机电一体化技术的现状和发展趋势论文_应成根

机电一体化技术的现状和发展趋势论文_应成根

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摘要:随着社会的不断发展,人们现实生活中用到的家用电器设备越来越多,这些家电也都是通过工业机械生产出来的。因此,可以间接的说,机电一体化技术早已经渗透到了人们的社会生活中,并且与人们的生活息息相关。机电一体化技术的应用不仅推动了我国机械制造工业快速发展,也促进了我国经济的快速提升。信息时代的科学技术发展,也必将机电一体化技术带入一个全新的领域。本文通过对机电一体化技术现状的分析,阐述了自己对其发展趋势的认识和看法。

关键词:机电一体化;发展现状;趋势

1机电一体化概要

机电一体化是指在机构得主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术,将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。

机电一体化发展至今也已成为一门有着自身体系的新型学科,随着科学技术的不但发展,还将被赋予新的内容。但其基本特征可概括为:机电一体化是从系统的观点出发,综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术、电力电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术,根据系统功能目标和优化组织目标,合理配置与布局各功能单元,在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值,并使整个系统最优化的系统工程技术。由此而产生的功能系统,则成为一个机电一体化系统或机电一体化产品。

2机电一体化技术的发展现状

机电一体化是科学技术和机械工业发展到一定程度的产物。早在20世纪60年代,国外一些国家就开始尝试着机电一体化技术应用到工程机械上去。逐步的国内一些机械工业上开始广泛应用机电一体化技术。一直到20世纪90年代中后期,机电一体化经历了漫长的发展过程。以下就分析一下机电一体化技术国内外发展的过程和现状。

2.1机电一体化国外发展现状

20世纪60年在,在国外一些国家,机电一体化得到了人们的认识和应用,尤其是在一些工业较为发达的国家。机械化制造领域,机电一体化的产品,如数控机床等能占到所有机床的三分之一,并且后来以每年30%左右的速度快速增长。这样以来,机电一体化技术在工业上的广泛应用,使其产品本身和机电一体化产品的技术含量也得到了更大的提升。1970年日本企业界将机械技术与电子信息技术结合在一起的这门学科称为机电一体化技术。并在随之到90年代中后期,随着计算机技术的应用和发展,机电一体化技术也得到更深层次的改革和发展,并且在自动控制技术、传感技术和机械技术、电子信息技术等多个方面有了质的提升,并且应用范围从大的工程机械应用制造,到百姓家庭生活电器的制造使用。并且一度日本和美国等工业发达国家的数控机床,电器制造以及电器等产品,领先世界同行业产品。并且从产品的研发、生产、经营都形成了一定的规模,并且对机电一化进行更高的领域提供了有利的发展条件。

2.2机电一体化国内发展现状

我国的机电一体化应用和发展较晚,是在20世纪改革开放以后,在80年代初期,我国大力发展工业经济,由于国内自身的技术条件和人才经济条件跟工业发达国家相比差距较大。一方面一些大型的数控机床,精密设备都需要从美国等一些工业较为发达的国家进品。另一方向国家筹备各方面的财力、物力、人力投入到机电一体化的研究中去,国家国务院还专门成立了机电一体化研究领导小组,组织机电一体的研发和攻关。并且在大专院校内设立机电一体化专业培养专业人才,组织专家加强钻研与实践,使机电一体化技术迅速渗透到我国的各个行业中。由于该项技术在我国起步较晚,虽然目前跟美国、日本等国还有一定的距离。但到目前为止在数控机床技术、工业机器人技术和计算机集成制造系统等多个方面也取得了一成绩,并且已经在多个行业广泛应用。

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3机电一体化技术的发展趋势

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的研究中日益得到重视,机器人与数控机床的智能化就是重要应用之一。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。诚然,使机电一体化产品具有与人完全相同的智能,是不可能的,也是不必要的。但是,高性能、高速度的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或者人的部分智能,则是完全可能而且必要的。

3.2模块化

模块化是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多,研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口和环境接口等的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又非常重要的事情。如研制集减速、智能调速、电机于一体的动力单元,具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元,以及各种能完成典型操作的机械装置等。有了这些标准单元就可迅速开发出新产品,同时也可以扩大生产规模。为了达到以上目的,还需要制定各项标准,以便于各部件、单元的匹配。

3.3网络化

20世纪90年代,计算机技术等的突出成就是网络技术。由于网络的普及,基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾,而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。现场总线和局域网技术的应用使家用电器网络化已成大势,利用家庭网络(homenet)将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电系统(computerintegratedappliancesystem,CIAS),能使人们呆在家里就可分享各种高技术带来的便利号快乐。因此,机电一体化产品无疑将朝着网络化方向发展。

3.4微型化

微型化兴起于20世纪80年代末,是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。微机电系统是指可批量制作的,集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路,直至接口、通信和电源等于一体的微型器件和系统。微机电系统产品体积小、耗能少、运动灵活,在生物医疗、信息等方面具有不可比拟的优势。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术。微机电一体化产品的加工采用精细加工技术,即超精密技术,它包括光刻技术和蚀刻技术两类。

3.5绿色化

工业的发达给人们生活带来巨大变化。一方面,物质丰富,生活舒适;另一方面,资源减少,生态环境受到严重污染。于是,人们呼吁保护环境资源,回归自然。绿色产品概念在这种呼声下应运而生,绿色化是时代的趋势。绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中,符合特定的环境保护和人类健康的要求,对生态环境无害或危害极少,资源利用率极高。设计绿色的机电一体化产品,具有远大的发展前景。

4结束语

机电一体化是一项有多个学科组成的新兴技术,也是工业发展的基础。经过几十年的发展,我国的机电一体化水平也达到了一定的程度,为我国的工业发展也作出了重要的贡献。在新的阶段,随着社会生产力发展的不断提升,对机电一体化的技术要求越来越高,以机械技术和微电子技术、信息技术良好整合的机电一体化技术的将会成为发展的必然趋势。

参考文献:

[1]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).

[2]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).

论文作者:应成根

论文发表刊物:《基层建设》2018年第35期

论文发表时间:2019/2/13

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