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機(jī)電一體化的發(fā)展精選(九篇)

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機(jī)電一體化的發(fā)展

第1篇:機(jī)電一體化的發(fā)展范文

當(dāng)今世界電子技術(shù)迅速發(fā)展,微處理器、微型計(jì)算機(jī)在各技術(shù)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用,對(duì)各領(lǐng)域技術(shù)的發(fā)展起到了極大的推動(dòng)作用。一個(gè)較完善的機(jī)電一體化系統(tǒng),應(yīng)包含以下幾個(gè)基本要素:機(jī)械本體、動(dòng)力與驅(qū)動(dòng)部分、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳感測(cè)試部分、控制及信息處理部分。機(jī)電一體化是系統(tǒng)技術(shù)、計(jì)算機(jī)與信息處理技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、檢測(cè)傳感技術(shù)、伺服傳動(dòng)技術(shù)和機(jī)械技術(shù)等多學(xué)科技術(shù)領(lǐng)域綜合交叉的技術(shù)密集型系統(tǒng)工程。新一代的CNC系統(tǒng)這類(lèi)典型機(jī)電一體化產(chǎn)品正朝著高性能、智能化、系統(tǒng)化以及輕量、微型化方向發(fā)展

關(guān)鍵字:機(jī)電一體化的基礎(chǔ)

基本組成要素

特點(diǎn)

發(fā)展趨勢(shì)

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第2篇:機(jī)電一體化的發(fā)展范文

關(guān)鍵詞:光機(jī)電一體化 技術(shù) 趨勢(shì)

近些年來(lái),光機(jī)電一體化技術(shù)得到迅猛發(fā)展,在民用工業(yè)和軍事領(lǐng)域得到廣泛地應(yīng)用。因此,光機(jī)電一體化技術(shù)成為當(dāng)今機(jī)械工業(yè)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)主要趨勢(shì)。

一、光機(jī)電一體化技術(shù)特征

光機(jī)電一體化系統(tǒng)主要由動(dòng)力、機(jī)構(gòu)、執(zhí)行器、計(jì)算機(jī)和傳感器五個(gè)部分組成,相互構(gòu)成一個(gè)功能完善的柔性自動(dòng)化系統(tǒng)。其中計(jì)算機(jī)軟硬件和傳感器是光機(jī)電一體化技術(shù)的重要組成要素。與傳統(tǒng)的機(jī)械產(chǎn)品比較,光機(jī)電一體化產(chǎn)品具有以下技術(shù)特征。

1、體積小,重量輕,適應(yīng)性強(qiáng),操作更方便

光機(jī)電一體化技術(shù)使得操作人員擺脫了以往必須按規(guī)定操作程序或節(jié)后頻繁緊張地進(jìn)行單調(diào)重復(fù)操作的工作方式,可以靈活方便地按需控制和改變生產(chǎn)操作程序,任何一臺(tái)光機(jī)電一體化裝置的動(dòng)作,可由預(yù)設(shè)的程序一步一步控制實(shí)現(xiàn),甚至實(shí)現(xiàn)操作全自動(dòng)化和智能化。

2、功能增加,精度大幅提高

光機(jī)電一體化系統(tǒng)包括以激光、電腦等現(xiàn)代技術(shù)集成開(kāi)發(fā)的自動(dòng)化、智能化機(jī)構(gòu)設(shè)備、儀器儀表和元器件。電子技術(shù)的采用使得包饋控制?水平提高,運(yùn)算速度加快,通過(guò)電子自動(dòng)控制系統(tǒng)可精確按預(yù)設(shè)動(dòng)作,其自行診斷、校正、補(bǔ)償功能可減少誤差,達(dá)到靠單純機(jī)械方式所不能實(shí)現(xiàn)的工作精度。同時(shí),由于機(jī)械傳動(dòng)部件減少,機(jī)械磨損及配合間隙等引起的誤差也大大減小。

3、部分硬件實(shí)現(xiàn)軟件化,智能化程度提高

傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備一般不具有自維修或自診斷功能。光機(jī)電一體化技術(shù)使得電子裝置能按照人的意圖進(jìn)行自動(dòng)控制、自動(dòng)檢測(cè)、信息采集及處理、調(diào)節(jié)、修正、補(bǔ)償、自診斷、自動(dòng)保護(hù)直至自動(dòng)記錄、顯示、打印工作結(jié)果。通過(guò)改變程序,指令等軟件內(nèi)容而無(wú)需改動(dòng)硬件部分就可變換產(chǎn)品的功能,使機(jī)械控制功能內(nèi)容的確定和變化趨勢(shì)向“軟件化”和“智能化”。

4、?產(chǎn)品可靠性得到提高,使用壽命增長(zhǎng)

傳統(tǒng)的機(jī)械裝置的運(yùn)動(dòng)部分,一般都伴隨著磨損及運(yùn)動(dòng)部件配合間隙所引起的動(dòng)作誤差,導(dǎo)致可動(dòng)摩擦、撞擊、振動(dòng)等加重,嚴(yán)格影響裝置壽命、穩(wěn)定性和可靠性。而光機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用,使裝置的可動(dòng)部件減少,磨損也大為減少,像集成化接近開(kāi)關(guān)甚至無(wú)可動(dòng)部件、無(wú)機(jī)械磨損。因此,裝置的壽命提高,故障率降低,從而提高了產(chǎn)品的可靠性和穩(wěn)定性。

5、?產(chǎn)品系統(tǒng)性增強(qiáng),各部分系統(tǒng)間協(xié)調(diào)性要求提高

光機(jī)電一體化是一門(mén)學(xué)科的邊緣科學(xué)技術(shù),多種技術(shù)的綜合及多個(gè)部分的組合,使得光機(jī)電一體化技術(shù)及產(chǎn)品更具有系統(tǒng)性、完整性和科學(xué)性。其各個(gè)組成部分在綜合成一個(gè)完整的系統(tǒng)中相互配合有嚴(yán)格的要求,這就要求各種技術(shù)揚(yáng)長(zhǎng)避短,提高系統(tǒng)協(xié)調(diào)性。

二、研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)

1、研究現(xiàn)狀

自從我國(guó)實(shí)行改革開(kāi)放以來(lái),科技領(lǐng)域急起直追,我國(guó)的光機(jī)電一體化技術(shù)已取得明顯的成效,數(shù)控產(chǎn)品有了很大的提高,尤其是經(jīng)濟(jì)型靈敏數(shù)控裝置發(fā)展很快,是我國(guó)特有的經(jīng)濟(jì)實(shí)用產(chǎn)品,不但適用國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需要,部分產(chǎn)品還隨主機(jī)配套出口。國(guó)內(nèi)的機(jī)械產(chǎn)品采用可編程控制器(PC)和微電子技術(shù)控制設(shè)備也越來(lái)越多,覆蓋面也日益擴(kuò)大,從紡織機(jī)械、軸承加工設(shè)備、機(jī)床、注塑機(jī)到橡膠輪胎成型機(jī)、重型機(jī)械、輕工業(yè)機(jī)械都是如此,我國(guó)自行研制和生產(chǎn)的光機(jī)電設(shè)備,在質(zhì)量上也有重大突破,為今后的推廣應(yīng)用打下了良好的基礎(chǔ)。

2、發(fā)展趨勢(shì)

光機(jī)電一體化技術(shù)已經(jīng)滲透到各個(gè)學(xué)科、領(lǐng)域,成為一種新興的學(xué)科,并逐漸成為一種產(chǎn)業(yè),而這些產(chǎn)業(yè)作為新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)越來(lái)越受到高度重視。?從世界科學(xué)技術(shù)的發(fā)展情況來(lái)看,光機(jī)電一體化技術(shù)的未來(lái)技術(shù)熱點(diǎn)主要包括。

(1)激光技術(shù)

1)高單色性,利用激光高單色性作精密測(cè)量時(shí),可極大地提高測(cè)量精度和量程。

2)高方向性,因具有很遠(yuǎn)距離傳輸光能和傳輸控制指令的能力,從而可以進(jìn)行遠(yuǎn)距離激光通信、激光測(cè)距、激光雷達(dá)、激光導(dǎo)航以及遙控。

3)高亮度性,利用激光的高亮度特性,中等亮度激光束在焦點(diǎn)附近可產(chǎn)生幾千到幾萬(wàn)度的高溫,可使照射點(diǎn)物體熔化或汽化,對(duì)各種各樣材料和產(chǎn)品進(jìn)行特種加工。

4)相干性,由于激光速頻率單一、相位方向相同。適用于激光通信、全息照相、激光印刷以及光學(xué)計(jì)算機(jī)的研制,而在實(shí)際運(yùn)用中也會(huì)通過(guò)一些激光技術(shù)改變激光輻射的特性,應(yīng)用范圍更廣。

(2)傳感檢測(cè)技術(shù)

1)激光準(zhǔn)直,能夠測(cè)量平直度、平面度、平行度、垂直度,也可以做三維空間的基準(zhǔn)測(cè)量。

2)激光測(cè)距,其探測(cè)距離遠(yuǎn),測(cè)距精度高,抗干擾性強(qiáng),體積小,重量輕,但受天然影響大。

3)光纖探測(cè)器,在目標(biāo)很小,間隔受限或危險(xiǎn)的環(huán)境中,最常選用的是光纖探測(cè)器。

其他還有激光打孔、刻槽=標(biāo)記、光化學(xué)沉積等加工技術(shù)。

(3)激光快速成型技術(shù)

