李进
淮南舜泰化工有限责任公司 安徽淮南 232000
摘要:所谓的机电一体化技术,指的是结合应用机械技术和电子技术于一体,并且随着计算机技术的发展和应用,机电一体化技术同时获得前所未有的发展。目前已经成为一门综合性多学科交叉的系统技术,为传统机械技术带来根本性变革,并且向着智能化、环保化、网络化和微型化等更为先进的方向发展,向光电一体化技术方向迈进,应用范围十分广泛,已经显著改善了人们的日常生活及生产方式,影响较为深远。
关键词:机电一体化;技术现状;发展趋势
1、机电一体化技术的概述
到目前为止,机电一体化技术已经发展为一个具有完整体系的新兴学科。所谓的机电一体化指的是机械技术、计算机与信息技术、自动控制技术、传感检测技术以及系统技术等结合在一起的技术总称。
第一,机械技术。机电一体化技术的基础就是机械技术,如何同机电一体化技术相适应是其着眼点,利用高新技术对机械技术进行改善,变更其结构、材料以及性能,从而使其重量减小、体积缩小、精度和刚度有所提高以及性能得到改善。
第二,计算机与信息技术。计算机信息处理技术之中包含很多个方面:信息交换、存取、运算、判断以及决策,专家系统技术,精神网络技术以及专家系统技术。
第三,自动控制技术。其中高精度定位控制、速度控制、自适应控制、自诊断校正、不成、再现和检索都包含在自动控制技术当中。
第四,系统技术。所谓的系统技术就是指利用整体概念,将各种先关技术进行组织和应用,以全局角度和系统目标进行出发,把总体分接成为相互关联的多个功能单位。系统技术中最为重要的一个方面是借口技术,这种技术能够保证系统的各个部分进行有机的链接。
最后,传感检测技术。系统的感受器官就是传感检测技术,它能够对自动控制和自动调节进行有效的实现。系统的自动化程序同它的功能成正比。为了保证机电一体化系统达到较高的水平,因该将传感器的能力进行提高,要求其获取信息时能够更加快速和精确,并且能够经受得住严酷的环境考验。
2、机电一体化技术的发展现状
2.1初级发展阶段
二十世纪六十年代以前的时间是机电一体化技术发展的初级阶段,在初级发展阶段,人们开始能够自觉利用电子技术的成果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。
2.2深入发展阶段
从二十世纪六十年代到九十年代后期,机电一体化技术到了迅速发展阶段,在这一阶段,机电一体化技术逐渐智能化,并在迅速发展的基础上不断深入。这一时期,机电一体化技术中又加入了光学和通信技术,微细加工技术在初现在机电一体化技术中,同时,对机电一体化的系统分析和学科体系也进入了深入发展的阶段,神经网络技术、人工智能技术、光线技术的发展为机电一体化技术拓宽了发展前景,促进了机电一体化技术的发展与进步。这个阶段的机电一体化技术为当前的机电一体化发展打下了坚实的基础。
2.3规划发展阶段
这一时期机电一体化技术的发展迈入了智能化的新阶段,由此进入深入发展时期。首先对机电一体化学科体系和发展趋势,以及系统的建模设计、分析和集成方法,都进行了进一步的深入研究。其次是在机电领域采用了光学和通信技术以及微细加工技术,并出现了微机电一体化和光机电一体化的新的分支。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆与此同时激光技术、信息技术、模糊技术等新技术的发展使机电一体化跃上一个新的台阶,神经网络技术、人工智能技术和光纤技术的应用也为机电一体化技术的发展开辟了新的的天地和广阔的发展空间。
3、机电一体化技术的发展趋势
机电一体化作为未来机械工程领域的发展方向,必然要适应未来社会的发展方向,未来的社会将会向环保、智能、轻型、网络等方向发展,所以机电一体化技术不可避免的将会向着这些方向发展。
3.1智能化
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日益得到重视,机器人与数控机床的智能化就是重要应用。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、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。机电一体化产品不可能具有与人完全相同的智能。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。
3.2绿色化
工业革命以后,机械领域的技术革新给人们带来了巨大的方便,对人们的生活、工作产生的深远的影响,但是,在给人们带来方便的同时,也带来了严重的环境污染和资源的浪费。于是,人们对环保型的设计、制造有着很高的呼声,符合绿色化的产品应当在适用时对环境的污染降到最低、对资源的利用提到最高,同时在报废后还能都回收利用。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。
3.3网络化
现阶段,全球经济一体化形势发展迅速且不可逆转,人们通过网络,可以第一时间了解想要的市场信息,最新的技术发展方向,最新的国家政策与相关规定。因为网络技术是当今科学技术发展中速度最快的,为人们的生活和工作提供了效率保障,减少了很大的劳动量。由此,机电一体化技术也将投身于网络化发展的浪潮中,通过网络了解国内外在技术领域的最新动向与研究成果,通过网络,专家学者们可以实现无国界、跨时空的交流和讨论,打破技术垄断,实现资源最有配比,共同推进人类文明向前发展。
3.4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。
3.5微型化
微机电系统(MEMS)是机电一体化科技含量极高的一个重要分支,泛指几何尺寸不超过1cm3的产品。机电一体化的微型化不仅仅是尺寸的缩小,同时会在结构设计、加工方法等方面带来前所未有的发展前景。微机电一体化具有体积小、动作灵活等优势,因此在许多对结构尺寸有特殊要求的行业有着广泛的应用,例如医学、航空、军事等领域都有着广泛的应用。
4、结语
综上所述,机电一体化是在与其相关的基础学科的充分发展的前提下出现的一种新型技术,它是许多科学技术相互交叉,互相融合发展的结晶,是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。随着时代的发展,科学技术不断进步,各种新理论、新技术不断涌现,各学科相互融合进一步深入,机电一体化技术的发展空间也将越来越广阔。
参考文献:
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[2]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):193.
[3]刘占朝.浅谈机电一体化技术的现状及发展趋势[J].华章,2011(20):43-44.
论文作者:李进
论文发表刊物:《防护工程》2018年第10期
论文发表时间:2018/9/19
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