机电工程技术应用及其自动化发展的趋势论文_陈利用

机电工程技术应用及其自动化发展的趋势论文_陈利用

中十冶集团有限公司 陕西西安 710043

摘要:随着我国经济和社会的发展进步,人们对于工程项目的功能设计有了更多的需求和要求,这一情况也促成了许多现代技术的高度融合的趋势。以机电工程技术为例,与过去相比,许多新的技术形式已经慢慢渗透,形成了广泛的专业交叉和对接,其中,以计算机技术和信息技术的渗透最为成功。目前的信息化社会,所有工业和民用领域,计算机都占据着重要的位置,机电一体化就是机电工程技术计算机化的具体表现形式,这造成了机械工业整个体系都发生了翻天覆地的巨大变化,工业生产从机械电气化逐步迈入了机电一体化的阶段。本文从我国机电工程发展现状入手,深入讨论了机电工程自动化技术发展的一些问题,在此基础上,给出了具体的意见建议和解决措施,具有很好的借鉴意义和参考价值。

关键词:机电工程技术;应用;自动化发展;趋势

毫无疑问,机电一体化化技术是对目前广泛采用的自动化技术进一步发展的更高级别,这是一种将集成电路技术、计算机技术、通信技术、精密机械技术、控制技术等进行完美整合的产物。在机电一体化系统中,计算机是整个的核心,系统完成的所有功能都需要计算机系统提供强大的数据计算支持。不妨这样理解,机械系统处理运动和力,以及物质和能量;电子系统处理信息和知识;而机电一体化系统将两种功能有机融合,实现了更智能更复杂的机电工程自动处理功能,其意义可谓重大。

1 机电工程自动化技术概述

1.1 我国机电工程的发展现状

国内的机电工程发展经历了初始的缓慢发展阶段,到上世纪90年代后进入了高速发展时期,此时,国内包括计算机技术、微电子技术、通讯技术、光学技术、机器精密设备仪器等多领域技术的交叉发展,更给机电工程带来了重要的发展契机,并促进了微机电一体化以及光机电一体化技术的共同进步。同时,得益于世界机电技术的蓬勃发展,我国机电工程拥有了完备的技术及理论支持,自行研发出大量集成电路等技术手段,有力地拓展了机电工程的发展空间。

(1)运行模式发生转变

过去的机电工程功能的实现只是通过单一的电子控制加机械执行的技术,而在目前的技术和需求条件下,高新技术的强力介入,支持并带动了机电工程的迅速升级,充分融合了其他先进技术,以信息技术为主要代表,包括光电技术和控制技术等,通过多技术的充分融合运用,使得机电工程功能健全化、形态多元化、作用智能化的目标得以实现,一些更为先进和更能强大的实用技术已经逐步形成,并得到进一步的发展和完善。

(2)向更加智能的方向发展

计算机技术和通信技术的发展、成熟,以及广泛应用,使得信息化成为目前世界范围内一种革命性的潮流。机电工程信息化程度逐步深入,也进一步提高了智能化水平。各项先进的智能化技术也更多地被应用于机电工程的设计和升级中,进一步丰富了机电工程自动化的设计选择,提升了实际的功能的发挥,并以此为基础,进一步衍化出一些与机电工程相关的分支学科,机电工程也因此受益匪浅,坚定不移地走向智能化、专业化、稳定化的发展道路。

(3)以人为本的发展宗旨

因为整个机电工程系统都是为了满足人们某种需要才出现的,无论何时,其设计和发展也必须充分考虑人的因素,贯彻以人为本的发展宗旨。事实也是如此,机电工程的整个发展历程也一直以人为发展核心,新技术的引入更是为了强化这种理念,注重对人类需要和要求的满足,一些人工智能技术被广泛应用于机电工程行业,促进了机电工程的人本化发展的充分实现,也为其更大的发展奠定了坚实的基础,注入了全新的活力。

1.2机电工程技术应用含义

(1)机器构造及其加工原料

用于生产的机电设备其构造组成大多是由机器主体部位的发动机、曲柄连杆、配气、起动、传动、行驶、转向、制动等部分,在实际的运行状态要提升机器的运行效率,必须从改善其主体部位性能、减轻设备质重并提高运转精度等方面加以考虑。对于传统机器产品来说,其通常以钢铁材料为主要加工对象,因此,传统机电设备已不具备很强的市场竞争力。如果想提高设备的运行效率,可以从两个方面考虑,一是从设备结构上改进,二是从加工非传统钢铁材料的生产能力。当设备的主体重量减轻,才可以获得最大化的驱动系统功率,降低不必要的多余能量消耗,进而提高了设备的运行效率。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆

