- 相關推薦
機電一體化技術的發(fā)展趨勢
現(xiàn)代科學技術的不斷發(fā)展, 極大地推動了不同學科的交叉與診進, 推進了工程領域的技術革命與改造。特別是隨著計算機技術、大規(guī)模集成電路制造技術的不斷發(fā)展, 計算機日益小型化, 功能增強, 抗干擾能力提高, 而且價格日益便宜, 這就為計算機應用于工業(yè)生產(chǎn)創(chuàng)造了條件。機電一體化技術是面向應用的跨學科的技術, 它是微電子技術、計算機技術、信息技術與機械技術相結(jié)合的綜合性高新技術, 是機械技術與徽電子技術的有機結(jié)合的結(jié)果。機電一體化技術的應用, 給機械行業(yè)帶來了顯著的效益, 提高了生產(chǎn)率, 提高了產(chǎn)品的性能和質(zhì)量。
一、機電一體化技術的主要包含內(nèi)容一機械制造技術。機械技術是機電一體化的基礎,機械技術的著眼點在于如何與機電一體化技術相適應, 利用其它高、新技術來更新概念, 實現(xiàn)結(jié)構(gòu)上、材料上、性能上的變更, 滿足減小重量、縮小體積、提高精度、提高剛度及改善性能的要求。在機電一體化系統(tǒng)制造過程中, 經(jīng)典的機械理論與工藝應借助于計算機輔助技術, 同時采用人工智能與專家系統(tǒng)等, 形成新一代的機械制造技術。
二計葬機與信息技術。其中信息交換、存取、運算、判斷與決策、人工智能技術、專家系統(tǒng)技術、神經(jīng)網(wǎng)絡技術均屬于計算機信息處理技術。
三系統(tǒng)技術。系統(tǒng)技術即以整體的概念組織應用各種相關技術, 從全局角度和系統(tǒng)目標出發(fā), 將總體分解成相互關聯(lián)的若干功能單元, 接口技術是系統(tǒng)技術中一個重要方面, 它是實現(xiàn)系統(tǒng)各部分有機連接的保證。
四自動拉制技術。其范圍很廣, 在控制理論指導下, 進行系統(tǒng)設計, 設計后的系統(tǒng)仿真, 現(xiàn)場調(diào)試, 控制技術包括如高精度定位控制、速度控制、自適應控制、自診斷校正、補償、再現(xiàn)、檢索等。
五傳感檢測技術。傳感檢測技術是系統(tǒng)的感受器官, 是實現(xiàn)自動控制、自動調(diào)節(jié)的關鍵環(huán)節(jié)。其功能越強,系統(tǒng)的自動化程序就越高。現(xiàn)代工程要求傳感器能快速、精確地獲取信息并能經(jīng)受嚴酷環(huán)境的考驗, 它是機電一體化系統(tǒng)達到高水平的保證。
六伺服傳動技術。包括電動、氣動、液壓等各種類型的傳動裝, 伺服系統(tǒng)是實現(xiàn)電信號到機械動作的轉(zhuǎn)換裝與部件、對系統(tǒng)的動態(tài)性能、控制質(zhì)和功能有決定性的影響二、我國機電一體化現(xiàn)狀用信息化帶動工業(yè)化是我國世紀的一項重大戰(zhàn)略舉措。信息化是由計算機與互聯(lián)網(wǎng)生產(chǎn)工具的革命所引起的工業(yè)經(jīng)濟轉(zhuǎn)向信息經(jīng)濟的社會經(jīng)濟過程。它包括信息技術的產(chǎn)業(yè)化、傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的信息化、荃礎設施的信息化、生活方式的信息化等內(nèi)容。我國在信息技術的開發(fā)領域和應用領域與發(fā)達國家都存在著巨大差距。美國信息技術產(chǎn)業(yè)年產(chǎn)值達到多億美元, 而我國同期的產(chǎn)值不足美國的。我國軟件產(chǎn)業(yè)的銷售額占世界軟件市場份額不到, 我國與西方國家相比計算機人均擁有盆相差巨大。這種差距制約著我國的機電一體化進程。但同時應看到我國從世紀年代已開始在這方面研究和應用。
國務院成立了機電一體化領導小組并將該技術列為“計劃” 。
