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机电一体化技术发展范文

时间:2023-10-10 15:58:00

序论:在您撰写机电一体化技术发展时,参考他人的优秀作品可以开阔视野,小编为您整理的7篇范文,希望这些建议能够激发您的创作热情,引导您走向新的创作高度。

机电一体化技术发展

第1篇

关键词机电一体化技术应用

1机电一体化技术发展

机电一体化是机械、微电子、控制、计算机、信息处理等多学科的交叉融合,其发展和进步有赖于相关技术的进步与发展,其主要发展方向有数字化、智能化、模块化、网络化、人性化、微型化、集成化、带源化和绿色化。

1.1数字化

微控制器及其发展奠定了机电产品数字化的基础,如不断发展的数控机床和机器人;而计算机网络的迅速崛起,为数字化设计与制造铺平了道路,如虚拟设计、计算机集成制造等。数字化要求机电一体化产品的软件具有高可靠性、易操作性、可维护性、自诊断能力以及友好人机界面。数字化的实现将便于远程操作、诊断和修复。

1.2智能化

即要求机电产品有一定的智能,使它具有类似人的逻辑思考、判断推理、自主决策等能力。例如在CNC数控机床上增加人机对话功能,设置智能I/O接口和智能工艺数据库,会给使用、操作和维护带来极大的方便。随着模糊控制、神经网络、灰色理论、小波理论、混沌与分岔等人工智能技术的进步与发展,为机电一体化技术发展开辟了广阔天地。

1.3模块化

由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多,研制和开发具有标准机械接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元模块是一项复杂而有前途的工作。如研制具有集减速、变频调速电机一体的动力驱动单元;具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的电机一体控制单元等。这样,在产品开发设计时,可以利用这些标准模块化单元迅速开发出新的产品。

1.4网络化

由于网络的普及,基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾。而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品,现场总线和局域网技术使家用电器网络化成为可能,利用家庭网络把各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家用电器系统,使人们在家里可充分享受各种高技术带来的好处,因此,机电一体化产品无疑应朝网络化方向发展。

1.5人性化

机电一体化产品的最终使用对象是人,如何给机电一体化产品赋予人的智能、情感和人性显得愈来愈重要,机电一体化产品除了完善的性能外,还要求在色彩、造型等方面与环境相协调,使用这些产品,对人来说还是一种艺术享受,如家用机器人的最高境界就是人机一体化。

1.6微型化

微型化是精细加工技术发展的必然,也是提高效率的需要。微机电系统(MicroElectronicMechanicalSystems,简称MEMS)是指可批量制作的,集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路,直至接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统。自1986年美国斯坦福大学研制出第一个医用微探针,1988年美国加州大学Berkeley分校研制出第一个微电机以来,国内外在MEMS工艺、材料以及微观机理研究方面取得了很大进展,开发出各种MEMS器件和系统,如各种微型传感器(压力传感器、微加速度计、微触觉传感器),各种微构件(微膜、微粱、微探针、微连杆、微齿轮、微轴承、微泵、微弹簧以及微机器人等)。

1.7集成化

集成化既包含各种技术的相互渗透、相互融合和各种产品不同结构的优化与复合,又包含在生产过程中同时处理加工、装配、检测、管理等多种工序。为了实现多品种、小批量生产的自动化与高效率,应使系统具有更广泛的柔性。首先可将系统分解为若干层次,使系统功能分散,并使各部分协调而又安全地运转,然后再通过软、硬件将各个层次有机地联系起来,使其性能最优、功能最强。

1.8带源化

是指机电一体化产品自身带有能源,如太阳能电池、燃料电池和大容量电池。由于在许多场合无法使用电能,因而对于运动的机电一体化产品,自带动力源具有独特的好处。带源化是机电一体化产品的发展方向之一。

1.9绿色化

科学技术的发展给人们的生活带来巨大变化,在物质丰富的同时也带来资源减少、生态环境恶化的后果。所以,人们呼唤保护环境,回归自然,实现可持续发展,绿色产品概念在这种呼声中应运而生。绿色产品是指低能耗、低材耗、低污染、舒适、协调而可再生利用的产品。在其设计、制造、使用和销毁时应符合环保和人类健康的要求,机电一体化产品的绿色化主要是指在其使用时不污染生态环境,产品寿命结束时,产品可分解和再生利用。