激光快速成型是利用計(jì)算機(jī)將復(fù)雜的三維物體轉(zhuǎn)化為二維層,將熱塑性塑料粉末或膠粘襯底片材紙張燒結(jié),由點(diǎn)、線構(gòu)造零件的面(層),然后逐層成型。激光快速成型技術(shù)可使新產(chǎn)品及早投放市場(chǎng),極大地提高了汽車(chē)生產(chǎn)企業(yè)對(duì)市場(chǎng)的適應(yīng)能力和產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)能力。

(4)光能驅(qū)動(dòng)技術(shù)

利用光致變形材料可制作光致動(dòng)器和光機(jī)器人?,F(xiàn)已研制成功一種光致動(dòng)器,其工作原理是將光照在形狀記憶合金上,反復(fù)地通、斷使材料伸縮,再利用感溫磁性體的溫度特性,將材料末端吸附在襯底上。利用材料本身的伸縮和端部的吸附特性,加上光的通斷便能實(shí)現(xiàn)所要求的動(dòng)作。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,該致動(dòng)器能可在頂面步行。這種狀態(tài)目標(biāo)處于初級(jí)階段,如果能發(fā)現(xiàn)具有優(yōu)異光作用特性的動(dòng)態(tài)物質(zhì),則可使光能驅(qū)動(dòng)技術(shù)廣泛應(yīng)用。

3.結(jié)語(yǔ)

技術(shù)上的改革和與之相配套的技術(shù)支持是創(chuàng)新技術(shù)的基礎(chǔ)。開(kāi)發(fā)光機(jī)電一體化產(chǎn)品有不同的層次和靈活的自由度。在機(jī)械技術(shù)中恰當(dāng)?shù)匾腚娮蛹夹g(shù),產(chǎn)品的面貌和行業(yè)的面貌就可以迅速發(fā)生巨大變化。產(chǎn)品一旦實(shí)現(xiàn)光機(jī)電一體化,便具有很高的功能水平和附加價(jià)值,將給開(kāi)發(fā)生產(chǎn)者和用戶帶來(lái)巨大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1]?宋云奪編譯.?光機(jī)電一體化業(yè)的未來(lái).?光機(jī)電信息,2003(12)

第3篇:機(jī)電一體化的發(fā)展范文

一、機(jī)電一體化的產(chǎn)生與應(yīng)用

20世紀(jì)90年代后期,開(kāi)始了機(jī)電一體化技術(shù)向智能化方向邁進(jìn)的新階段,機(jī)電一體化進(jìn)入了深入發(fā)展時(shí)期。光學(xué)、通信技術(shù)等進(jìn)入了機(jī)電一體化,微細(xì)加工技術(shù)也在機(jī)電一體化中展露頭腳,出現(xiàn)了光機(jī)電或微機(jī)電一體化等新分支。我國(guó)從20世紀(jì)80年代開(kāi)始開(kāi)展機(jī)電一體化研究和應(yīng)用。取得了一定成果。機(jī)電一體化已成為一門(mén)有著自身體系的新型學(xué)科,隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,還將被賦予新的內(nèi)容。

二、機(jī)電一體化發(fā)展現(xiàn)狀

20世紀(jì)60年代以前為第一階段,稱(chēng)為初級(jí)階段。人們利用電子技術(shù)的初步成果來(lái)完善機(jī)械產(chǎn)品的性能。在二戰(zhàn)期間,戰(zhàn)爭(zhēng)刺激了機(jī)械產(chǎn)品與電子技術(shù)的結(jié)合,這些機(jī)電結(jié)合的軍用技術(shù),戰(zhàn)后轉(zhuǎn)為民用,對(duì)戰(zhàn)后經(jīng)濟(jì)的恢復(fù)起了積極的作用。由于當(dāng)時(shí)電子技術(shù)的發(fā)展尚未達(dá)到一定水平,機(jī)械與電子兩技術(shù)的結(jié)合還不可能廣泛和深入發(fā)展。

20世紀(jì)70到80年代為第二階段,可稱(chēng)為蓬勃發(fā)展階段。大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路和微型計(jì)算機(jī)的迅猛發(fā)展,為機(jī)電一體化的發(fā)展提供了充分的物質(zhì)基礎(chǔ)。

20世紀(jì)90年代后期,開(kāi)始了機(jī)電一體化技術(shù)向智能化方向邁進(jìn)的新階段,機(jī)電一體化進(jìn)入深入發(fā)展時(shí)期。一方面,光學(xué)、通信技術(shù)等進(jìn)入了機(jī)電一體化,微細(xì)加工技術(shù)也在機(jī)電一體化中展露頭腳,出現(xiàn)了光機(jī)電和微機(jī)電一體化等新分支;另一方面對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)的分析和集成方法、機(jī)電一體化的學(xué)科體系和發(fā)展趨勢(shì)都進(jìn)行了深入研究。同時(shí),由于人工智能技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及光纖技術(shù)等領(lǐng)域取得的巨大進(jìn)步,更為機(jī)電一體化技術(shù)開(kāi)辟了發(fā)展的廣闊天地。我國(guó)是從20世紀(jì)80年代初才開(kāi)始在這方面研究和應(yīng)用并把機(jī)電一體化技術(shù)列為“863計(jì)劃”中。

三、機(jī)電一體化發(fā)展趨勢(shì)

1.智能化趨勢(shì)

智能化是21世紀(jì)機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要發(fā)展方向。 “智能化”是對(duì)機(jī)器行為的描述,是在控制理論的基礎(chǔ)上,吸收人工智能、運(yùn)籌學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)等新思想、新方法,模擬人類(lèi)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(biāo)。機(jī)電一體化產(chǎn)品不可能具有與人完全相同的智能。但是,高性能、高速的微處理器使機(jī)電一體化產(chǎn)品賦有低級(jí)智能或人的部分智能。

2.模塊化趨勢(shì)

模塊化是一項(xiàng)重要而艱巨的工程。由于機(jī)電一體化產(chǎn)品種類(lèi)和生產(chǎn)廠家繁多,研制和開(kāi)發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、電氣接口、動(dòng)力接口、環(huán)境接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元是一項(xiàng)十分復(fù)雜但又是非常重要的事。如研制集具有視覺(jué)、圖像處理、識(shí)別和測(cè)距等功能的控制單元,以及各種能完成典型操作的機(jī)械裝置。這樣可利用標(biāo)準(zhǔn)單元迅速開(kāi)發(fā)出新產(chǎn)品,也可以擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模,制定各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn),以便各部件、單元間匹配。從電氣產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化帶來(lái)的好處可以肯定,對(duì)生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)電一體化單元的企業(yè)規(guī)?;瘜⒔o機(jī)電一體化企業(yè)帶來(lái)美好的前程。

3.網(wǎng)絡(luò)化趨勢(shì)

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起和飛速發(fā)展給科學(xué)技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域都帶來(lái)了巨大的變革。各種網(wǎng)絡(luò)將全球經(jīng)濟(jì)、生產(chǎn)連成一片,企業(yè)間的競(jìng)爭(zhēng)也將全球化。機(jī)電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來(lái),只要其功能獨(dú)到,質(zhì)量可靠,很快就會(huì)暢銷(xiāo)全球。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?,F(xiàn)場(chǎng)總線和局域網(wǎng)技術(shù)使家用電器網(wǎng)絡(luò)化已成大勢(shì),利用家庭網(wǎng)絡(luò)將各種家用電器連接成以計(jì)算機(jī)為中心的計(jì)算機(jī)集成家電系統(tǒng),使人們?cè)诩依锓窒砀鞣N高技術(shù)帶來(lái)的便利與快樂(lè),因此機(jī)電一體化產(chǎn)品朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展是為大勢(shì)所趨。

4.微型化趨勢(shì)

微型化指的是機(jī)電一體化向微型機(jī)器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢(shì),泛指幾何尺寸不超過(guò)1cm的機(jī)電一體化產(chǎn)品,并向微米、納米級(jí)發(fā)展。微機(jī)電一體化產(chǎn)品體積小、耗能少、運(yùn)動(dòng)靈活,具有不可比擬的優(yōu)勢(shì)。微機(jī)電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機(jī)械技術(shù),微機(jī)電一體化產(chǎn)品的加工采用精細(xì)加工技術(shù),即超精密技術(shù),它包括光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)。

5.綠色化趨勢(shì)

第4篇:機(jī)電一體化的發(fā)展范文

關(guān)鍵詞:機(jī)電一體化技術(shù);發(fā)展;應(yīng)用;探究

DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.05.149

0 引言

科學(xué)技術(shù)使社會(huì)的生產(chǎn)生活發(fā)生了日新月異的變化,機(jī)電一體化技術(shù)是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和人類(lèi)智慧的結(jié)晶,它把機(jī)械技術(shù)與現(xiàn)代電子技術(shù)結(jié)合在一起,它的發(fā)展和應(yīng)用在提高企業(yè)產(chǎn)量的同時(shí)還提高了產(chǎn)品的技術(shù)含量,使企業(yè)更具市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,也促進(jìn)了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步。

