机电一体化技术的发展及应用解析论文_魏学治

机电一体化技术的发展及应用解析论文_魏学治

【摘 要】现代科学技术的不断发展推进了机电一体化技术的出现,机电一体化技术的应用有利于实现机械与信息控制技术的有机融合,有利于提高产品的性能和质量,从而促进企业和经济的发展。极大提升了劳动生产率以及利用率,并降低能源消耗。因此文章重点探讨机电一体化技术的发展及其应用现状。

【关键词】机电一体化;发展;应用

引言

机电一体化技术是在传统机械工程的基础上,通过引进微电子技术的一种新型工业技术,它是融合了电子信息技术、计算机技术、机械工程理论和电气工程技术等方面的一门新兴综合性学科。作为时代发展的产物,机电一体化技术已然在国民经济发展以及推动工业化发展水平方面发展举足轻重的作用。因此,加强机电一体化技术的探讨对于该技术的进一步发展和完善,推动经济更深层次的发展具有重要的实践意义。

一、机电一体化的核心技术

1.机械本体技术

该技术的主要功能是改善性能、减轻质量和提高精度。目前发展方向是减轻机械本体重量,实现驱动系统的小型化,进而在控制方面改善快速响应特性,减少能量消耗,提高效率。

2.驱动技术

该技术的主要功能是快速响应。目前主要是在积极发展内部装有编码器的电机以及控制专用组件-传感器-电机三位一体的伺服驱动单元。

3.信息处理技术

主要功能在于实现机电一体化与微电子学、信息处理设备紧密相连。目前主要是提高信息处理设备的可靠性,包括模/数转换设备的可靠性和分时处理的输入输出的可靠性,进而提高处理速度,并解决抗干扰及标准化问题。

4.接口技术

该技术是使数据传递的格式标准化、规格化,接口采用同一标准规格不仅有利于信息传递和维修,而且可以简化设计。目前的研究方向主要集中在开发低成本、高速串行的接口,来解决信号电缆非接触化、光导纤维以及光藕器的大容量化、小型化、标准化等问题。

二、机电一体化技术的应用

1、数控机床

我国数控机床经过40年的发展,其数控技术在结构、功能操作与控制精度上都实现了飞速的发展。

第一,数控机床的结构基本上都是总线式、模块化、紧凑型的结构,多数都是用多CPU、多住总线的系统结构体系。

第二,数控机床的硬件结构设计和功能模块设计大多数采用开放性、层次性、兼容性的设计,以期最大程度的实现用户的使用效益。

第三,数控机床大多数应用WOP技术和实现了智能化。数控机床系统通过应用和引进在线诊断、模糊控制等智能方法,最终实现了二、三维加工过程的动态仿真。

第四,为了丰富数控机床的功能和增强CNC系统的控制力度,数控机床中大量使用了大容量的储存器和模块化的软件设计。

第五,机电一体化技术的在数控机床中的应用实现了多过程、多渠道的智能控制,实现了刀具检测、物料搬运等操作。

第六,机电一体化技术在数控机床中的使用加强了系统组合以及加工系统的能力。

2、分布式控制系统

分布式控制系统也可以称之为DCS,其不仅能够有效控制生产过程,还能够实现生产计划的统计管理,实时调度和优化生产过程,其集中了管理、控制和测试为一体,是一个综合性的系统。DCS的工作方式主要为集中监视和分散控制,因此即便其系统出现局部故障,也不会影响到其他分部,也就是说DCS系统具备较好的稳定性能和安全性能,也是我国大型机电系统主要的运用对象。

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三、机电一体化技术的发展

1、智能化

随着机电一体化技术的逐渐发展,智能化将成为未来机电一体化的发展趋势,这其中主要包括了以下几个方面。

专家系统指的是在机电一体化系统中,植入一些解题软件,促使设备在进行工作的时候,能够根据所遇到的问题,来选择合适的方案对其进行解决,而不是让机电一体化技术仅仅是停留在代替人工工作的基础上。