(2)弱电控制线路的系统提升

弱电控制线路可以被有效提升的关键之处在于改善部件间的整体综合性能,基于这样的考虑,可以从设备电机、传感器、信息处理设备、软件等方面进行提高。驱动设备最主要采用的是电机,但电机的工作效率及其响应速度方面还存在一些问题。解决这样的问题就是要发展全面的新型的驱动设备,比如考虑在驱动单元中加装编码器的电机以及控制专用组件、传感器等多位一体的伺服驱动单元。传感器的实际问题主要存在于提高可靠性、灵敏度和精确度等方面,提高可靠性与防干扰又有着直接的关系。为了避免电磁不必要的干扰,目前有采用光纤电缆传感器的趋势。

微电子技术的高速发展,推动了微处理器和微型计算机的开发使用。微型计算机作为信息处理设备的主要设备,大大推进了机电技术应用的发展级别。为进一步发展机电技术应用,必须提高信息处理设备的可靠性、准确性、快速性等特点,最大程度提高处理速度,并解决好抗干扰及其它可能出现的问题。除此之外,在与信息处理设备进去通信时,必须规范数据传递的格式,采用同一标准,这样不仅有利于信息传递和后续维修,而且可以简化设计流程。培养专业技术人才,除低开发成本、开发高速传递方式,以便解决日后更为大容量化的机器运作能力。

2.机电一体化的核心技术

探讨机电一体化技术可以从两个方面入手,即软件技术和硬件技术。软件是系统的灵魂,机电一体化系统要实现什么功能怎么实现,都需要软件给予指示和控制。硬件是实现功能的基础,一切功能必须通过硬件的具体操作才可达成。一般情况下,系统的物理组成主要包括机械本体、传感器、信息处理单元和驱动单元等几个关键部分。为加速推进机电一体化的发展,必须从以下几方面加以考虑。

(1)机械技术

机械技术的改进可以从提升性能、减轻设备质量以及提高操作精度等几个方面入手。只有机械设备本身减轻了重量,才有可能实现驱动系统的小型化,进而在控制方面改善快速响应特性,减少能量消耗,提高效率。

(2)传感技术

解决传感器的问题主要在于提高其可靠性、灵敏度和精确度方面。为杜绝电磁不必要的干扰,目前比较稳妥的解决方案有采用光纤电缆传感器。

(3)信息处理技术

机电一体化的发展,伴随着微电子学的快速进步、信息处理设备的广泛应用,并与计算机和通信等技术密切相关。为进一步发展机电一体化,必须提高信息处理设备的可靠性,包括模、数转换设备的可靠性和分时处理的输入输出的可靠性,进而提高处理速度,并解决抗干扰及标准化问题。

(4)驱动技术

电机作为驱动机构已被广泛采用,但在快速响应和效率等方面还存在一些问题。目前,正在积极发展内部装有编码器的电机以及控制专用组件―传感器―电机三位一体的伺服驱动单元。

(5)软件技术

软件与硬件必须协调一致地发展。为了减少软件的研制成本,提高生产维修的效率,要逐步推行软件标准化,包括程序标准化、程序模块化、软件程序的固化、推行软件工程等。

3 结束语

基于前文的分析,机电一体化技术是对机电工程技术在自动化发展方向上的更高级别形式,可以实现更多更精密的工程操作。其整合了许多目前科学技术领域的最新成果,代表着生产力发展到目前阶段所具备的最高水平。机电一体化促使机械工业发生革命性的变化,大力发展新一代的机电一体化系统产品,不仅是改造传统机械设备的要求,而且是推动机械产品更新换代和开辟新领域、发展与振兴机械工业的必由之路。

参考文献:

[1]马伟.关于机电自动化技术及其发展[J].通讯世界,2015(05)

[2]穆智新,杨芳.浅谈机电自动化实际应用[J].电源技术应用,2013(04)

[3]范翔.试论机电自动化技术及其发展[J].科技创新与应用,2012(13)

论文作者:陈利用

论文发表刊物:《基层建设》2018年第2期

论文发表时间:2018/5/16

标签:;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  

机电工程技术应用及其自动化发展的趋势论文_陈利用
下载Doc文档

猜你喜欢