機(jī)電一體化范文

1、1機(jī)電一體化技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域和發(fā)展前景機(jī)電一體化技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域和發(fā)展前景摘要:機(jī)電一體化是一種復(fù)合技術(shù)是機(jī)械技術(shù)與微電子技術(shù)、信息技術(shù)互相滲透的產(chǎn)物是機(jī)電工業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。文章簡(jiǎn)述了機(jī)電一體化技術(shù)的基本結(jié)構(gòu)組成和主要應(yīng)用領(lǐng)域并指出其發(fā)展趨勢(shì)。關(guān)鍵詞:機(jī)械工業(yè)機(jī)電一體化數(shù)控模塊化現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展極大地推動(dòng)了不同學(xué)科的交叉與滲透引起了工程領(lǐng)域的技術(shù)改造與革命。在機(jī)械工程領(lǐng)域由于微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機(jī)械工業(yè)的滲透所

2、形成的機(jī)電一體化使機(jī)械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品機(jī)構(gòu)、功能與構(gòu)成、生產(chǎn)方式及管理體系發(fā)生了巨大變化使工業(yè)生產(chǎn)由“機(jī)械電氣化”邁入了“機(jī)電一體化”為特征的發(fā)展階段。一、機(jī)電一體化的核心技術(shù)機(jī)電一體化包括軟件和硬件兩方面技術(shù)。硬件是由機(jī)械本體、傳感器、信息處理單元和驅(qū)動(dòng)單元等部分組成。因此為加速推進(jìn)機(jī)電一體化的發(fā)展必須從以下幾方面著手。(一)機(jī)械本體技術(shù)機(jī)械本體必須從改善性能、減輕質(zhì)量和提高精度等幾方面考慮。現(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品一般都是以鋼鐵材料為主為了

3、減輕質(zhì)量除了在結(jié)構(gòu)上加以改進(jìn)還應(yīng)考慮利用非金屬復(fù)合材料。只有機(jī)械本體減輕了重量才有可能實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的小型化進(jìn)而在控制方面改善快速響應(yīng)特性減少能量消耗提高效率。(二)傳感技術(shù)傳感器的問題集中在提高可靠性、靈敏度和精確度方面提高可靠性與防干擾有著直接的關(guān)系。為了避免電干擾目前有采用光纖電纜傳感器的趨勢(shì)。對(duì)外部信息傳感器來說目前主要發(fā)展非接觸型檢測(cè)技術(shù)。(三)信息處理技術(shù)機(jī)電一體化與微電子學(xué)的顯著進(jìn)步、信息處理設(shè)備(特別是微型計(jì)算機(jī))的普及應(yīng)

4、用緊密相連。為進(jìn)一步發(fā)展機(jī)電一體化必須提高信息處理設(shè)備的可靠性包括模數(shù)轉(zhuǎn)換設(shè)備的可靠性和分時(shí)處理的輸入輸出的性而提高處理速度并解決抗干擾及標(biāo)準(zhǔn)化問題。(四)驅(qū)動(dòng)技術(shù)電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)已被廣泛采用但在快速響應(yīng)和效率等方面還存在一些問題。目前正在積極發(fā)展內(nèi)部裝有編碼器的電機(jī)以及控制專用組件傳感器電機(jī)三位一體的伺服驅(qū)動(dòng)單元。(五)接口技術(shù)為了與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信必須使數(shù)據(jù)傳遞的格式標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)格化。接口采用同一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格不僅有利于信息傳遞和維修而且可以

5、簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)。目前技術(shù)人員正致力于開發(fā)低成本、高速串行的接口來解決信號(hào)電纜非接觸化、光導(dǎo)纖維以及光藕器的大容量化、小型化、標(biāo)準(zhǔn)化等問題。(六)軟件技術(shù)軟件與硬件必須協(xié)調(diào)一致地發(fā)展。為了減少軟件的研制成本提高生產(chǎn)維修3一體化的發(fā)展方向。近幾年處理器速度的提高和微機(jī)的高性能化、傳感器系統(tǒng)的集成化與智能化為嵌入智能控制算法創(chuàng)造了條件有力地推動(dòng)著機(jī)電一體化產(chǎn)品向智能化方向發(fā)展。智能機(jī)電一體化產(chǎn)品可以模擬人類智能具有某種程度的判理、邏輯思維和自主決策

