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淺談機電一體化技術(shù)的發(fā)展與應用

2014-09-26 14:21臧凱
科技創(chuàng)新與應用 2014年29期
關(guān)鍵詞:機電一體化技術(shù)

臧凱

摘 要:隨著時代的進步,科技的發(fā)展,各種先進的技術(shù)都被應用到經(jīng)濟建設中,其中,機電一體化技術(shù)作為國民經(jīng)濟發(fā)展的不可或缺的重要技術(shù),發(fā)揮了越來越重要的作用。為了更好地運用機電一體化技術(shù),需要進一步研究和探討新時期的機電一體化技術(shù)的內(nèi)涵和發(fā)展方向,文章對此進行了詳細的分析和論述。

關(guān)鍵詞:機電一體化;技術(shù);發(fā)展趨勢與應用

引言

現(xiàn)代科學技術(shù)的發(fā)展,促成了機電一體化技術(shù)的誕生。科學技術(shù)正以突飛猛進的速度發(fā)展,信息更新的速度更是如白駒過隙,計算機技術(shù)被廣泛的應用,網(wǎng)絡技術(shù)更加是無處不在,以上種種,為機電一體化技術(shù)的發(fā)展增添了無限的動力。傳統(tǒng)的機電一體化技術(shù),只能在小的空間和范圍內(nèi)發(fā)揮作用,受到時間和地域的限制。而新興的機電一體化技術(shù),由于有了計算機通信網(wǎng)絡的加入,突破了傳統(tǒng)機電一體化技術(shù)的限制。作為一種工控技術(shù)模式,機電一體化技術(shù)變得更加方便快捷、安全可靠。

現(xiàn)代科學技術(shù)的發(fā)展,導致了工程領(lǐng)域的技術(shù)革命。各學科之間不再是獨立的存在,而是在不斷的相互作用中,互為輔助,互相滲透。機械電子工程,是機電一體化的別稱,顧名思義,機電一體化是機械工程和電子工程的有機結(jié)合,機電一體化技術(shù)在機械工程領(lǐng)域獲得了史無前例的迅猛發(fā)展,這其中,電子技術(shù)、計算機技術(shù),以及微電子技術(shù)和信息技術(shù)在推動機械工程的發(fā)展中功不可沒。尤其是微電子技術(shù)和計算機技術(shù)在不斷發(fā)展的過程中,逐漸向機械工業(yè)滲透,由此,機電一體化漸成體系。所帶來的變化則是巨大而又深遠的,不僅改變了機械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品機構(gòu),還改變了其功能與構(gòu)成、生產(chǎn)方式及管理體系。機電一體化技術(shù)并非機械和微電子技術(shù)的簡單組合,而是一種全新的技術(shù)。工業(yè)生產(chǎn)也產(chǎn)生了劃時代的改名,即由“機械電氣化”邁入了“機電一體化”為特征的發(fā)展階段。

1 機電一體化的技術(shù)

1.1 機械技術(shù)

機電一體化是由機械技術(shù)演變而來的,以機械技術(shù)為基礎,所不同的是,機械技術(shù)需要迎合機電一體化技術(shù)的需求,通過運用其他高新技術(shù),達到對概念進行跟新的目的,優(yōu)化機械的結(jié)構(gòu)、材料和性能,從而使機械的重量和體積變小、剛度與精度提高、性能得到改善。

1.2 計算機信息處理技術(shù)

計算機信息處理技術(shù)主要包括信息交換、存取、運算、判斷與決策、人工智能技術(shù)、專家系統(tǒng)技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡技術(shù)。

1.3 系統(tǒng)技術(shù)

機電一體化所包含的技術(shù)非常復雜多樣,為使這些技術(shù)相互作用,形成一個有機的整體,系統(tǒng)技術(shù)的應用必不可少。通過運用系統(tǒng)技術(shù),用整體概念進行各種相關(guān)技術(shù)的組織,并且科學合理的應用各種相關(guān)技術(shù)。系統(tǒng)技術(shù)的應用,避免了走入片面性的誤區(qū),從全局角度縱觀整個系統(tǒng),根據(jù)功能的不同,將整個系統(tǒng)劃分為相互聯(lián)系的、具有各自功能的若干個單元。為了確保系統(tǒng)各部分有機連接,系統(tǒng)技術(shù)中的接口技術(shù)是一個十分重要的因素。

1.4 自動控制技術(shù)

自動控制技術(shù)源于控制理論,是控制理論的現(xiàn)實應用,具有很廣闊的范疇。因此,自動控制技術(shù)的發(fā)展與應用,都必須在控制理論的指導下進行。自動控制技術(shù)的物質(zhì)體現(xiàn)即自動控制系統(tǒng),通過自動控制系統(tǒng)來進行系統(tǒng)設計,設計后需要進行系統(tǒng)仿真和現(xiàn)場調(diào)試,最終完成所要求的控制任務,確保某個進程依照設定的預想進行,或者是達到某個特定的目的。

1.5 傳感檢測技術(shù)

傳感檢測技術(shù)的功能是檢測和接受外部信號,然后傳遞給系統(tǒng)的,類似于人類的感覺器官,通過運用傳感檢測技術(shù),實現(xiàn)系統(tǒng)的自動控制和自動調(diào)節(jié)。

1.6 伺服傳動技術(shù)