1 機(jī)電一體化技術(shù)的概述及發(fā)展歷程

機(jī)電一體化技術(shù)是一種綜合技術(shù),應(yīng)用范圍愈來(lái)愈廣泛,它將微電子技術(shù)、控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、機(jī)械技術(shù)、光學(xué)技術(shù)相互交叉和融合,成為眾多高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和裝備的基礎(chǔ)。它包括產(chǎn)品和技術(shù)兩個(gè)方面。機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)階段,1960 年以前是初級(jí)階段,由于電子、機(jī)械兩方面的技術(shù)水平不夠完善,導(dǎo)致機(jī)電一體化技術(shù)開(kāi)發(fā)出來(lái)的產(chǎn)品沒(méi)有廣泛的應(yīng)用。1970 年至 1980 年之間屬于第二階段,機(jī)電一體化技術(shù)得到了計(jì)算機(jī)等提供的技術(shù)基礎(chǔ),特別是微型計(jì)算機(jī)和大規(guī)模集成電路促使其發(fā)展快速,在很多領(lǐng)域得到了應(yīng)用。1990 年以后,人工智能、光纖、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)的發(fā)展,使機(jī)電一體化技術(shù)邁向智能化階段,發(fā)展前景更加廣闊。

2 機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用

機(jī)電一體化技術(shù)在各個(gè)行業(yè)得到了廣泛運(yùn)用:

2.1 在汽車(chē)行業(yè)的應(yīng)用

(1)汽車(chē)的打火系統(tǒng)使用機(jī)電一體化技術(shù):原來(lái)的汽車(chē)打火系統(tǒng)接收到的打火指令信號(hào)較弱,使用時(shí)間一長(zhǎng),打火會(huì)很困難,影響汽車(chē)的啟動(dòng),采用機(jī)電一體化技術(shù)通過(guò)數(shù)字模式增強(qiáng)打火信號(hào),提升電路傳感能力,系統(tǒng)自動(dòng)對(duì)空氣和燃料質(zhì)量之間進(jìn)行對(duì)比,減少它們的比例,使燃料的含量提升,打火容易很多,實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的快速反應(yīng)。

(2)汽車(chē)的雷達(dá)系統(tǒng)使用了機(jī)電一體化技術(shù):它的應(yīng)用不僅使人們的生活更加方便,而且減少了危險(xiǎn)因素。生活中,汽車(chē)在倒車(chē)、行駛、停車(chē)的時(shí)候,我們雖然也會(huì)減速對(duì)周?chē)沫h(huán)境進(jìn)行觀察,防止發(fā)生意外,但總會(huì)有視覺(jué)死角,在這種情況下,汽車(chē)的雷達(dá)系統(tǒng)檢測(cè)到障礙物就會(huì)自動(dòng)發(fā)出警報(bào),給駕駛員已提醒,有效的避免了事故的發(fā)生。

(3)汽車(chē)的制動(dòng)系統(tǒng)使用了機(jī)電一體化技術(shù):之前,汽車(chē)的制動(dòng)是靠車(chē)后輪安裝的制動(dòng)系統(tǒng)來(lái)完成的,是為了及時(shí)停車(chē),保證安全,但是,隨著汽車(chē)行駛速度的提升,原來(lái)的制動(dòng)作用已經(jīng)難以滿足現(xiàn)代汽車(chē)的需要,因此,運(yùn)用了機(jī)電一體化技術(shù),能夠減輕汽車(chē)質(zhì)量,提升車(chē)速,使得車(chē)輛在行駛狀態(tài)下遇到緊急情況也能夠?qū)崿F(xiàn)快速平穩(wěn)的制動(dòng),汽車(chē)的安全性更強(qiáng),制動(dòng)效果更好,防止了交通事故的發(fā)生。

2.2 在建筑材料生產(chǎn)中的應(yīng)用

施工建設(shè)要求的不斷提升,對(duì)建筑材料的生產(chǎn)要求隨之更高更嚴(yán)格,而具有高性能、高質(zhì)量、低能耗、多功能特性的機(jī)電一體化技術(shù)為建筑材料生產(chǎn)行業(yè)提供了機(jī)遇,并在建筑材料的生產(chǎn)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用,得到了廣泛的應(yīng)用。對(duì)于現(xiàn)代建筑而言,材料的級(jí)配控制非常關(guān)鍵。如果級(jí)配出現(xiàn)誤差,會(huì)使建筑的壽命縮短,造成安全隱患。因此,機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用就可以利用微機(jī)控制最大限度的降低級(jí)配誤差,提升建筑行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。

2.3 在煤礦企業(yè)中的應(yīng)用

在煤礦企業(yè)中,機(jī)電一體化技術(shù)主要用于地下開(kāi)采作業(yè)。因?yàn)樽鳂I(yè)在地面以下,對(duì)工人的人身安全造成了很大的威脅。機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用,可以讓井下作業(yè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、機(jī)械化,既能提高工作效率,又能保障工人的安全,因此,井下機(jī)器人的智能化操作已成為煤礦行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。

3 機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

3.1 智能化發(fā)展趨勢(shì)

機(jī)電一體化技術(shù)中智能化發(fā)展趨勢(shì)越來(lái)越強(qiáng)烈,已將人工智能、計(jì)算機(jī)科學(xué)、生理學(xué)、心理學(xué)、模糊數(shù)學(xué)等融入吸收其中,使機(jī)電一體化系統(tǒng)具備了簡(jiǎn)單的思維能力,向其輸入指令,能夠按照指令完成特定的動(dòng)作,提高機(jī)電產(chǎn)品的智能,增加機(jī)電產(chǎn)品的實(shí)用性。盡管機(jī)電一體化的產(chǎn)品不可能擁有和人類(lèi)相同的智能,但它的高性能的微處理器可以使產(chǎn)品具有低級(jí)智能,為人們的生產(chǎn)生活提供方便。

3.2 網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展趨勢(shì)

隨著科技的發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的更新?lián)Q代進(jìn)一步加快,在產(chǎn)品的生產(chǎn)制造、銷(xiāo)售等過(guò)程中更是不遺余力的開(kāi)發(fā)和利用這一優(yōu)勢(shì),實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制,人們?cè)诩依锞妥悴怀鰬艟湍芟硎艿綑C(jī)電一體化技術(shù)帶來(lái)的便利。所以,機(jī)電一體化向網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展是必然的,是時(shí)展的要求。

3.3 綠色化發(fā)展趨勢(shì)

綠色環(huán)保已經(jīng)成為當(dāng)今社會(huì)的主題,也是各行各業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。因?yàn)?,工業(yè)科技的發(fā)展讓人們享受美好生活的同時(shí)也帶來(lái)了很多問(wèn)題:環(huán)境污染、資源減少等等,所以機(jī)電一體化也必須實(shí)現(xiàn)綠色化發(fā)展,才能跟上時(shí)代的腳步。通過(guò)提升機(jī)電一體化技術(shù),實(shí)現(xiàn)綠色化、環(huán)?;l(fā)展,不僅拓寬了機(jī)電一體化技術(shù)的運(yùn)用范圍,還能夠減少環(huán)境污染和能源消耗。

3.4 光機(jī)電一體化發(fā)展趨勢(shì)

在未來(lái)的機(jī)電一體化技g中充分發(fā)揮光學(xué)技術(shù)的優(yōu)勢(shì),增加傳感系統(tǒng)的性能,不僅減少能源的浪費(fèi),而且利于機(jī)械系統(tǒng)快捷、精準(zhǔn)的運(yùn)作,提升機(jī)電一體化系統(tǒng)的信息傳導(dǎo)和交流能力,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)部的信息交換與聯(lián)動(dòng)。

3.5 人性化發(fā)展趨勢(shì)

人性化是每一個(gè)產(chǎn)品發(fā)展的必然趨勢(shì),在對(duì)產(chǎn)品的發(fā)展過(guò)程中必須保證人性化的發(fā)展,對(duì)于機(jī)電一體化的產(chǎn)品不但要保證產(chǎn)品的性能之外,還要更好的進(jìn)行造型和色彩方面的協(xié)調(diào),讓這些產(chǎn)品達(dá)到廣大人民群眾的認(rèn)同和喜愛(ài),同時(shí)也更加貼近自然,更接近生人們活習(xí)慣。

4 結(jié)語(yǔ)

機(jī)電一體化技術(shù)將各種科學(xué)技術(shù)相互融合,已經(jīng)成為諸多行業(yè)的核心技術(shù),在實(shí)際運(yùn)用當(dāng)中體現(xiàn)出來(lái)的優(yōu)勢(shì)是無(wú)法比擬的,隨著對(duì)產(chǎn)品要求的提高,未來(lái)機(jī)電一體化技術(shù)還將向更高的臺(tái)階發(fā)展,發(fā)展前景不可估量,將為國(guó)家?guī)?lái)更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

參考文獻(xiàn):

[1]高亞萍.機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用分析[J].電子技術(shù)與軟件工程,2015(07).

[2]常開(kāi)洪.機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展與思考[J].湖南農(nóng)機(jī),2013(11).[3]孫素閃.機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用和未來(lái)發(fā)展[J].科技向?qū)В?011(30).