6、能力從而取代制造工程中人的部分腦力勞動(dòng)。(二)系統(tǒng)化系統(tǒng)化的表現(xiàn)特征之一就是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)一步采用開放式和模式化的總線結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)可以靈活組態(tài)進(jìn)行任意的剪裁和組合同時(shí)尋求實(shí)現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制和綜合管理。表現(xiàn)特征之二是通信功能大大加強(qiáng)一般除RS232等常用通信方式外實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程及多系統(tǒng)通信聯(lián)網(wǎng)需要的局部網(wǎng)絡(luò)正逐漸被采用。未來的機(jī)電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系如何賦予機(jī)電一體化產(chǎn)品以人的智能、情感、人性顯得越來越重要。機(jī)電一體化產(chǎn)品還可根據(jù)一些生

7、物體優(yōu)良的構(gòu)造研究某種新型機(jī)體使其向著生物系統(tǒng)化方向發(fā)展。(三)微型化微型機(jī)電一體化系統(tǒng)高度融合了微機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)和軟件技術(shù)是機(jī)電一體化的一個(gè)新的發(fā)展方向。國外稱微電子機(jī)械系統(tǒng)的幾何尺寸一般不超過1cm3并正向微米、納米級(jí)方向發(fā)展。由于微機(jī)電一體統(tǒng)具有體積小、耗能小、運(yùn)動(dòng)靈活等特點(diǎn)可進(jìn)入一般機(jī)械無法進(jìn)入的空間并易于進(jìn)行精細(xì)操作故在生物醫(yī)航空航天、信息技術(shù)、工農(nóng)業(yè)乃至國防等領(lǐng)域都有廣闊的應(yīng)用前景。目前利用半導(dǎo)體器件制造過程中的蝕刻技

8、術(shù)在實(shí)驗(yàn)室中已制造出亞微米級(jí)的機(jī)械元件。(四)模塊化模塊化也是機(jī)電一體化產(chǎn)品的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)是一項(xiàng)重要而艱巨的工程。由于機(jī)電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多研制和開發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、電氣接口、動(dòng)力接口、信息接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元是一項(xiàng)復(fù)雜而重要的事它需要制訂一系列標(biāo)準(zhǔn)以便各部件、單元的匹配和接口。機(jī)電一體化產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)可利用單元迅速開發(fā)新產(chǎn)品同時(shí)也可以不斷擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。(五)網(wǎng)絡(luò)化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展對(duì)機(jī)電一體化有重大影響使其朝著網(wǎng)絡(luò)化方向

9、發(fā)展。機(jī)電一體化產(chǎn)品的種類很多面向網(wǎng)絡(luò)的方式也不同。由于網(wǎng)絡(luò)的普及基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機(jī)電一體化產(chǎn)品。(六)綠色化工業(yè)的發(fā)達(dá)使人們物質(zhì)豐富、生活舒適的同時(shí)也使資源減少生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重污染于是綠色產(chǎn)品應(yīng)生。綠色化是時(shí)代的趨勢(shì)其目標(biāo)是使產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、制造、包裝、運(yùn)輸、使用到報(bào)廢處理的整個(gè)生命周期中對(duì)生態(tài)環(huán)境無危害或危害極小資源利用率極高。機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指使用時(shí)不污染生態(tài)環(huán)境報(bào)能回收

10、利用。綠色制造業(yè)是現(xiàn)代制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展模式。綜上所述機(jī)電一體化是眾多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶是社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。它促使機(jī)械工業(yè)發(fā)生戰(zhàn)略性的變革使傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)概念發(fā)生著革命性的變化。大力發(fā)展新一代機(jī)電一體化產(chǎn)品不僅是改造傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備的要求而且是推動(dòng)機(jī)械產(chǎn)品更新?lián)Q代和開辟新領(lǐng)域、發(fā)展與振興機(jī)械工業(yè)的必由之路。由此可見，機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域極其廣闊，發(fā)展前景更是一片光明。機(jī)電一體化技術(shù)必將是推動(dòng)我國工業(yè)發(fā)展的主動(dòng)力