摘要:机电一体化技术能够有效节约资源,由于其本身智能化水平较高,所有设备的运行都处于被监控状态,所以其可以及时调整低工作量设备的工作功率,有效降低相关能源消耗,同时其具有较高的自动化水平,所以可以大大减少人工投入,降低人力资源消耗,提高生产效率,间接节约资源。基于这诸多优势,对机电一体化技术的应用及未来发展加以探讨十分必要。
关键词:机电一体化;应用;发展趋势
一、机电一体化技术现状
1、从自动机与生产线的应用。机电一体化对工业生产有重要作用,因此在自动机与生产线上的应用较为普遍,随着社会经济的发展,很多自动化生产线和设备被运用到基础建设中,推动了现代工业生产力的发展,例如在塑料制品,玻璃制品的制造中,都要用到自动机,而机电一体化技术的使用提高了工作效率,减轻了员工负担,为企业减少不必要的员工人数。同时,机电一体化技术也应用到了计算机技术中,效果显著,在未来研究方向中,发现可编程式控制机器装置,这也是未来工业化生产的一大突破。
2、应用于数控机床制造业。关于机电一体化技术在数控机床领域的应用,能实现其在功能,结构和生产领域的操作,经过多年技术的研究,在构造方面实现了飞跃发展,在数控机床的功能设计方面,采用自主开放式设计,使用机电一体化技术能最大化节省资源,提高用户使用效益,为企业赢得了群众的欢迎和优良的信誉度,同时还使数控机床领域的生产的智能化逐步实现,机电一体化技术系统可全面为生产车间提供技术指导,并且能做到二维,三维仿真效果。给数控机床的生产带来了庞大的科学技术支持,另外,机电一体化技术的应用实现了大容量的信息存储,更能丰富数控的功能,以便企业生产效率更高,生产速度更快。
二、机电一体化关键技术
1、信息处理技术。信息处理技术包括信息的输入、变换、运算、次数和输出技术。信息处理是否及时正确,直接影响机电一体化产品的质量和效率,成为机电一体化产品的关键技术。在信息处理技术方面存在的问题有减轻重量、提高处理速度、提高可靠性和抗干扰能力以及标准化、提高操作性及便于维修保养等。
2、检测传感技术。检测传感器的检测对象有位移、压力、温度、速度、加速度、流量等物理量,其检测精度的高低直接影响机电一体化产品的性能好坏。检测传感技术的主要难点在于提高可靠性、精度和灵敏度。
3、自动控制技术。自动控制技术包括高精度定位控制、速度控制、自适应控制、自诊断、校正、补偿、再现、检索等技术。其技术难点是现代控制理论的工程化与实用化,以及优化控制模型的建立等。
4、精密机械技术。机电一体化产品对精密机械提出的新要求有:减轻重量、缩小体积、提高精度、提高刚度、改善动态性能等。
三、机电一体化技术的应用
1、建筑材料方面的应用:由于建筑材料在工程施工过程中所占比例较大,所以对其管理较为严格。而应用机电一体化技术,能够确保建筑材料的高质量、多功能优势。此外建筑材料的级配控制直接影响建筑质量,如果未能达到相关标准,则其使用寿命会大幅下降,甚至出现安全隐患。而在建筑材料中应用机电一体化技术,可以确保每一次级配都能够符合相关标准,有效规避误差,切实保障建筑工程质量。
2、在数控机床和自动生产线方面的应用:我国数控机床技术的发展与数控机床建设之间存在紧密联系,尽管当前我国机电一体化技术不断发展完善,逐渐成熟,但其综合水平尚处于全球中游位置,对此尚需要进行持续改进,才能够有效促进数控机床技术的发展。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在自动生产线方面,机电一体化技术也得到了极为广泛的应用,有效的提升了我国工业化进程,促进我国工业4.0的伟大目标得以尽早实现。
3、在煤矿企业中的应用。在煤矿企业中,机电一体化技术主要用于地下开采作业。因为作业在地面以下,对工人的人身安全造成了很大的威胁。机电一体化技术的应用,可以让井下作业实现自动化、机械化,既能提高工作效率,又能保障工人的安全,因此,井下机器人的智能化操作已成为煤矿行业的发展趋势。
四、机电一体化发展趋势
机电一体化的特点是交叉多个学科且综合性很强,它的发展进步促进机械、电子、光学、控制学、计算机等多个学科的发展,纵观国内外目前机电一体化发展的现状,未来的机电一体化技术将朝着以下几个方面发展。
1、智能化。智能化是研究开发用于模拟、延伸和扩展的智能理论、方法、技术的一门新型学科,目前正在逐渐向机电技术靠拢,是21世纪机电一体化技术发展的重要方向,它本是在控制理论的基础上,吸收人工智能、模糊数学、心理学和混沌动力学等。使其具有一定的判断思维、逻辑思维、决策思维等能力,以求达到更高的控制目标。未来的机电一体化产品智能化水平将会越来越高,不仅仅体现在生产加工方面,同时产品的系统层次结构也会由简单的从上到下的形式变为复杂以及相互交接有更多冗余度的双向联系。
2、网络化。随着网络技术的发展,市场环境竞争发生着重要的变革,不仅仅在生产企业内部实现了网络技术的控制,同时产品的虚拟化、产品销售的线上变革、基础消费的网络化、服务技术的多元化、都将成为市场竞争的必然发展趋势,机电一体化产品基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾,而控制的终端设备本身就是机电一体化的产物。利用网络将数据终端与集成家电系统相互连接,使得人们体验控制各种高科技产物带来的方便与快乐,因此机电一体化未来的发展将紧密与网络化融为一体。
3、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。
4、模块化。机电一体化产物一般分为机械部分、电子部分和软件部分。模块化技术是这三个部分的共同产物,模块化技术可以大幅度降低产品的研发及生产成本,提高不同产品之间的通用化程度,提高产品的可装配性、可维修性、可扩展性,同时也更方便于企业产品的更快速发展。模块化是机电一体化系统的基本方法和发展趋势,小到家庭所用的插座键盘,大到汽车及耗材,越来越多的模块化机电产品将出现在市场上,利用这些不断发展的模块化机电产物,企业可以迅速的设计和制造出更好更为人性化的机电一体化产品。
5、绿色化。随着机械工业的飞速发展,传统的发展模式基本上是以消耗大量资源为基础而得到的。随着社会对物质生活越来越高的要求,这种高投入高输出的发展模式已经被社会所淘汰,这种粗放型生产,违背了可持续发展的的基本方针,降低机械系统的生产材料消耗、降低机械系统的能耗消耗、降低其对环境的污染、提高机械系统的回收性,是未来发展的必要方向,最终机械产品要朝着可持续性发展的绿色化道路前进。
结束语
机电一体化技术实质上是多种技术融合升华的结果,这也是社会生产力不断发展进步的必然产物。随着科学技术的快速发展,机电一体化技术作为工业领域的重要发展动力,其在未来将会拥有更为广阔的应用前景。
参考文献:
[1]朱柏刚.浅谈智能制造中机电一体化技术的运用[J].电子世界.2019(20):178-179.
[2]王磊.企业智能制造中机电一体化技术的应用[J].科技视界.2019(16):341-342.
论文作者:楼瀚骋
论文发表刊物:《电力设备》2019年第15期
论文发表时间:2019/11/26
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