第5篇:機(jī)電一體化的發(fā)展范文

關(guān)鍵詞:機(jī)電一體化技術(shù);國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀;發(fā)展方向

機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展和計(jì)算機(jī)等先進(jìn)技術(shù)的普及是分不開(kāi)的。在某種程度上說(shuō)是機(jī)械行業(yè)得以發(fā)展的福音。在機(jī)電一體化技術(shù)的運(yùn)用過(guò)程中,不僅有效地提高了工作效率,同時(shí)也在節(jié)能環(huán)保方面做出了巨大的貢獻(xiàn),同時(shí)對(duì)于工作人員的工作量有所減少,提高了企業(yè)的綜合競(jìng)爭(zhēng)力。機(jī)電一體化是多種技術(shù)的結(jié)合,其中包括微電子、計(jì)算機(jī)一級(jí)信息等在內(nèi)的綜合性較強(qiáng)的高新技術(shù)。

1、機(jī)電一體化的內(nèi)容

機(jī)電一體化,顧名思義就是機(jī)械和電子的有機(jī)結(jié)合,實(shí)現(xiàn)一體化。這種技術(shù)是系統(tǒng)工程領(lǐng)域的一個(gè)重要技術(shù),具體來(lái)說(shuō),機(jī)電一體化包含的范圍較廣,是一個(gè)總稱(chēng)。其中機(jī)電一體化系統(tǒng)是多種要素相結(jié)合的整體,能夠最大限度地滿足人的基本要求。在機(jī)械系統(tǒng)和微電子系統(tǒng)相互結(jié)合的過(guò)程中產(chǎn)生了一種新的功能??梢詫?shí)現(xiàn)工作人員與機(jī)械設(shè)備的有機(jī)統(tǒng)一。一個(gè)完整的一體化系統(tǒng),必須要包括機(jī)械裝置、傳感器在內(nèi)的五大要素,否則就是不完整且沒(méi)有工作能力的機(jī)電一體化系統(tǒng)。機(jī)電一體化工程也被稱(chēng)為機(jī)械電子工程,從名稱(chēng)中就可以看出工程的組成部分。其中機(jī)電一體化系統(tǒng)和機(jī)電一體化工程是相互聯(lián)系、有機(jī)統(tǒng)一的。是理論和實(shí)際的結(jié)合。

機(jī)電一體化工程需要有系統(tǒng)的思想來(lái)指導(dǎo),其中系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理和綜合集成技巧能夠體現(xiàn)在機(jī)電一體化思想中。而且工程設(shè)置所運(yùn)用的方法論也是科學(xué)合理的,并且具有一定的廣泛性,包含系統(tǒng)工程和控制論等信息在內(nèi),使得機(jī)電一體化工程具有較強(qiáng)的科學(xué)性。同時(shí)一體化的思想和技術(shù)已經(jīng)在光電、機(jī)電以及人機(jī)等領(lǐng)域都有所應(yīng)用。

2、機(jī)電一體化產(chǎn)品的主要優(yōu)點(diǎn)

1)機(jī)電一體化產(chǎn)品在運(yùn)用的過(guò)程中,具有多重功能,其中記憶性較強(qiáng),可以進(jìn)行有效地運(yùn)算、控制工作,同時(shí)對(duì)于信息的處理也能夠達(dá)到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。進(jìn)而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的在使用過(guò)程中的高效性和智能化。因此機(jī)電一體化的主要特征就是具有多功能特性。

2)多數(shù)的機(jī)電一體化產(chǎn)品都具有較為簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)。隨著科技的不斷發(fā)展和進(jìn)步,產(chǎn)品逐步朝著更加輕、薄的方向發(fā)展。同時(shí)采用標(biāo)準(zhǔn)化的方式來(lái)設(shè)計(jì)制作。這也是新一代機(jī)電一體化產(chǎn)品的一大特點(diǎn)。

3)對(duì)于機(jī)械領(lǐng)域中技術(shù)的運(yùn)用,多具有節(jié)能環(huán)保的特點(diǎn),機(jī)電一體化產(chǎn)品也不例外。在具體的運(yùn)用過(guò)程中,可以根據(jù)實(shí)際負(fù)荷量來(lái)進(jìn)行有效地控制和調(diào)節(jié)。因此,其節(jié)能特點(diǎn)較為突出。

4)對(duì)于機(jī)電一體化產(chǎn)品來(lái)說(shuō),其主要的特點(diǎn)就是具有智能性,而且安全可靠。因?yàn)樵诋a(chǎn)品應(yīng)用的過(guò)程中,該產(chǎn)品可以進(jìn)行自動(dòng)控制,診斷功能強(qiáng)。

3、機(jī)電一體化產(chǎn)品的類(lèi)別

1)典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品。這類(lèi)產(chǎn)品機(jī)與電有機(jī)地融為一體。具有較完整的結(jié)構(gòu)。如數(shù)控加工中心、工業(yè)機(jī)器人、彩色復(fù)印機(jī)、自動(dòng)繪圖機(jī)等。這些產(chǎn)品屬于機(jī)電一體化的高級(jí)形式。它們單靠機(jī)械或電子是無(wú)法或很難實(shí)現(xiàn)的,機(jī)械與電子一旦分離,整機(jī)即無(wú)法運(yùn)行。

2)機(jī)械產(chǎn)品中的一部分控制功能和機(jī)構(gòu)用電子裝置代替。這類(lèi)產(chǎn)品如打印機(jī)、機(jī)電一體化照相機(jī)、帶微機(jī)控制或數(shù)字顯示的各種機(jī)械設(shè)備等。

3)以微電子裝置代替原設(shè)備的信息處理機(jī)構(gòu)。

這類(lèi)產(chǎn)品如指針式石英電子表、全電子式電話交換機(jī)、帶微處理器的各種儀表、電機(jī)調(diào)速裝置等。

4、機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)

機(jī)電一體化是集機(jī)械、電子、光學(xué)、控制、計(jì)算機(jī)、信息等多學(xué)科的交叉綜合,它的發(fā)展和進(jìn)步依賴并促進(jìn)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步。因此,機(jī)電一體化的主要發(fā)展方向如下:

1)光機(jī)電一體化。一般的機(jī)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(jī)械結(jié)構(gòu)等部件組成的,因此,引進(jìn)光學(xué)技術(shù),能有效地改進(jìn)機(jī)電一體化系統(tǒng)的傳感系統(tǒng)性能、能源(動(dòng)力)系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng)性能,光機(jī)電一體化是機(jī)電產(chǎn)品發(fā)展的重要趨勢(shì)。

2)全系統(tǒng)化--智能化。今后的機(jī)電一體化產(chǎn)品特征越來(lái)越明顯,智能化水平越來(lái)越高。模擬人類(lèi)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(biāo)。這主要受益于模糊技術(shù)、信息技術(shù)(尤其是軟件及芯片技術(shù))的發(fā)展。機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床的智能化就是其重要應(yīng)用。

3)技術(shù)產(chǎn)品--網(wǎng)絡(luò)化。20世紀(jì)90年代,計(jì)算機(jī)技術(shù)等的突出成就是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起和飛速發(fā)展給科學(xué)技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)、政治、軍事、教育等都帶來(lái)了巨大的變革。各種網(wǎng)絡(luò)將全球經(jīng)濟(jì)、生產(chǎn)連成一片。企業(yè)間的競(jìng)爭(zhēng)也將全球化。機(jī)電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來(lái),只要其功能獨(dú)到,質(zhì)量可靠。很快就會(huì)暢銷(xiāo)全球。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。因此,機(jī)電一體化產(chǎn)品無(wú)疑朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。

4)微型機(jī)電化--微型化。目前,利用半導(dǎo)體器件制造過(guò)程中的蝕刻技術(shù),在實(shí)驗(yàn)室中已制造出亞微米級(jí)的機(jī)械元件,當(dāng)將這一成果用于實(shí)際產(chǎn)品時(shí),就沒(méi)有必要區(qū)分機(jī)械部分和控制器了。屆時(shí)機(jī)械和電子完全可以融合,機(jī)體、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳感器、CPU等可集成在一起,體積很小,并組成一種自律元件。這種微型機(jī)械學(xué)是機(jī)電一體化的重要發(fā)展方向。

5)自律分配系統(tǒng)化--柔性化。未來(lái)的機(jī)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(qiáng)的柔性,能較好地應(yīng)付突發(fā)事件,被設(shè)計(jì)成自律分配系統(tǒng)。在自律分配系統(tǒng)中,各個(gè)子系統(tǒng)是相互獨(dú)立工作的,子系統(tǒng)為總系統(tǒng)服務(wù),同時(shí)具有本身的自律性,可根據(jù)不同的環(huán)境條件做出不同反應(yīng)。其特點(diǎn)是子系統(tǒng)可產(chǎn)生本身的信息并附加所給信息,在總的前提下,具體行動(dòng)是可以改變的。這樣,既明顯地增加了系統(tǒng)的適應(yīng)能力(柔性),又不因某一子系統(tǒng)的故障而影響整個(gè)系統(tǒng)。

6)設(shè)計(jì)產(chǎn)品--綠色化。工業(yè)的發(fā)展給人們生活帶來(lái)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(yán)重污染。于是,人們呼吁保護(hù)環(huán)境資源,回歸自然。綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲下應(yīng)運(yùn)而生,綠色化是時(shí)代的趨勢(shì)。綠色產(chǎn)品在其設(shè)計(jì)、制造、使用和銷(xiāo)毀的生命過(guò)程中,符合特定的環(huán)境保護(hù)和人類(lèi)健康的要求,對(duì)生態(tài)環(huán)境無(wú)害或危害極少,資源利用率極高。設(shè)計(jì)綠色的機(jī)電一體化產(chǎn)品,具有遠(yuǎn)大的發(fā)展前途。

5、總結(jié)

