機電一體化范文

1、1機電一體化技術的主要應用領域和發(fā)展前景機電一體化技術的主要應用領域和發(fā)展前景摘要:機電一體化是一種復合技術是機械技術與微電子技術、信息技術互相滲透的產物是機電工業(yè)發(fā)展的必然趨勢。文章簡述了機電一體化技術的基本結構組成和主要應用領域并指出其發(fā)展趨勢。關鍵詞:機械工業(yè)機電一體化數(shù)控模塊化現(xiàn)代科學技術的發(fā)展極大地推動了不同學科的交叉與滲透引起了工程領域的技術改造與革命。在機械工程領域由于微電子技術和計算機技術的迅速發(fā)展及其向機械工業(yè)的滲透所

2、形成的機電一體化使機械工業(yè)的技術結構、產品機構、功能與構成、生產方式及管理體系發(fā)生了巨大變化使工業(yè)生產由“機械電氣化”邁入了“機電一體化”為特征的發(fā)展階段。一、機電一體化的核心技術機電一體化包括軟件和硬件兩方面技術。硬件是由機械本體、傳感器、信息處理單元和驅動單元等部分組成。因此為加速推進機電一體化的發(fā)展必須從以下幾方面著手。(一)機械本體技術機械本體必須從改善性能、減輕質量和提高精度等幾方面考慮?，F(xiàn)代機械產品一般都是以鋼鐵材料為主為了

3、減輕質量除了在結構上加以改進還應考慮利用非金屬復合材料。只有機械本體減輕了重量才有可能實現(xiàn)驅動系統(tǒng)的小型化進而在控制方面改善快速響應特性減少能量消耗提高效率。(二)傳感技術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系。為了避免電干擾目前有采用光纖電纜傳感器的趨勢。對外部信息傳感器來說目前主要發(fā)展非接觸型檢測技術。(三)信息處理技術機電一體化與微電子學的顯著進步、信息處理設備(特別是微型計算機)的普及應

4、用緊密相連。為進一步發(fā)展機電一體化必須提高信息處理設備的可靠性包括模數(shù)轉換設備的可靠性和分時處理的輸入輸出的性而提高處理速度并解決抗干擾及標準化問題。(四)驅動技術電機作為驅動機構已被廣泛采用但在快速響應和效率等方面還存在一些問題。目前正在積極發(fā)展內部裝有編碼器的電機以及控制專用組件傳感器電機三位一體的伺服驅動單元。(五)接口技術為了與計算機進行通信必須使數(shù)據(jù)傳遞的格式標準化、規(guī)格化。接口采用同一標準規(guī)格不僅有利于信息傳遞和維修而且可以

5、簡化設計。目前技術人員正致力于開發(fā)低成本、高速串行的接口來解決信號電纜非接觸化、光導纖維以及光藕器的大容量化、小型化、標準化等問題。(六)軟件技術軟件與硬件必須協(xié)調一致地發(fā)展。為了減少軟件的研制成本提高生產維修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著機電一體化產品向智能化方向發(fā)展。智能機電一體化產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。(二)系統(tǒng)化系統(tǒng)化的表現(xiàn)特征之一就是系統(tǒng)體系結構進一步采用開放式和模式化的總線結構。系統(tǒng)可以靈活組態(tài)進行任意的剪裁和組合同時尋求實現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調控制和綜合管理。表現(xiàn)特征之二是通信功能大大加強一般除RS232等常用通信方式外實現(xiàn)遠程及多系統(tǒng)通信聯(lián)網需要的局部網絡正逐漸被采用。未來的機電一體化更加注重產品與人的關系如何賦予機電一體化產品以人的智能、情感、人性顯得越來越重要。機電一體化產品還可根據(jù)一些生

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

8、術在實驗室中已制造出亞微米級的機械元件。(四)模塊化模塊化也是機電一體化產品的一個發(fā)展趨勢是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多研制和開發(fā)具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、信息接口的機電一體化產品單元是一項復雜而重要的事它需要制訂一系列標準以便各部件、單元的匹配和接口。機電一體化產品生產企業(yè)可利用單元迅速開發(fā)新產品同時也可以不斷擴大生產規(guī)模。(五)網絡化網絡技術的飛速發(fā)展對機電一體化有重大影響使其朝著網絡化方向

9、發(fā)展。機電一體化產品的種類很多面向網絡的方式也不同。由于網絡的普及基于網絡的各種遠程控制和監(jiān)視技術方興未艾而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品。(六)綠色化工業(yè)的發(fā)達使人們物質豐富、生活舒適的同時也使資源減少生態(tài)環(huán)境受到嚴重污染于是綠色產品應生。綠色化是時代的趨勢其目標是使產品從設計、制造、包裝、運輸、使用到報廢處理的整個生命周期中對生態(tài)環(huán)境無危害或危害極小資源利用率極高。機電一體化產品的綠色化主要是指使用時不污染生態(tài)環(huán)境報能回收

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。綜上所述機電一體化是眾多科學技術發(fā)展的結晶是社會生產力發(fā)展到一定階段的必然要求。它促使機械工業(yè)發(fā)生戰(zhàn)略性的變革使傳統(tǒng)的機械設計方法和設計概念發(fā)生著革命性的變化。大力發(fā)展新一代機電一體化產品不僅是改造傳統(tǒng)機械設備的要求而且是推動機械產品更新?lián)Q代和開辟新領域、發(fā)展與振興機械工業(yè)的必由之路。由此可見，機電一體化技術應用領域極其廣闊，發(fā)展前景更是一片光明。機電一體化技術必將是推動我國工業(yè)發(fā)展的主動力