另外,智能化的另一个重要方面就是采用模糊逻辑控制技术,在这个阶段中,技术已广泛应用于信号模拟,利用人们的思维方式模拟显示不准确的信息工具。

2、网络化

网络技术的飞速发展给社会各个领域带来了巨大变化,其中对机电一体化技术影响重大,使其朝着网络化方向快速发展。在计算机网络技术飞速发展的同时,各种监控技术在网络为基础的迅速发展起来。特别是远程控制,对于远程控制的终端设备就离不开机电一体化产品,无论距离控制对象多远,只要利用计算机网络把家用电器全部连接起来,就可以实现对家用电器的无线遥控,令其完成你所期望完成的工作。机电一体化产品朝网络化方向的飞速发展给人们带来了无穷的知识和乐趣。使人们体会到高科技带给人们的快乐。

3、生物软件化

生物软件化分为两部分,一部分是模仿生物机理,生物状态与系统工作紧密相关,机电装置信息依赖性越强就越具有活生物特征,控制系统停止工作,生物随即死亡。另一部分是指机电一体化使用载体是人,将人的情感与需求赋予其中,能够提高智能化与模拟化效果,实现人机一体化。当前,随着仿生学的不断进步,生物体优良机构开始关注机电一体化的人格化趋势,成为机电一体化产品的生产机体,这也将成为生物系统化的重要发展方向。

4、绿色化

在如今高科技技术飞速发展的时代背景下,人们对生活水平的要求越来越高,在我们享受着美好环境带来的快乐的同时,也要主要对其环境的保护,避免生态环境的破坏以及物质资源的减少。所以,工业生产发展的绿色化标准越来越受我们共同追求的目标。一切绿色机电一体化的技术产品在当今时代一定会非常受欢迎,并且也将很好地发挥出其作用。

5、人性化

伴随着人们生活水平的逐渐提升以及文化程度的普遍提升,人们更加关注生活品质的提升。因此对于机电一体化产品而言,其不仅需要具备基础的产品使用功能,还应该注重产品的外观、颜色等方面的设计。使其能够得到人们的广泛好评,更加贴合人们的生活习惯,不断满足人们的各种需求。

6、模块化

机电一体化向模块化方向的发展是一项非常重要而且很艰巨的工作。机电一体化中的各项内容种类繁多,要想对其进行任何研究或者进行开发其难度都很大,因此将机电一体化产品进行模块分割,划分单元是非常重要的,这不仅是一项非常困难而又复杂的工作,而且也是一项非常具有发展前景的工作。

7、微型化

微型化也是机电一体化微观发展的一个重要趋势。当前,随着半导体制造技术与蚀刻技术的进一步发展,研究实验室已经具备亚微米级机械元件,能够实现机械与电子的充分结合。传感器、CPU、执行机构以及各种单体元件能够集成到一起,应用、拆装更加方便、省力。在精细加工技术、光刻技术进步下,超微机电一体化产品将成为可能。

8、集成化

所谓集成化就是把不同功能、不同方向的模块集成为一体,这样把生产过程中处理加工、装配、检测、管理等多种工序都包含在了一起。使系统具有更广泛的柔性可以实现多品种、小批量生产的自动化与高效率。对于计算机集成制造系统,在发展的过程中,更注重人机一体化,均配备了硬件和一定的软件功能。在发展的过程中,不仅追求自动化和数字化,更重要的是要注重基本技术。

结语

机电一体化技术是多种技术综合发展的产物,其已经广泛的应用于军事、医疗、工业生产等行业中,并在提升产品性能方面发挥了重要作用。伴随着科技水平的进一步发展,机电一体化技术必将为国家带来更多的经济效益和社会效益。

参考文献:

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[2]艾克拜尔?吐尔逊.机电一体化技术的发展和应用探析[J].现代农村科技,2015,10:64

[3]李培英.试论机电一体化技术的应用与发展[J].科技致富向导,2013,03:108+116

[4]王晓勇.解析机电一体化技术及其发展应用展望[J].科技传播,2013(06).

论文作者:魏学治

论文发表刊物:《低碳地产》2016年第8期

论文发表时间:2016/9/1

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