綜上所述,本文主要通過(guò)介紹機(jī)電一體化的內(nèi)容、機(jī)電一體化產(chǎn)品的主要優(yōu)點(diǎn)、機(jī)電一體化產(chǎn)品的類(lèi)別以及今后機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)等方面,主要了解的我國(guó)機(jī)電一體化發(fā)展中需要完善的地方以及目前的發(fā)展所遇到的瓶頸期。只有不斷提科學(xué)技術(shù)的發(fā)展水平,才能促進(jìn)機(jī)電一體化的發(fā)展?!?/p>

參考文獻(xiàn)

第6篇:機(jī)電一體化的發(fā)展范文

關(guān)鍵詞: 機(jī)電一體化 制造技術(shù) 發(fā)展趨勢(shì)

1.緒論

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,極大地推動(dòng)了不同學(xué)科的交叉與滲透,導(dǎo)致了工程領(lǐng)域的技術(shù)革命與改造。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,以及管理體系發(fā)生了巨大變化,使工業(yè)生產(chǎn)由“機(jī)械電氣化”邁入了以“機(jī)電一體化”為特征的發(fā)展階段。

2.機(jī)電一體化概要

機(jī)電一體化是指在機(jī)構(gòu)的主功能、動(dòng)力功能、信息處理功能和控制功能上引進(jìn)電子技術(shù),將機(jī)械裝置與電子化設(shè)計(jì)及軟件結(jié)合起來(lái)所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱(chēng)。

機(jī)電一體化發(fā)展至今也已成為一門(mén)有著自身體系的新型學(xué)科,隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,其還將被賦予新的內(nèi)容。但它的基本特征可概括為:機(jī)電一體化是從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā),綜合運(yùn)用機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、傳感測(cè)控技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)、信息變換技術(shù),以及軟件編程技術(shù)等群體技術(shù),根據(jù)系統(tǒng)功能目標(biāo)和優(yōu)化組織目標(biāo),合理配置與布局各功能單元,在多功能、高質(zhì)量、高可靠性、低能耗的意義上實(shí)現(xiàn)特定功能價(jià)值,并使整個(gè)系統(tǒng)最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術(shù)。由此而產(chǎn)生的功能系統(tǒng),就稱(chēng)為機(jī)電一體化系統(tǒng)或機(jī)電一體化產(chǎn)品。

因此,“機(jī)電一體化”涵蓋“技術(shù)”和“產(chǎn)品”兩個(gè)方面。只是,機(jī)電一體化技術(shù)是基于上述群體技術(shù)有機(jī)融合的一種綜合技術(shù),而不是機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù),以及其他新技術(shù)的簡(jiǎn)單組合、拼湊。這是機(jī)電一體化與機(jī)械加電氣所形成的機(jī)械電氣化在概念上的根本區(qū)別。機(jī)械工程技術(shù)有純技術(shù)發(fā)展到機(jī)械電氣化,仍屬傳統(tǒng)機(jī)械,其主要功能依然是代替和放大的體力。但是發(fā)展到機(jī)電一體化后,其中的微電子裝置除可取代某些機(jī)械部件的原有功能外,還能賦予許多新的功能,如自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)處理信息、自動(dòng)顯示記錄、自動(dòng)調(diào)節(jié)與控制自動(dòng)診斷與保護(hù),等等。即機(jī)電一體化產(chǎn)品不僅是人的手與肢體的延伸,而且是人的感官與頭腦的延伸,具有智能化的特征是機(jī)電一體化與機(jī)械電氣化在功能上的本質(zhì)區(qū)別。

3.機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)

機(jī)電一體化是集機(jī)械、電子、光學(xué)、控制、計(jì)算機(jī)、信息等多學(xué)科的交叉綜合,它的發(fā)展和進(jìn)步依賴并促進(jìn)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步。因此,機(jī)電一體化的主要發(fā)展方向如下。

3.1智能化

智能化是21世紀(jì)機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要發(fā)展方向。人工智能在機(jī)電一體化建設(shè)者的研究日益得到重視,機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床的智能化就是重要應(yīng)用。這里所說(shuō)的“智能化”是對(duì)機(jī)器行為的描述,是在控制理論的基礎(chǔ)上,吸收人工智能、運(yùn)籌學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)和混沌動(dòng)力學(xué)等新思想、新方法,模擬人類(lèi)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(biāo)。誠(chéng)然,使機(jī)電一體化產(chǎn)品具有與人完全相同的智能,是不可能的,也是不必要的。但是,高性能、高速的微處理器使機(jī)電一體化產(chǎn)品賦有低級(jí)智能或人的部分智能,則是完全可能而又必要的。

3.2模塊化

模塊化是一項(xiàng)重要而艱巨的工程。由于機(jī)電一體化產(chǎn)品種類(lèi)和生產(chǎn)廠家繁多,研制和開(kāi)發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、電氣接口、動(dòng)力接口、環(huán)境接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元是一項(xiàng)十分復(fù)雜但又非常重要的事。如研制集減速、智能調(diào)速、電機(jī)于一體的動(dòng)力單元,具有視覺(jué)、圖像處理、識(shí)別和測(cè)距等功能的控制單元,以及各種能完成典型操作的機(jī)械裝置。這樣,可利用標(biāo)準(zhǔn)單元迅速開(kāi)發(fā)出新產(chǎn)品,同時(shí)也可以擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。這需要制定各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn),以便各部件、單元的匹配和接口。由于利益沖突,近期很難制定國(guó)際或國(guó)內(nèi)這方面的標(biāo)準(zhǔn),但我們可以通過(guò)組建一些大企業(yè)逐漸形成。顯然,從電氣產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化帶來(lái)的好處可以肯定,無(wú)論是對(duì)生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)電一體化單元的企業(yè)還是對(duì)生產(chǎn)機(jī)電一體化產(chǎn)品的企業(yè),規(guī)模化將給機(jī)電一體化企業(yè)帶來(lái)美好的前程。

3.3網(wǎng)絡(luò)化

20世紀(jì)90年代,計(jì)算機(jī)技術(shù)等的突出成就是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起和飛速發(fā)展給科學(xué)技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)、政治、軍事、教育,以及人們的日常生活都帶來(lái)了巨大的變革。各種網(wǎng)絡(luò)將全球經(jīng)濟(jì)、生產(chǎn)連成一片,企業(yè)間的競(jìng)爭(zhēng)也將全球化。機(jī)電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來(lái),只要其功能獨(dú)到,質(zhì)量可靠,很快就會(huì)暢銷(xiāo)全球。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?,F(xiàn)場(chǎng)總線和局域網(wǎng)技術(shù)是家用電器網(wǎng)絡(luò)化已成大勢(shì),利用家庭網(wǎng)絡(luò)(home net)將各種家用電器連接成以計(jì)算機(jī)為中心的計(jì)算機(jī)集成家電系統(tǒng)(Computer Integrated Appliance System,CIAS),使人們?cè)诩依锓窒砀鞣N高技術(shù)帶來(lái)的便利與快樂(lè)。因此,機(jī)電一體化產(chǎn)品無(wú)疑朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。

3.4微型化

微型化興起于20世紀(jì)80年代末,指的是機(jī)電一體化向微型機(jī)器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢(shì)。國(guó)外稱(chēng)其為微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS),泛指幾何尺寸不超過(guò)1cm3的機(jī)電一體化產(chǎn)品,并向微米、納米級(jí)發(fā)展。微機(jī)電一體化產(chǎn)品體積小 、耗能少、運(yùn)動(dòng)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(shì)。微機(jī)電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機(jī)械技術(shù),微機(jī)電一體化產(chǎn)品的加工采用精細(xì)加工技術(shù),即超精密技術(shù),它包括光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)兩類(lèi)。

3.5綠色化

工業(yè)的發(fā)達(dá)給人們生活帶來(lái)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(yán)重污染。于是,人們呼吁保護(hù)環(huán)境資源,回歸自然。綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲下應(yīng)運(yùn)而生,綠色化是時(shí)代的趨勢(shì)。綠色產(chǎn)品在其設(shè)計(jì)、制造、使用和銷(xiāo)毀的生命過(guò)程中,符合特定的環(huán)境保護(hù)和人類(lèi)健康的要求,對(duì)生態(tài)環(huán)境無(wú)害或危害極少,資源利用率極高。設(shè)計(jì)綠色的機(jī)電一體化產(chǎn)品,具有遠(yuǎn)大的發(fā)展前途。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)廢后能回收利用。

3.6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(kāi)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)之二是通信功能的大大加強(qiáng),一般除RS232外,還有RS485、DCS人格化。未來(lái)的機(jī)電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系,機(jī)電一體化的人格化有兩層含義。一層是,機(jī)電一體化產(chǎn)品的最終使用對(duì)象是人,如何賦予機(jī)電一體化產(chǎn)品人的智能、情感、人性顯得越來(lái)越重要,特別是對(duì)家用機(jī)器人,其高層境界就是人機(jī)一體化。另一層是模仿生物機(jī)理,研制各種機(jī)電一體花產(chǎn)品。事實(shí)上,許多機(jī)電一體化產(chǎn)品都是受動(dòng)物的啟發(fā)研制出來(lái)的。

第7篇:機(jī)電一體化的發(fā)展范文

關(guān)鍵詞:機(jī)電 一體化 發(fā)展趨勢(shì)應(yīng)用

中圖分類(lèi)號(hào): TH-39文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào):

