机电一体化技术的现状及发展趋势论文_孙达,李东旭

机电一体化技术的现状及发展趋势论文_孙达,李东旭

佳木斯市水利勘测设计研究院 黑龙江佳木斯 154002

摘要:科学技术的发展带动了机电一体化技术的广泛应用。其作为一项综合性极强的技术,是传统技术的新突破,在原有的层面上加入很多新的元素,经过不断的创新和改革,才发展起来。由于计算机技术的普遍,出现很多性能良好的集成电路,所以机电一体化技术的应用方向和领域变得更加宽广。但是机电一体化技术的水平已经不能满足人们的需求,只有通过不断的改进和完善,才能够让我国的机械行业发展水平能够跟上世界的脚步。

关键词:机电一体化技术;现状;发展趋势

1 机电一体化

机电一体化从出现到发展,已经有丰富的理论基础,并融合了各方面的技术,成为一项新学科,随着科技的发展不断加入新内容,有新的内涵。其特征包括:它是从系统、整体的角度出发,综合运用各类技术,包括微電子、自动控制、接口技术等,制定系统的目标,并把系统的目标细化,合理划分功能,明确各单元的工作范围,真正实现提高生产质量与生产的可靠性,减少能耗的目标,体现出其具有的价值,优化技术的应用,并衍生出多个产品种类。

所以,对机电一体化的理解,可以认为是技术与产品,但机电一体化技术是以多个技术为载体,把技术融合后形成的综合技术,具有综合性的特点,并不是把所有技术简单的融合,这是该项技术与原有技术的区别所在。即机电一体化工作中,会引入微电子装置,该装置能够代替原有的零件,实现速度的自动调节,自主检测,搜集生产的信息,调节程序,如果系统发生故障,可自动检测原因并及时保护。

2 当前机电一体化技术主要的应用领域

(1)数控机床数控机床及相应的数控技术经过40年的发展,在结构、功能、操作和控制精度上都有迅速提高,具体表现在:总线式、模块化、紧凑型的结构,即采用多CPU、多主总线的体系结构;开放性设计,即硬件体系结构和功能模块具有层次性、兼容性、符合接口标准,能最大限度地提高用户的使用效益;WOP技术和智能化。系统能提供面向车间的编程技术和实现二、三维加工过程的动态仿真,并引入在线诊断、模糊控制等智能机制;大容量存储器的应用和软件的模块化设计,不仅丰富了数控功能,同时也加强了CNC系统的控制功能;能实现多过程、多通道控制;系统的多级网络功能,加强了系统组合及构成复杂加工系统的能力。

(2)柔性制造系统(FMS)柔性制造系统是计算机化的制造系统,主要由计算机、数控机床、机器人、料盘、自动搬运小车和自动化仓库等组成。它可以随机地、实时地、按量地按照装配部门的要求,生产其能力范围内的任何工件,特别适于多品种、中小批量、设计更改频繁的离散零件的批量生产。

(3)交流传动技术传动技术在钢铁工业中起作至关重要的作用。随着电力电子技术和微电子技术的发展,交流调速技术的发展非常迅速。由于交流传动的优越性,电气传动技术在不久的将来由交流传动全面取代直流传动,数字技术的发展,使复杂的矢量控制技术实用化得以实现,交流调速系统的调速性能已达到和超过直流调速水平。现在无论大容量电机或中小容量电机都可以使用同步电机或异步电机实现可逆平滑调速。交流传动系统在轧钢生产中一出现就受到用户的欢迎,应用不断扩大。

3 机电一体化技术的现状

机电一体化技术经历长时间的生产发展过程,国际上各国从事机械设计、控制功能设计和生产加工的工作人员早已开始研发关于机电一体化的产品,到上世纪八九十年代,大型的集成电器和微型电子计算机得到迅速发展,更加丰富了机电结合形式的内容,目前随着科技的飞速发展,机电一体化产品比如电冰箱、全自动洗衣机、人工机器人等广泛应用于人们的生活工作中。

机电一体化技术是融合机械技术、控制功能、微电子技术等多种技术与一体的产品,打破传统机械工程、信息工程、控制功能等学科的分类,机电一体化技术至今已成为一种具有自身体系的新型学科,鉴于人工智能技术、神经网络技术等领域取得的巨大进步,为机电一体化技术发展提供坚实的基础,促使机电一体化技术逐渐形成完整的学科体系。