2机电一体化技术在钢铁企业中应用

在钢铁企业中,机电一体化系统是以微处理机为核心,把微机、工控机、数据通讯、显示装置、仪表等技术有机的结合起来,采用组装合并方式,为实现工程大系统的综合一体化创造有力条件,增强系统控制精度、质量和可靠性。机电一体化技术在钢铁企业中主要应用于以下几个方面:2.1智能化控制技术(IC)

由于钢铁工业具有大型化、高速化和连续化的特点,传统的控制技术遇到了难以克服的困难,因此非常有必要采用智能控制技术。智能控制技术主要包括专家系统、模糊控制和神经网络等,智能控制技术广泛应用于钢铁企业的产品设计、生产、控制、设备与产品质量诊断等各个方面,如高炉控制系统、电炉和连铸车间、轧钢系统、炼钢———连铸———轧钢综合调度系统、冷连轧等。

2.2分布式控制系统(DCS)

分布式控制系统采用一台中央计算机指挥若干台面向控制的现场测控计算机和智能控制单元。分布式控制系统可以是两级的、三级的或更多级的。利用计算机对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制。随着测控技术的发展,分布式控制系统的功能越来越多。不仅可以实现生产过程控制,而且还可以实现在线最优化、生产过程实时调度、生产计划统计管理功能,成为一种测、控、管一体化的综合系统。DCS具有特点控制功能多样化、操作简便、系统可以扩展、维护方便、可靠性高等特点。DCS是监视集中控制分散,故障影响面小,而且系统具有连锁保护功能,采用了系统故障人工手动控制操作措施,使系统可靠性高。分布式控制系统与集中型控制系统相比,其功能更强,具有更高的安全性。是当前大型机电一体化系统的主要潮流。

2.3开放式控制系统(OCS)

开放控制系统(OpenControlSystem)是目前计算机技术发展所引出的新的结构体系概念。“开放”意味着对一种标准的信息交换规程的共识和支持,按此标准设计的系统,可以实现不同厂家产品的兼容和互换,且资源共享。开放控制系统通过工业通信网络使各种控制设备、管理计算机互联,实现控制与经营、管理、决策的集成,通过现场总线使现场仪表与控制室的控制设备互联,实现测量与控制一体化。

2.4计算机集成制造系统(CIMS)

钢铁企业的CIMS是将人与生产经营、生产管理以及过程控制连成一体,用以实现从原料进厂,生产加工到产品发货的整个生产过程全局和过程一体化控制。目前钢铁企业已基本实现了过程自动化,但这种“自动化孤岛”式的单机自动化缺乏信息资源的共享和生产过程的统一管理,难以适应现代钢铁生产的要求。未来钢铁企业竞争的焦点是多品种、小批量生产,质优价廉,及时交货。为了提高生产率、节能降耗、减少人员及现有库存,加速资金周转,实现生产、经营、管理整体优化,关键就是加强管理,获取必须的经济效益,提高了企业的竞争力。美国、日本等一些大型钢铁企业在20世纪80年代已广泛实现CIMS化。

2.5现场总线技术(FBT)

现场总线技术(FiedBusTechnology)是连接设置在现场的仪表与设置在控制室内的控制设备之间的数字式、双向、多站通信链路。采用现场总线技术取代现行的信号传输技术(如4~20mA,DC直流传输)就能使更多的信息在智能化现场仪表装置与更高一级的控制系统之间在共同的通信媒体上进行双向传送。通过现场总线连接可省去66%或更多的现场信号连接导线。现场总线的引入导致DCS的变革和新一代围绕开放自动化系统的现场总线化仪表,如智能变送器、智能执行器、现场总线化检测仪表、现场总线化PLC(ProgrammableLogicController)和现场就地控制站等的发展。

2.6交流传动技术

传动技术在钢铁工业中起作至关重要的作用。随着电力电子技术和微电子技术的发展,交流调速技术的发展非常迅速。由于交流传动的优越性,电气传动技术在不久的将来由交流传动全面取代直流传动,数字技术的发展,使复杂的矢量控制技术实用化得以实现,交流调速系统的调速性能已达到和超过直流调速水平。现在无论大容量电机或中小容量电机都可以使用同步电机或异步电机实现可逆平滑调速。交流传动系统在轧钢生产中一出现就受到用户的欢迎,应用不断扩大。

参考文献

1杨自厚.人工智能技术及其在钢铁工业中的应用[J].冶金自动化,1994(5)

2唐立新.钢铁工业CIMS特点和体系结构的研究[J].冶金自动化,1996(4)

3唐怀斌.工业控制的进展与趋势[J].自动化与仪器仪表,1996(4)