1 機(jī)電一體化的概念

機(jī)電一體化是指在機(jī)構(gòu)得主功能、動(dòng)力功能、信息處理功能和控制功能上引進(jìn)電子技術(shù),將機(jī)械裝置與電子化設(shè)計(jì)及軟件結(jié)合起來(lái)所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱(chēng)。一個(gè)機(jī)電一體化系統(tǒng)中一般由結(jié)構(gòu)組成要素、動(dòng)力組成要素、運(yùn)動(dòng)組成要素、感知組成要素、職能組成要素五大組成要素有機(jī)結(jié)合而成。機(jī)械本體(結(jié)構(gòu)組成要素)是系統(tǒng)的所有功能要素的機(jī)械支持結(jié)構(gòu),一般包括有機(jī)身、框架、支撐、聯(lián)接等。動(dòng)力驅(qū)動(dòng)部分(動(dòng)力組成要素)依據(jù)系統(tǒng)控制要求,為系統(tǒng)提供能量和動(dòng)力以使系統(tǒng)正常運(yùn)行。測(cè)試傳感部分(感知組成要素)對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行所需要的本身和外部環(huán)境的各種參數(shù)和狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè),并變成可識(shí)別的信號(hào),傳輸給信息處理單元,經(jīng)過(guò)分析、處理后產(chǎn)生相應(yīng)的控制信息??刂萍靶畔⑻幚聿糠郑毮芙M成要素)將來(lái)之測(cè)試傳感部分的信息及外部直接輸入的指令進(jìn)行集中、存儲(chǔ)、分析、加工處理后,按照信息處理結(jié)果和規(guī)定的程序與節(jié)奏發(fā)出相應(yīng)的指令,控制整個(gè)系統(tǒng)有目的的運(yùn)行。

2 機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)

機(jī)電一體化是集機(jī)械、電子、光學(xué)、控制、計(jì)算機(jī)、信息等多學(xué)科的交叉綜合,它的發(fā)展和進(jìn)步依賴并促進(jìn)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步??v觀國(guó)內(nèi)外機(jī)電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀和高新技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向,機(jī)電一體化將朝著以下幾個(gè)方向發(fā)展:

2.1綠色化

工業(yè)發(fā)達(dá)給人們的生活帶來(lái)巨大變化,在物質(zhì)豐富的同時(shí)也帶來(lái)資源減少、生態(tài)環(huán)境惡化的后果,所以綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲中應(yīng)運(yùn)而生。綠色產(chǎn)品是指低能耗、低材耗、低污染、舒適、協(xié)調(diào)而可再生利用的產(chǎn)品。在其設(shè)計(jì)、制造、使用和銷(xiāo)毀時(shí)應(yīng)符合環(huán)保和人類(lèi)健康的要求,機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指在其使用時(shí)不污染生態(tài)環(huán)境,產(chǎn)品壽命結(jié)束時(shí),產(chǎn)品可分解和再生利用。

2.2網(wǎng)絡(luò)化

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起和飛速發(fā)展給社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域帶來(lái)了巨大變革。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,現(xiàn)場(chǎng)總線和局域網(wǎng)技術(shù)使家用電器網(wǎng)絡(luò)化成為可能,利用家庭網(wǎng)絡(luò)把各種家用電器連接成以計(jì)算機(jī)為中心的計(jì)算機(jī)集成家用電器系統(tǒng),使人們?cè)诩依锟沙浞窒硎芨鞣N高技術(shù)帶來(lái)的好處,因此,機(jī)電一體化產(chǎn)品無(wú)疑應(yīng)朝網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。

2.3數(shù)字化。

微控制器和接口技術(shù)的發(fā)展奠定了機(jī)電產(chǎn)品數(shù)字化的基礎(chǔ),如不斷發(fā)展的數(shù)控機(jī)床和機(jī)器人;而計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的迅速崛起,為數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造鋪平了道路,如虛擬設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)集成制造等。數(shù)字化要求機(jī)電一體化產(chǎn)品的軟件具有高可靠性、通用性、易操作性、可維護(hù)性、自診斷能力以及友好人機(jī)界面。數(shù)字化的實(shí)現(xiàn)將便于遠(yuǎn)程控制操作、診斷和修復(fù)。

2.4智能化

智能化是21世紀(jì)機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要發(fā)展方向。人工智能系統(tǒng)是一個(gè)知識(shí)處理系統(tǒng),它包括知識(shí)表示、知識(shí)利用和知識(shí)獲取三個(gè)基本問(wèn)題,其最終的目標(biāo)是模擬人的問(wèn)題求解、推理、學(xué)習(xí)。人工智能在機(jī)電一體化建設(shè)中的研究日益得到重視,機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床的智能化就是重要應(yīng)用?!爸悄芑笔菍?duì)機(jī)器行為的描述,是在控制理論的基礎(chǔ)上,吸收人工智能、運(yùn)籌學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)和混沌動(dòng)力學(xué)等新思想、新方法,模擬人類(lèi)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(biāo)。目前,專(zhuān)家系統(tǒng)、模糊系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以及遺傳算法,是機(jī)電一體化產(chǎn)品(系統(tǒng))實(shí)現(xiàn)智能化的4種主要技術(shù),它們各自獨(dú)立發(fā)展又彼此相互滲透。隨著制造自動(dòng)化程度的不斷提高,將會(huì)出現(xiàn)智能制造系統(tǒng)控制器來(lái)模擬人類(lèi)專(zhuān)家的智能制造活動(dòng),并會(huì)對(duì)制造中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行分析、判斷、推理、構(gòu)思和決策。即要求機(jī)電產(chǎn)品有一定的智能,使它具有類(lèi)似人的邏輯思考、判斷推理、自主決策等能力。

2.5微型化

微型化是機(jī)電一體化向微型機(jī)器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢(shì)。微機(jī)電系統(tǒng)是指可批量制作的,集微型機(jī)構(gòu)、微型傳感器、微型執(zhí)行器以及信號(hào)處理和控制電路,直至接口、通信和電源等于一體的微型器件和系統(tǒng)。微機(jī)電系統(tǒng)產(chǎn)品體積小、耗能少、運(yùn)動(dòng)靈活,在生物醫(yī)療、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢(shì)。

3機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用

3.1在鋼鐵企業(yè)中應(yīng)用

在鋼鐵企業(yè)中,機(jī)電一體化系統(tǒng)是以微處理機(jī)為核心,把微機(jī)、工控機(jī)、數(shù)據(jù)通訊、顯示裝置、儀表等技術(shù)有機(jī)的結(jié)合起來(lái),采用組裝合并方式,為實(shí)現(xiàn)工程大系統(tǒng)的綜合一體化創(chuàng)造有力條件,增強(qiáng)系統(tǒng)控制精度、質(zhì)量和可靠性。

3.2機(jī)電一體化技術(shù)在現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)中的應(yīng)用。

傳統(tǒng)機(jī)械制造業(yè)是建立在規(guī)模經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)上,靠企業(yè)規(guī)模、生產(chǎn)批量、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和重復(fù)性來(lái)獲得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的,它強(qiáng)調(diào)資源的有效利用,以低成本獲得高質(zhì)量和高效率,其生產(chǎn)盈利是靠機(jī)器取代人力,靠復(fù)雜的專(zhuān)業(yè)加工取代人的技能來(lái)獲取的。先進(jìn)的機(jī)械制造業(yè)是以信息為主導(dǎo),采用先進(jìn)生產(chǎn)模式、先進(jìn)制造系統(tǒng)、先進(jìn)制造技術(shù)和先進(jìn)組織管理形式的全新的機(jī)械制造業(yè),其特征是全球化、網(wǎng)絡(luò)化、虛擬化、智能化以及環(huán)保協(xié)調(diào)的綠色制造?,F(xiàn)代制造業(yè)集成了現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,充分利用電子計(jì)算機(jī)技術(shù),使制造技術(shù)提高到新的高度。近年來(lái),制造工程領(lǐng)域的新技術(shù)相繼誕生,如計(jì)算機(jī)數(shù)字控制、現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)、柔性制造技術(shù)、敏捷制造、虛擬制造、并行工程等。

3.3在飲料行業(yè)中的應(yīng)用。

機(jī)電一體化技術(shù)是當(dāng)今發(fā)展最快、應(yīng)用前景最為廣泛的技術(shù)之一。機(jī)電一體化技術(shù)在食品、飲料包裝機(jī)械的開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中的應(yīng)用。 這不僅使單機(jī)的自動(dòng)化程度大大提高,而且使整條包裝生產(chǎn)線的自動(dòng)化控制水平、生產(chǎn)能力得到很大提高,使其競(jìng)爭(zhēng)能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)傳統(tǒng)的機(jī)械控制的同類(lèi)設(shè)備??梢源蟠蟾纳剖称凤嬃习b生產(chǎn)設(shè)備產(chǎn)品的質(zhì)量,提高其國(guó)內(nèi)、國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)能力。

總之,機(jī)電一體化的出現(xiàn)是許多科學(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,并且隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展 ,機(jī)電一體化技 的廣闊發(fā) 展前景也將越來(lái)越光明 。

參考文獻(xiàn)

[1] 李建勇.機(jī)電一體化技術(shù).北京:科學(xué)出版社,2004.