而且信息產(chǎn)業(yè)容易跨越, 具有后發(fā)成本優(yōu)勢。能夠通過貿(mào)易、技術轉(zhuǎn)讓, 超越一些歷史發(fā)展階段, 直接學習和利用發(fā)達國家已有經(jīng)驗和技術, 享受后發(fā)優(yōu)勢。隨著計算機技術、控制技術、通信技術的發(fā)展, 為機電一體化的發(fā)展莫定了技術基礎。大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路和徽型計算機的迅猛發(fā)展, 為機電一體化的發(fā)展提供了充分的物質(zhì)基礎。
我國的機電一體化技術和產(chǎn)品正逐步壯大發(fā)展。
三、典型機電一體化產(chǎn)品的發(fā)展趨勢一數(shù)控機床。目前我國是全世界機床擁有盆最多的國家近萬臺, 但數(shù)控機床只占約且大多數(shù)是普通數(shù)控發(fā)達國家數(shù)控機床占。近些年來數(shù)控機床為適應加工技術的發(fā)展, 在以下幾個技術領域都有巨大進步。
高速化。由于高速加工技術普及, 機床普通提高了各方面的速度。車床主軸轉(zhuǎn)速由《】一月儀犯提高到以力一以洲】擴面銑床和加工中心主軸轉(zhuǎn)速由悶以刃 呂以刃曲提高到咖一的面以上快速移動速度由過去的一耐而提高到耐面, 印耐幽, 勸耐‘ , 叮面在提高速度的同時要求提高運動部件起動的加速度, 由過去一般機床的重力加速度提高到, 最高可達份直線電機在機床上開始使用, 主軸上大采用內(nèi)裝式主軸電機。
高精度化。數(shù)控機床的定位精度已由一般的工提高到的左右亞徽米級機床達到以犯二左右納米級機床達到加一最小分辨率為刀漢洲刃的數(shù)控系統(tǒng)和機床已間世。
復合加工, 斷結(jié)構(gòu)機床大出現(xiàn)。如軸面體復合加工機床, 軸聯(lián)動加工各類異形零件。同時派生出各種新城的機床結(jié)構(gòu), 包括軸虛擬軸機床, 申并聯(lián)絞鏈機床等, 采用特殊機械結(jié)構(gòu), 數(shù)控的特殊運算方式, 特殊編程要求。
使用各種高效特珠功能的刀其使數(shù)拉機床“ 知虎添其” 。如內(nèi)冷轉(zhuǎn)頭由于使高壓冷卻液直接冷卻轉(zhuǎn)頭切削刃和排除切屑, 在轉(zhuǎn)深孔時大大提高效率。加工剛件切削速度能達儀舊耐面, 加工鋁件能達犯耐面毅拉機床的開放性和聯(lián)網(wǎng)管理。數(shù)控機床的開放性和聯(lián)網(wǎng)管理已是使用數(shù)控機床的基本要求, 它不僅是提高數(shù)控機床開動率、生產(chǎn)率的必要手段, 而且是企業(yè)合理化、最佳化利用這些制造手段的方法。因此, 計算機集成制造、網(wǎng)絡制造、異地診斷、盛擬制造、并行工程等等各種新技術都在數(shù)控機床墓礎上發(fā)展起來, 這必然成為世紀制造業(yè)發(fā)展的一個主要潮流。
二自動機與自動生產(chǎn)線。在國民經(jīng)濟生產(chǎn)和生活中廣泛使用的各種自動機械、自動生產(chǎn)線及各種自動化設備,是當前機電一體化技術應用的又一具體體現(xiàn)。這些自動機或生產(chǎn)線中廣泛應用了現(xiàn)代電子技術與傳感技術。如可編程序控制器, 變頻調(diào)速器, 人機界面控制裝置與光電控制系統(tǒng)等。我國的自動機與生產(chǎn)線產(chǎn)品的水平, 比多年前躍升了一大步, 其 技術水平已達到或超過發(fā)達國家上一世紀年代后期的水平。使用這些自動機和生產(chǎn)線的企業(yè)越來越多, 對維護和管理這些設備的相關人員的需求也越來越多。
四、機電一體化的發(fā)晨趨勢機電一體化是集機械、電子、光學、控制、計算機、信息等多學科的交叉綜合, 它的發(fā)展和進步依賴并促進相關技術的發(fā)展和進步。因此, 機電一體化的主要發(fā)展方向如下。
一光機電一體化。一般的機電一體化系統(tǒng)是由傳感系統(tǒng)、能源系統(tǒng)、信息處理系統(tǒng)、機械結(jié)構(gòu)等部件組成的,因此, 引進光學技術, 實現(xiàn)光學技術的先天優(yōu)點是能有效地改進機電一體化系統(tǒng)的傳感系統(tǒng)、能源動力系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng), 光機電一體化是機電產(chǎn)品發(fā)展的重要趨勢。