伺服傳動技術(shù)包括多種多樣、類型不一的傳動裝置,其中以電動伺服、氣動伺服和液壓伺服最為常見。伺服系統(tǒng)作為轉(zhuǎn)換裝置,可以實現(xiàn)從電信號到機械動作的轉(zhuǎn)換。近年來,伺服傳動技術(shù)發(fā)展十分迅速,對提高系統(tǒng)的動態(tài)性能、控制質(zhì)量和功能起到了決定性的推動作用。

2 機電一體化技術(shù)發(fā)展趨勢與應用

2.1 智能化

未來的機電一體化技術(shù),將更加朝著智能化的方向發(fā)展,這是必然的,是時代發(fā)展的大趨勢。通過機器人與數(shù)控機床的智能化就可以看出,人工智能越來越被廣泛的應用于機電一體化體系中。人工智能的應用,使機電產(chǎn)品不再是簡單的機械,而是具有了自己的職能,它可以模擬人的邏輯方式進行思考,進行推理判斷和自主決策。隨著科技的進步,各種高新技術(shù)被應用到生產(chǎn)中,相應的,制造自動化程度也得以提高。

2.2 模塊化

機械、電子和軟件,這三部分的有機結(jié)合就構(gòu)成了機電一體化的產(chǎn)品和技術(shù)。而這三部分之間,又存在著一個共同的技術(shù),即模塊化技術(shù)。目前,模塊化技術(shù)已經(jīng)有了很大的發(fā)展,通過運用模塊化技術(shù),可以提高不同產(chǎn)品間的零部件通用化程度,便于對產(chǎn)品的裝配、維修和擴展,從而有效減少產(chǎn)品的設計成本和制造成本。電氣產(chǎn)品的標準化、系列化所帶來的成效無疑顯著的,意義深遠。由此,更加可以清楚地看到機械工業(yè)發(fā)展的必然趨勢,即以機械技術(shù)、微電子技術(shù)的有機結(jié)合為主體的機電一體化技術(shù)是未來的發(fā)展方向,而規(guī)?;瘜⒊蔀闄C電一體化企業(yè)快速健康發(fā)展的前提。

2.3 網(wǎng)絡化

電子技術(shù)突飛猛進的發(fā)展深刻地影響科學技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)、政治、軍事、教育及日常生活等多個方面,掀起了驚人的變革,機電一體化產(chǎn)品也不例外,正在向著網(wǎng)絡化的方向前進。

2.4 微型化

微型化指的是機電一體化向微型機器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢。微機電一體化產(chǎn)品體積小 、耗能少、運動靈活,在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢。

2.5 綠色化

隨著人類對生存環(huán)境重視程度的加深,綠色化已經(jīng)成為社會發(fā)展的主題。對于機電一體化產(chǎn)品來說,也要注重其綠色化生產(chǎn),即不對生態(tài)環(huán)境造成污染,并且可以進行回收和再利用。近年來,工業(yè)以膨脹的速度飛速發(fā)展起來,帶給人們豐富的物質(zhì)享受的同時,也嚴重污染了生態(tài)環(huán)境,自然資源逐年減少,陷入了發(fā)展的危機。于是,綠色產(chǎn)品概念由此而生,綠色化是時代發(fā)展的趨勢。綠色產(chǎn)品對生態(tài)環(huán)境是無害的,或者造成的危害極小,具有很高的資源利用率和回收率。設計和生產(chǎn)綠色的機電一體化產(chǎn)品,不僅可以保護環(huán)境,還可以帶來經(jīng)濟效益和社會效益,前景十分光明。

2.6 數(shù)字化

控制器及其發(fā)展奠定了機電產(chǎn)品數(shù)字化的基礎,而計算機網(wǎng)絡的迅速崛起,為數(shù)字化設計與制造鋪平了道路。數(shù)字化要求機電一體化產(chǎn)品的軟件具有高可靠性、易操作性、可維護性、自診斷能力以及友好人機界面。

2.7 光機電一體化

在機電一體化技術(shù)的基礎上,引進光學技術(shù),促進光電技術(shù)和一體化技術(shù)的發(fā)展。作為一項高科技的技術(shù),光學技術(shù)有著其他技術(shù)所不具備的自身優(yōu)勢,通過運用光學技術(shù),可以對機電一體化系統(tǒng)的傳感系統(tǒng)、能源系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng)進行有效的改進。因此,不難看出,光機電一體化促進機電產(chǎn)品和經(jīng)濟發(fā)展的重要因素。

3 結(jié)束語

機電一體化的出現(xiàn)是時代發(fā)展的必然,各種技術(shù)打破了各自獨立的局面,相互作用、相互滲透,并且不斷衍生出許多新技術(shù),極大地推動國民經(jīng)濟建設的發(fā)展,對于企業(yè)的技術(shù)改造也起到了促進作用,同時,還加快了電子產(chǎn)品的更新?lián)Q代的速度。機電一體化技術(shù)的應用,不僅提高了機電產(chǎn)品的功能和質(zhì)量,還推動了工業(yè)的發(fā)展,增強國家的經(jīng)濟水平和綜合國力。

參考文獻

[1]王霞.機電一體化的發(fā)展與應用[J].科技資訊,2013(27).

[2]鐘六平.淺議機電一體化之控制系統(tǒng)[J].科技資訊,2013(34).

[3]李建勇.機電一體化技術(shù)[M].北京:科學出版社,2004.

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