第8篇:機(jī)電一體化的發(fā)展范文

【關(guān)鍵詞】機(jī)電一體化;技術(shù);現(xiàn)狀;發(fā)展;趨勢(shì)

中圖分類(lèi)號(hào):F407文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A

一、前言

隨著時(shí)代的進(jìn)步,科技的發(fā)展,各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)開(kāi)始融合起來(lái),從而大大提高了技術(shù)的水平,提高了我國(guó)的工業(yè)生產(chǎn)能力。機(jī)電一體化就是這樣一個(gè)在科技發(fā)展的浪潮中衍生的科技發(fā)展新方向。

二十世紀(jì)九十年代后期發(fā)展至今,機(jī)電一體化技術(shù)開(kāi)始逐漸地邁向了新階段[3]。以微電子技術(shù)作為核心的高科技技術(shù)逐漸被應(yīng)用于工程機(jī)械制造領(lǐng)域中,進(jìn)而改變了我國(guó)工程機(jī)械長(zhǎng)期落后的困境,同時(shí)也促進(jìn)了相關(guān)工業(yè)制成品的性能的進(jìn)步,從整體上將我國(guó)的工程機(jī)械推進(jìn)了一個(gè)全新的臺(tái)階。尤其是在一些樓宇建設(shè)中電子監(jiān)控和自動(dòng)報(bào)警的應(yīng)用中,如果相關(guān)的設(shè)備和工程機(jī)械出現(xiàn)了故障,電子監(jiān)控設(shè)備以及自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)能夠及時(shí)準(zhǔn)確地為工作人員提供相關(guān)信號(hào),以方便工作人員及時(shí)地維護(hù)和更新。

二、機(jī)電一體化技術(shù)

機(jī)電一體化技術(shù).顧名思義.結(jié)合應(yīng)用機(jī)械技術(shù)和電子技術(shù)于一體。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展和廣泛應(yīng)用,機(jī)電一體化技術(shù)獲得前所未有的發(fā)展,成為一門(mén)綜合計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、傳感檢測(cè)技術(shù)、伺服傳動(dòng)技術(shù)和機(jī)械技術(shù)等交叉的系統(tǒng)技術(shù),應(yīng)用范圍愈來(lái)愈廣。

機(jī)電一體化技術(shù)具體包括以下內(nèi)容:

1、機(jī)械技術(shù)

機(jī)械技術(shù)是機(jī)電一體化的基礎(chǔ),機(jī)械技術(shù)的著眼點(diǎn)在于如何與機(jī)電一體化技術(shù)相適應(yīng),利用其它高、新技術(shù)來(lái)更新概念,實(shí)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(jī)電一體化系統(tǒng)制造過(guò)程中,經(jīng)典的機(jī)械理論與工藝應(yīng)借助于計(jì)算機(jī)輔助技術(shù),同時(shí)采用人工智能與專(zhuān)家系統(tǒng)等,形成新一代的機(jī)械制造技術(shù)。

2、計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)

其中信息交換、存取、運(yùn)算、判斷與決策、人工智能技術(shù)、專(zhuān)家系統(tǒng)技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)均屬于計(jì)算機(jī)信息處理技術(shù)。

3、自動(dòng)控制技術(shù)

其范圍很廣,在控制理論指導(dǎo)下,進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)后的系統(tǒng)仿真,現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試,控制技術(shù)包括如高精度定位控制、速度控制、自適應(yīng)控制、自診斷校正、補(bǔ)償、再現(xiàn)、檢索等。

4、傳感檢測(cè)技術(shù)

傳感檢測(cè)技術(shù)是系統(tǒng)的感受器官,是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、自動(dòng)調(diào)節(jié)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。其功能越強(qiáng),系統(tǒng)的自動(dòng)化程序就越高?,F(xiàn)代工程要求傳感器能快速、精確地獲取信息并能經(jīng)受?chē)?yán)酷環(huán)境的考驗(yàn),它是機(jī)電一體化系統(tǒng)達(dá)到高水平的保證。

5、伺服傳動(dòng)技術(shù)

包括電動(dòng)、氣動(dòng)、液壓等各種類(lèi)型的傳動(dòng)裝置,伺服系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)電信號(hào)到機(jī)械動(dòng)作的轉(zhuǎn)換裝置與部件、對(duì)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能、控制質(zhì)量和功能有決定性的影響。

三、機(jī)電一體化的發(fā)展階段

機(jī)電一體化的發(fā)展大體可以分為三個(gè)階段。上世紀(jì)60年代以前為第一階段(亦可稱(chēng)為初級(jí)階段)。在這一時(shí)期,人們不自覺(jué)地利用電子技術(shù)的初步成果來(lái)完善機(jī)械產(chǎn)品的性能。特別是在第二次世界大戰(zhàn)期間,戰(zhàn)爭(zhēng)刺激了機(jī)械產(chǎn)品與電子技術(shù)的結(jié)合,這些機(jī)電結(jié)合的軍用技術(shù),戰(zhàn)后轉(zhuǎn)為民用,對(duì)戰(zhàn)后經(jīng)濟(jì)的恢復(fù)起了積極的作用。

上世紀(jì)70~80年代為第二階段,可稱(chēng)為蓬勃發(fā)展階段。這一時(shí)期,計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)發(fā)展,為機(jī)電一體化的發(fā)展奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。超大規(guī)模集成電路和微型計(jì)算機(jī)的迅猛發(fā)展,為機(jī)電一體化發(fā)展提供了充分的物質(zhì)基礎(chǔ)。

第三階段,上世紀(jì)90年代后,機(jī)電一體化技術(shù)開(kāi)始向智能化方向邁進(jìn),進(jìn)入深入發(fā)展時(shí)期。一方面,光學(xué)、通信技術(shù)等進(jìn)入了機(jī)電一體化,微細(xì)加工技術(shù)也在機(jī)電一體化中嶄露頭腳,出現(xiàn)了光機(jī)電一體化和微機(jī)電一體化等新分支。另一方面對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)的建模設(shè)計(jì)、分析和集成方法,機(jī)電一體化的學(xué)科體系和發(fā)展趨勢(shì)都進(jìn)行了深入研究。

四、機(jī)電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀

機(jī)電一體化技術(shù)與其他技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r類(lèi)似,也經(jīng)歷了長(zhǎng)期的產(chǎn)生發(fā)展和成熟的過(guò)程。在機(jī)電一體化概念還未出現(xiàn)時(shí),世界各國(guó)的相關(guān)科技工作者就已在原有的機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)之上設(shè)計(jì)和研發(fā)出了機(jī)電一體化的產(chǎn)品。但隨著機(jī)電一體化產(chǎn)品的不斷前進(jìn)和發(fā)展,20世紀(jì)70年代初,相關(guān)的科技工作者才在長(zhǎng)期實(shí)踐過(guò)程中系統(tǒng)地總結(jié)和提出了機(jī)電一體化的概念,并在實(shí)踐中使其不斷發(fā)展完善。

隨著集成電路、計(jì)算機(jī)技術(shù)等的發(fā)展和普遍應(yīng)用,機(jī)電一體化也得到了新的全面發(fā)展由于具備了形式靈活內(nèi)容豐富應(yīng)用廣泛的特點(diǎn),機(jī)電一體化技術(shù)在機(jī)械行業(yè)中引發(fā)了深層的技術(shù)改革,而這種改革又反過(guò)來(lái)推動(dòng)了機(jī)電一體化技術(shù)向全新的方向發(fā)展?,F(xiàn)在,隨著技術(shù)進(jìn)步時(shí)展,機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用已深入到社會(huì)生活的各個(gè)領(lǐng)域,為人類(lèi)帶來(lái)了更為高效的生產(chǎn)和生活方式。

五、機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

縱觀國(guó)內(nèi)外機(jī)電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀和高新技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向,機(jī)電一體化將朝著以下幾個(gè)方向發(fā)展:

1.智能化

智能化是21世紀(jì)機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要發(fā)展方向。人工智能在機(jī)電一體化的研究中日益得到重視,機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床的智能化就是重要應(yīng)用之一。這里所說(shuō)的“智能化”是對(duì)機(jī)器行為的描述,是在控制理論的基礎(chǔ)上,吸收人工智能、運(yùn)籌學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)和混沌動(dòng)力學(xué)等新思想、新方法,模擬人類(lèi)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(biāo)。誠(chéng)然,使機(jī)電一體化產(chǎn)品具有與人完全相同的智能,是不可能的,也是不必要的。但是,高性能、高速度的微處理器使機(jī)電一體化產(chǎn)品賦有低級(jí)智能或者人的部分智能,則是完全可能而且必要的。

2.模塊化

模塊化是一項(xiàng)重要而艱巨的工程。由于機(jī)電一體化產(chǎn)品種類(lèi)和生產(chǎn)廠家繁多,研制和開(kāi)發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、電氣接口、動(dòng)力接口和環(huán)境接口等的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元是一項(xiàng)十分復(fù)雜但又非常重要的事情。如研制集減速、智能調(diào)速、電機(jī)于一體的動(dòng)力單元,具有視覺(jué)、圖像處理、識(shí)別和測(cè)距等功能的控制單元,以及各種能完成典型操作的機(jī)械裝置等。有了這些標(biāo)準(zhǔn)單元就可迅速開(kāi)發(fā)出新產(chǎn)品,同時(shí)也可以擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。為了達(dá)到以上目的,還需要制定各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn),以便于各部件、單元的匹配。

3.網(wǎng)絡(luò)化

20世紀(jì)90年代,計(jì)算機(jī)技術(shù)等的突出成就是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。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?,F(xiàn)場(chǎng)總線和局域網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用使家用電器網(wǎng)絡(luò)化已成大勢(shì),利用家庭網(wǎng)絡(luò)(homenet)將各種家用電器連接成以計(jì)算機(jī)為中心的計(jì)算機(jī)集成家電系統(tǒng)(computer integrated appliance system,CIAS),能使人們呆在家里就可分享各種高技術(shù)帶來(lái)的便利號(hào)快樂(lè)。因此,機(jī)電一體化產(chǎn)品無(wú)疑將朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。

