探讨机电一体化技术的现状及发展趋势论文_梁文玉

探讨机电一体化技术的现状及发展趋势论文_梁文玉

摘要:在科学技术与信息化技术的持续进步中,工程领域也得到了迅速的发展。机械领域的管理体系、生产方式以及产品结构等都产生了巨变,工业生产正式步入到机械电气化朝着机电一体化的过度阶段。本文主要针对机电一体化技术在相关行业的发展现状与其总体发展趋势进行了探讨,以期得到交流机会。

关键词:机电一体化;机械技术;设备

前言:

在科学技术水平的更新发展过程中,机电一体化早已发展成了一项体系相对独立的研究课题。而在工程领域不断发展的同时,我们必须保证这一技术的持续更新,综合运用机械技术、网络技术、电力电子技术和微电子技术等,让整个系统处于最优化,有效促进机电一体化技术的发展。

一、机电一体化技术的概述

纵观机电一体化的发展历史,我们可以把它分成三大部分。20世纪60年代为第一个部分,在此阶段,人们通过对电子技术的初步应用,来试着提高机械产品的性能。因为第二次世界大战的刺激,促使电子技术与机械产品进行结合,战争时期的军用技术最终转化为民用技术,该时期的研究基本上处在自发的状态。因为该时期电子技术的发展水平较低,机电一体化无法实现更为深入的发展,其所开发的产品也不能进行有效的推广使用。第二部分是上个世纪70-80年代,处在此时期,通信技术、信息化技术以及控制技术都获得了巨大的突破,为机电一体化的发展打下了坚实的基础。机电一体化的概念最初被日本人所理解,后来经过短短几年的发展,终于在80年代得到世界的认可,各个国家都纷纷重视机电一体化技术起来。而那个世纪的90年代末则属于第三部分,那也是标志着机电一体化技术真正达到了深度发展的阶段。其一,机电一体化已经开始在通信与光学等领域中得到应用,基于机电一体化技术的微细加工技术也逐步在推广中;其二,针对机电一体化系统的分析、集成方法以及建模设计,众多专家与学者开始针对机电一体化的发展趋势与学科体系都进行了深入的研究分析。

二、机电一体化现状

在我国,机电一体化技术广泛运用于机械制造业等各个行业领域中。我国在自主生产数控机床方面,其年产量早已超过三千套,并且生产出来的数控加工机床其精度性可以达到很高的要求。同时,在计算机集成制造方面,其技术和理论在我国长期发展中已经奠定了坚固的基础,并且现已开展了相关技术在不同领域的应用,其重视程度和投入资本均已达到国家级。

1.在钢铁企业中的应用

机电一体化技术在钢铁企业中有许多的应用,其主要原理就是通过计算机集成制造系统使相关人员的管理、生产的管理和营销的管理成为一个有机的整体,全面管理从原材料到产品的每一步,保障全局控制。如今现代信息技术的不断发展,已经可以实现信息的智能化传输,甚至通过相关媒体有效控制,还能实现双向控制,充分发挥机械自动化的功能。在钢铁企业中,利用开放式控制系统可以有效地达成信息交换的共识。根据相关设计标准,可以实现产品的兼容、互换,达到资源共享的目的。在现代通信技术的应用中,结合各种设施以及计算机的多重控制,从而实现控制与经营管理的集成,使生产和控制一体化。

2.在汽车行业中的应用

机电一体化技术在汽车行业中应用的主要原理是利用微机来对发电机系统的重要部位进行控制,通过微处理器的发动机实现复杂电路的集成,然后把每个传感器接受的信号都传输到发电机中进行后续处理。此外,在控制发电机时,由于对燃料有非常高的需求,因此必须对点火时间和循环排气率进行细致的计算,而这些都可以利用微机来实现。在处理数据之后,得出合理的时间进行有效传送,还要对空气与燃料质量之间的比例大小进行适当的控制。另外,机电一体化技术不止在交通运输行业这个大的方向具有不错的发展前途,在平时的行车过程中,亦有非常不俗的表现。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆结合日常生活来看,许多司机在行车过程中都会面临停车和倒车等问题,这时候在汽车行驶过程中往往需要司机减速并且观察周围环境,而车载雷达系统很便捷地降低了观察环境的繁琐程度。在汽车进行倒车、停车的过程中,车载雷达系统可以在遇到障碍物之前进行自动报警,提醒司机注意交通事故的避免。

