范围内,甚至有之更小的纳米机电系统,以微型化制作的产品,体积更小、能耗更小,可进入更小的空间,因此在医疗、军事、信息等方面有着更大的优势,在航空技术、生物医学、信息技术以及国防军事领域有着更为广阔的应用前景,目前利用硅制造的集成电路、利用半导体器件在制造过程中的蚀刻技术,已经大面积的利用于军用及民用产业。其未来的发展道路更为宽广。

3.5柔性化

柔性化有两层含义,首先是产品具有自适应性,如纺织业中,纺纱设备能方便的适应不同种类的纤维,织机能满足多种织物对织造工艺的要求,在变换品种时能做到方便快捷;其次,机械设备制造商要具备根据用户的要求而为用户定制的能力。实现柔性化的必要条件是产品设计必须贯彻模块化的设计理念。在机械产品设计中,广泛采用基于PLC、PCC、(可编程计算机控制器)、PCS(过程控制系统)、FCS(现场总线控制系统)的解决方案,以及变频调速、交流伺服调速的普及化,不仅使设备的自动化水平大大提高,而且使机械结构,特别是机械传动机构大大简化。

结束语

综上所述,机电一体化在其发展历程当中,并不是以独立的面貌出现的,它融合了多种科学技术,是多种科学技术发展的共同结果,它的出现,不但是社会发展力在快速发展到一定时期和一定阶段的必然求,也是必然产物。从其发展的未来趋势来说,其特点变得日益明显。随着科学技术不断取得新的发展与进步,与这项技术相关的技术还有许许多多;而且,这些技术彼此之间,互相融合、互相促进的发展趋势将会变得越来越明显,作为机电一体化这门新型技术来说,它的发展前景将会变得越来越广阔和越来越光明。

参考文献:

[1]宋美谕,郑永强.浅论机电一体化技术的应用及其发展[J].山东工业技术.2019(02)

[2]李雪峰,逯文祥,胡清华.浅谈机电一体化技术及应用研究[J].中国金属通报.2018(07)

[3]关彤.试论机电一体化技术的应用现状及发展方向[J].中外企业家.2018(20)

论文作者:陈祖明

论文发表刊物:《基层建设》2019年第5期

论文发表时间:2019/4/28

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