4.微型化

微型化興起于20世紀(jì)80年代末,是機(jī)電一體化向微型機(jī)器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢(shì)。微機(jī)電系統(tǒng)是指可批量制作的,集微型機(jī)構(gòu)、微型傳感器、微型執(zhí)行器以及信號(hào)處理和控制電路,直至接口、通信和電源等于一體的微型器件和系統(tǒng)。微機(jī)電系統(tǒng)產(chǎn)品體積小、耗能少、運(yùn)動(dòng)靈活,在生物醫(yī)療、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢(shì)。微機(jī)電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機(jī)械技術(shù)。微機(jī)電一體化產(chǎn)品的加工采用精細(xì)加工技術(shù),即超精密技術(shù),它包括光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)兩類(lèi)。

5.綠色化

工業(yè)的發(fā)達(dá)給人們生活帶來(lái)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(yán)重污染。于是,人們呼吁保護(hù)環(huán)境資源,回歸自然。綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲下應(yīng)運(yùn)而生,綠色化是時(shí)代的趨勢(shì)。綠色產(chǎn)品在其設(shè)計(jì)、制造、使用和銷(xiāo)毀的生命過(guò)程中,符合特定的環(huán)境保護(hù)和人類(lèi)健康的要求,對(duì)生態(tài)環(huán)境無(wú)害或危害極少,資源利用率極高。設(shè)計(jì)綠色的機(jī)電一體化產(chǎn)品,具有遠(yuǎn)大的發(fā)展前景。

六、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述,機(jī)電一體化技術(shù)已經(jīng)成為了當(dāng)下科技發(fā)展的一個(gè)新的趨勢(shì),它是眾多學(xué)科交叉、共生的結(jié)果,對(duì)于提高我國(guó)的科技水平和人們的生活水平具有很好的推動(dòng)作用。

【參考文獻(xiàn)】

第9篇:機(jī)電一體化的發(fā)展范文

一、機(jī)電一體化的核心技術(shù)

1.機(jī)械技術(shù):是機(jī)電一體化的基礎(chǔ),機(jī)械技術(shù)的著眼點(diǎn)在于如何與機(jī)電一體化技術(shù)相適應(yīng),利用其高、新技術(shù)來(lái)更新概念,實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)上、材料上、性能上變更,滿足減小重量、縮小體積、提高精度、提高剛度及改善性能要求。

2.計(jì)算機(jī)與信息技術(shù):其中信息交換、存取、運(yùn)算、判斷與決策、人工智能技術(shù)、專(zhuān)家系統(tǒng)技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)均屬于計(jì)算機(jī)信息處理技術(shù)。

3.系統(tǒng)技術(shù):即以整體概念組織應(yīng)用各種相關(guān)技術(shù),從全局角度和系統(tǒng)目標(biāo)出發(fā),將總體分解成相互關(guān)聯(lián)的若干功能單元,接口技術(shù)是系統(tǒng)技術(shù)中一個(gè)重要方面,是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)各部分有機(jī)連接的保證。

4.自動(dòng)控制技術(shù):其范圍很廣,在控制理論指導(dǎo)下,進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)后的系統(tǒng)仿真,現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試,控制技術(shù)包括如高精度定位控制、速度控制、自適應(yīng)控制、自診斷校正、補(bǔ)償、再現(xiàn)、檢索等。

5.傳感檢測(cè)技術(shù):是系統(tǒng)的感受器官,是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、自動(dòng)調(diào)節(jié)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。其功能越強(qiáng),系統(tǒng)的自動(dòng)化程序就越高。

6.伺服傳動(dòng)技術(shù):包括電動(dòng)、氣動(dòng)、液壓等各種類(lèi)型的傳動(dòng)裝置,伺服系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)電信號(hào)到機(jī)械動(dòng)作的轉(zhuǎn)換裝置與部件、對(duì)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能、控制質(zhì)量和功能有決定性的影響。

二、機(jī)電一體化的發(fā)展進(jìn)程

1.數(shù)控機(jī)床問(wèn)世:自從1952年美國(guó)第1臺(tái)數(shù)控銑床問(wèn)世至今已50個(gè)年頭。我國(guó)數(shù)控機(jī)床制造業(yè)在80年代曾有過(guò)高速發(fā)展階段,尤其是在1999年后,國(guó)家向國(guó)防工業(yè)及關(guān)鍵民用工業(yè)部門(mén)投入大量技改資金,使數(shù)控設(shè)備制造市場(chǎng)一派繁榮。

2.微電子技術(shù)的發(fā)展:我國(guó)的集成電路產(chǎn)業(yè)起步于1965年,經(jīng)過(guò)30多年發(fā)展,已初步形成包括設(shè)計(jì)、制造、包裝業(yè)共同發(fā)展的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。

3.可編程序控制器(PLC)的應(yīng)用于工業(yè):上世紀(jì)60年代后期,美國(guó)汽車(chē)制造業(yè)開(kāi)發(fā)一種Modular DigitalController(MODICON)取代繼電控制盤(pán)。MODICON是世界上第一種投入商業(yè)生產(chǎn)的PLC.70年代是PLC崛起,并首先在汽車(chē)工業(yè)獲得大量應(yīng)用。80年代是它走向成熟,全面采用微電子及微處理器技術(shù)。90年代又開(kāi)始了PLC的第三個(gè)發(fā)展時(shí)期。90年代后期進(jìn)入了第四階段。其特征是:在保留PLC功能的前提下,采用面向現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu),采用開(kāi)放的通信接口,如以太網(wǎng)、高速串口;采用各種相關(guān)的國(guó)際工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和一系列的事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn);從而使PLC和DCS這些原來(lái)處于不同硬件平臺(tái)的系統(tǒng),正隨著計(jì)算技術(shù)、通信技術(shù)和編程技術(shù)的發(fā)展,趨向于建立同一硬件平臺(tái),運(yùn)用同一個(gè)操作系統(tǒng)、同一個(gè)編程系統(tǒng),執(zhí)行不同的DCS和PLC功能。這就是真正意義上的EIC三電一體化。

4. 激光技術(shù)、模糊技術(shù)、信息技術(shù)等新技術(shù)的出現(xiàn):以激光技術(shù)為首的光電子技術(shù)是未來(lái)信息技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù),它集中了固體物理、波導(dǎo)光學(xué)、材料科學(xué)、微細(xì)加工和半導(dǎo)體科學(xué)技術(shù)的科研成就,成為電子技術(shù)與光子技術(shù)自然結(jié)合與擴(kuò)展、具有強(qiáng)烈應(yīng)用背景的新興交叉學(xué)科,對(duì)于國(guó)家經(jīng)濟(jì)、科技和國(guó)防都具有重要的戰(zhàn)略意義。

三、機(jī)電一體化向智能化邁進(jìn)

20世紀(jì)90年代后期,各主要發(fā)達(dá)國(guó)家開(kāi)始了機(jī)電一體化技術(shù)向智能化方向邁進(jìn)的新階段。一方面,光學(xué)、通信技術(shù)等進(jìn)入了機(jī)電一體化,微細(xì)加工技術(shù)也在機(jī)電一體化中嶄露頭角,出現(xiàn)了光機(jī)電一體化和微機(jī)電一體化等新支;另一方面,對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)的建模設(shè)計(jì)、分析和集成方法,機(jī)電一體化的學(xué)科體系和發(fā)展趨勢(shì)都進(jìn)行了深入研究。同時(shí),由于人工智能技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及光纖技術(shù)等領(lǐng)域取得的巨大進(jìn)步,為機(jī)電一體化技術(shù)開(kāi)辟了發(fā)展的廣闊天地,也為產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。未來(lái)機(jī)電一體化的主要發(fā)展方向有:

1.智能化:是21世紀(jì)機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要發(fā)展方向,是在控制理論的基礎(chǔ)上,吸收人工智能、運(yùn)籌學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)和混沌動(dòng)力學(xué)等新思想、新方法,模擬人類(lèi)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(biāo)。

2.網(wǎng)絡(luò)化:20世紀(jì)90年代,計(jì)算機(jī)技術(shù)等的突出成就是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。機(jī)電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來(lái),只要其功能獨(dú)到,質(zhì)量可靠,很快就會(huì)暢銷(xiāo)全球。因此,機(jī)電一體化產(chǎn)品無(wú)疑將朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。

3.微型化:興起于20世紀(jì)80年代末,指的是機(jī)電一體化向微型機(jī)器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢(shì)。國(guó)外稱(chēng)其為微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS),泛指幾何尺寸不超過(guò)1立方厘米的機(jī)電一體化產(chǎn)品,并向微米、納米級(jí)發(fā)展。微機(jī)電一體化產(chǎn)品體積小、耗能少、運(yùn)動(dòng)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(shì)。

4.綠色化: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)廢后能回收利用。綠色產(chǎn)品在其設(shè)計(jì)、制造、使用和銷(xiāo)毀的生命過(guò)程中,符合特定的環(huán)境保護(hù)和人類(lèi)健康的要求,對(duì)生態(tài)環(huán)境無(wú)害或危害極少,資源利用率極高。設(shè)計(jì)綠色的機(jī)電一體化產(chǎn)品,具有遠(yuǎn)大的發(fā)展前途。