4 机电一体化技术的发展趋势

4.1 数字化

现在,很多科学技术都开始向“微”转变,研发出很多新技术,比如微处理器等,其会为单机数字化的发展提供技术支持,就像是上文提到的机器人、数控机床。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆同时,计算机技术与网络技术的发展,也加快了数字技术的发展速度,实现技术的集成处理,而数字化对机电一体化提出的要求是,提高软件运行的稳定性,便于维护,出现故障后可以自我诊断,建立人机互动。

4.2 智能化

在21世纪机电一体化的主要研究就是智能化,智能化主要针对的是机器行为,是基于控制理论,综合运用人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学等一些新技术,让机器能够具有人的基础能力,例如判断推理、罗辑思维和自主决策的能力,通过不断的研究,最终可以达到更高的控制要求。研究出来的机电一体化产品虽然不具备和人一样的能力,然而微处理器具备高速度和高性能的特点,这使机电一体化的产品能够具备低级智能或者人的部分智能完全可以在未来实现。

4.3 光机电一体化

光电一体化技包括两方面,分别是产品和技术。光电一体化产品是一种高科 技产品,是综合运用光学、机械、微电子、自控控制和通信技术,具备高功能和附加值,产品特点极其优良,产品体积较小,重量轻,能够适应各种环境,长时间使用,且使用操作方便、简洁。光电一体化技术是让产品可以通过技术原理实现特定功能的一种技术,技术发展空间较大,如果能够科学使用这种技术,就可以让产品的功能更加齐全,为生产商带来高额利润。

4.4 柔性化

柔性化指的是产品具有两方面功能,首先是产品自身适应性,例如在纺织生产过程中,纺织设备对于各种的纤维都能够适应,不同织物可以依据织机达到不同织造工艺的需求,一旦品种发生改变纺织设备能够迅速做出反应;同时,机械设备的制造商需要具备能力根据用户的需求制造设备,想要实现产品的柔性化必须在设计产品时依据模块化理念,利用PLC、PCC技术等解决设备变频等问题,进一步提高自动化的水平。

4.5 微型化

微型化是高新技术发展的最终目标,微型电机系统是由可控制和可运动的微型机电装置组成的,外形都是毫米量级以下。微型机电一体化的产品具有很多的其他产品无法达到的功能,产品体积小、耗能少,能够医疗和军事领域被广泛使用。

4.6 模块化

因为机电一体化产品生产的种类不断增加,且有众多生产厂家,所以,制定规范的生产标准,规范各类接口的生产,是优化产品生产必做的工作,相对复杂,就像把减速、智能调速、机电一体融合,构建一个动力单元,可处理图像,识别不同的数据、信息,测量距离,控制生产的进行,同时,也会制作能够操作较为复杂、具有典型特点的机械。如此,可以以标准单元为基础,快速研发出很多新产品,扩大生产规模。因此,模块化的操作,必须明确不同产品的生产标准,保证每个零部件有对应的单元与接口。

即机电一体化的模块化转变,可以为新产品的研发提供动力,进一步增加产品的种类,并在原有基础上不断翻新,增加功能,缩短了技术开发的周期,并快速投入市场,用于机械生产。所有的模块单元中,驱动与控制模块单元会建立两条线,串联各个功能,生产产品。

4.7 网络化

随着网络的普及,很多远程控制和监控技术的还在不断发展,而机电一体化产品的就是远程控制终端设备的一种。同时电器网络化发展随着总线和局域网技术的发展成为热门领域,可以通过网络技术将家庭电器组合成一个集成系统,人们出门在外也可以控制家里电器,所以机电一体化产品网络化发展是必然趋势。

结语

机电一体化技术让各个领域的技术科学的结合在一起,是科研人员历经千辛万苦奋战无数个日日夜夜的成果,也是在新时代社会生产力的发展到一定地步必然的产物,机电一体化对人们的生产生活水平的提高有非常重大的意义。随着对机电一体化技术更加深入的研究,相信将来会有更加先进、智能的技术应用于人类的生产生活,机电一体化技术的未来是不可限量的。

参考文献:

[1]刘吉平.浅谈机电一体化技术的现状及发展趋势[J].科技与创新,2015(12):153.

[2]刘泽波.机电一体化技術的现状及发展趋势[J].电子世界,2013(12):103.

[3]林莅莅.浅谈机电一体化技术现状与发展趋势[J].全国商情(理论研究),2011(14):117+119.

论文作者:孙达,李东旭

论文发表刊物:《基层建设》2018年第6期

论文发表时间:2018/5/22

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