三、发展趋势

1.自动化发展

一直以来,自动化都是机电一体化技术发展的一个关键的发展方向。 而在信息化发展逐渐成熟的21世纪,“自动化”的更进一步发展则是“智能化”。“智能化”对于机器行为有较高的控制要求,是综合了各种科学技术才形成的新发展趋势。虽然目前的科学技术还无法做到使机电一体化产品具有与大脑相近的智能,但是某些高性能和效率的微处理器已经赋予部分机电一体化产品低级智能。相信在不久的将来,在此方面的研究可以囊括人工智能、计算机科学和模糊数学等新方法,在机电一体化技术中实现人类智能的模拟,使机械具备一定的逻辑思维,从而大幅度提高工作效率。

2.网络化趋势

计算机技术普及后最主要的特征就是网络化的普及,网络技术的普及无形之中改变了人们的生活,给人们的生活带来了巨大的变革。因此,机电一体化产品朝着网络化方向发展更是大势所趋,是契合当今社会发展的必经阶段。如今人们已对网络不再感到陌生,网络正在使人们的生活全面地发生着改变,而基于网络的远程控制技术和监控技术在日常生活中也是随处可见,例如可以实现远程控制的无线传输设备就是一个杰出的例子。又比如,在工业生产中,机电一体化的网络化应用更是不胜枚举,下图即为CNC程序操作的其中一个例子。

家里常用电器连接成一个网络,利用一台计算机作为控制中心,构成一个完整的家庭控制系统,在不久的将来,机电一体化的网络化产品必定要进入广大老百姓的家庭,为寻常百姓真正带来科技发展的好处。

3.模块化趋势

由于机电一体化生产出来的产品种类多样,加上生产厂家良莠不齐,使得机电一体的模块化成为了一项任重而道远的巨大工程。因此在当下,对配备标准机械、电气或动力接口等的机电一体化产品的研发就变得刻不容缓了。比如,通过模块来批量研究生产出具备视图、识音、和测距等实用功能的机械设备。在确立了一定的标准的情况下,可以快速地研制新产品,同时扩大生产规模。

4.微型化趋势

机电一体化向微型机器发展的趋势,被称为微型化趋势。然而,虽然微型化机电一体化的拥有诸如产品体积小、耗能少和运动灵活等特色,微型机电一体化发展目前却出现了停滞不前的问题,这主要是因为微机械技术的不发达。微型机电一体化产品的加工一般都采用超精密技术,其中就有光刻技术和蚀刻技术等,因此在这两种技术的提高上,我国仍需加大力度。机电一体化的微型化实现了结构设计的革新,同时在对结构尺寸有特殊要求的行业有着许多实际应用,比如医学、航空和军事等重要科技领域。

5.环保化趋势

工业的高度发展对人们的日常生活造成了翻天覆地的巨变,不但使物质生活变得丰富多彩,而且还使生活方式也变得舒适快捷。然而科学是一把双刃剑,它在为人们带来优厚的福利同时,也让人们付出了许多惨痛的代价,比如人们不得不面对的资源匮乏、生态污染等环境问题。因此,通过新型的机电一体化技术应运而生的相关绿色环保化的产品必将受到人们的青睐。

结语:

21世纪以来,机电一体化的开发和研究对于机械领域的各方面发展都有推动作用,给传统的机械行业带来了巨大的冲击,同时也创造出了全新的发展空间。目前我国对于机电一体化的研究、发展和创新都还远远不够,因此从长远的角度来看,要想在机械制造领域做大做强,就必须把机电一体化技术当作该领域的一个重要发展方向持续发展下去。

参考文献:

[1].成文斌.机电一体化技术的现状和发展趋势研究[J].科技论坛,2012(02).

[2].宋大力.机电一体化技术的现状及发展趋势[J].实践与探索,2011(01).

论文作者:梁文玉

论文发表刊物:《基层建设》2015年18期

论文发表时间:2015/10/12

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