二全息系統(tǒng)化—鉀能化。今后的機電一體化產(chǎn)品“ 全息”特征越來越明顯, 智能化水平越來越高。模擬人類智能, 使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力, 以求得到更高的控制目標。
三技術產(chǎn)品—網(wǎng)絡化。世紀卯年代, 計算機技術等的突出成就是網(wǎng)絡技術。網(wǎng)絡技術的興起和飛速發(fā)展給科學技術、工業(yè)生產(chǎn)、政治、軍事、教育等都帶來了巨大的變革。各種網(wǎng)絡將全球經(jīng)濟、生產(chǎn)連成一片, 企業(yè)間的競爭也將全球化。機電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來, 只要其功能獨到, 質(zhì)量可靠, 很快就會暢銷全球。由于網(wǎng)絡的普及, 基于網(wǎng)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(chǎn)品。因此, 機電一體化產(chǎn)品無疑朝著網(wǎng)絡化方向發(fā)展。
四徽型機電化—徽型化。泛指幾何尺寸不超過。擴的機電一體化產(chǎn)品, 并向微米、納米級發(fā)展。目前, 利用半導體器件制造過程中的蝕刻技術, 在實驗室中已制造出亞徽米級的機械元件。當將這一成果用于實際產(chǎn)品時,就沒有必要區(qū)分機械部分和控制器了。屆時機械和電子完全可以“ 融合” , 機體、執(zhí)行機構(gòu)、傳感器、等可集成在一起, 體積很小, 并組成一種自律元件。這種徽型機械學是機電一體化的重要發(fā)展方向。
五自律分取系統(tǒng)化—柔性化。未來的機電一體化產(chǎn)品, 控制和執(zhí)行系統(tǒng)有足夠的“ 冗余度” , 有較強的“ 柔性” , 能較好地應付突發(fā)事件, 被設計成“ 自律分配系統(tǒng)” 。
在自律分配系統(tǒng)中, 各個子系統(tǒng)是相互獨立工作的, 子系統(tǒng)為總系統(tǒng)服務, 同時其有本身的“ 自律性” , 可根據(jù)不同的環(huán)境條件作出不同反應。
六設計產(chǎn)品—綠色化。工業(yè)的發(fā)展給人們生活帶來了巨大變化。一方面, 物質(zhì)豐富, 生活舒適另一方面,資源減少, 生態(tài)環(huán)境受到嚴重污染。于是, 人們呼吁保護環(huán)境資源, 回歸自然。綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲下應運而生,綠色化是時代的趨勢。綠色產(chǎn)品在其設計、制造、使用和銷毀的生命過程中, 符合特定的環(huán)境保護和人類健康的要求,對生態(tài)環(huán)境無害或危害極少, 資源利用率極高。設計綠色的機電一體化產(chǎn)品, 具有遠大的發(fā)展前途。
五、結(jié)語綜上所述, 機電一體化的出現(xiàn)不是孤立的, 它是許多科學技術發(fā)展的結(jié)晶, 是社會生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。并且隨著科學技術的發(fā)展, 各種技術相互融合的趨勢將越來越明顯, 機電一體化技術的發(fā)展前景也將越來越光明。
【機電一體化技術的發(fā)展趨勢】相關文章：
機電一體化技術論文02-22
機電一體化技術論文 15篇02-22
機電技術一體化的應用論文（精選13篇）07-28
汽車機電一體化論文11-04
汽車電子技術發(fā)展趨勢論文04-19
機電一體化認識論文09-20
機電一體化教學問題及改革措施06-15
機電一體化專業(yè)論文（通用10篇）07-20