4王俊普.智能控制[M].合肥:中国科学技术大学出版社,1996

5林行辛.钢铁工业自动化的进展与展望[J].河北冶金,1998(1)

第2篇

关键词:机电一体化特征发展趋势

随着日新月异的技术更新,机电一体化发展对不同学科交叉渗透也有着推动。机械工程当中的微电子技术以及计算机技术发展,为机电一体化发展目标实现奠定了基础,能够实现技术结构的优化目标,在机电一体化的技术应用下,就能提高生产力水平。从理论上对机电一体化技术发展研究分析,就能从理论层面提供支持依据。

一、机电―体化技术发展历程和主要的内容分析

1.机电一体化技术发展历程分析

机电一体化主要是电子技术和机械设备的有机结合,从而将机械设备的动力以及电子技术的信息处理功能充分发挥,实现自动化的工作目标。机电一体化是建立在综合应用技术基础上发展的,在当前已经成为独立的学科,从技术层面来说,主要体现在对机电一体化的产品有效实现和使用发展。而从产品的基础层面来说,就是机械系统和微电子系统结合构成的新系统,这就成为了有着新功能的产品。机电一体化的进一步发展过程中,在功能系统的作用发挥上比较突出。机电一体化实际是综合技术的融合,并非是简单化的拼凑,而是将各个领域的优势相结合,实现概念上以及技术上的融合。

我国的机电一体化发展经历了几个重要阶段。上世纪80年代,学术界对机电一体化进行了研究,经过了几十年的努力,在理论上以及技术层面上都实现了长足发展,在数控技术方面的市场占有率也逐年提高,机械生产能力也有了大幅度提高。工业机器人的实际生产应用,对控制系统以及软件编程技术的应用等,都从很大程度上促进了生产效率的提高。在计算机集成制造系统的优化发展上也取得了瞩目成绩,已经在多个制造生产领域的发展中得到了广泛应用,发挥着重要作用。

2.国外机电一体化技术发展现状

国外的机电一体化技术发展可以分为三个阶段:第一阶段又称之为初级阶段,出现在20世纪60年代以前,这一时期是机电一体化技术的雏形,是人们不自觉地利用电子技术并且传承下来;第二阶段称之为发展阶段,出现在20世纪80年代末期,机电一体化技术的各项产品都有着很大的发展;第三阶段是深入发展阶段,出现在20世纪90年代后期,世界各国都开始研发和关注机电一体化的技术和新产品。

日本东京在1989年召开的第一届国际先进机电一体化学术会议,可以称为机电一体化技术发展阶段的标志,世界各国也从此大力推动和发展机电一体化的技术和产品的研发。在深入发展时期,机电一体化技术进入了向智能化方向的新阶段,一方面出现了光学、通信技术、微细加工技术等新的机电一体化技术和产品,另一方面对机电一体化技术的学科体系和研究方法也进行了深入的探讨。在目前,机电一体化产品开发和应用方面处于世界领先地位是日本和美国。

3.国内机电一体化技术发展现状

我国的机电一体化技术与日本、欧美等先进国家相比仍有一定差距,如当前国内外在开发煤矿机电大功率厚煤层电牵引采煤机的机电一体化新技术方面。主要表现在以下几个方面:一是总体技术上,国外Eickhoff公司开发的SL500系列采煤机,截高范围2.0m~6.0m,可达截割功率2×825kW,而国内引进6LS3,6LS5和7LS5型6台,SL500型3台,EL3000型1台,最大装机总功率1860kW,最大截高才5.5m,差距主要在可靠性和使用寿命方面;二是工况检测、故障诊断技术上,目前国外使用微机控制、传感器多、信息量大、显示屏大、显示点多等特点,而国内却达不到这一水平;三是自动调高技术上,基于位置传感器和计算机的记忆截割技术在国外比较容易实现,而国内在研采煤机仍未实现记忆截割。

4.机电一体化技术主要内容分析

机电一体化技术涉及的内容比较丰富。机电一体化技术方面主要从系统工程角度分析。在对电子以及机械技术的应用下,能将两者得以有机结合,就能充分发挥综合技术的应用优势。因此,机电一体化技术涵盖技术以及产品两个层面的内容。机电一体化系统,也就是产品方面,是通过多个特定功能机械以及电子技术要素构成的整体,使人们的实际生产制造的需求得到满足。机电一体化系统所涵盖的装置要素比较多,其中的执行装置以及传感器等都是比较重要的装置要素。

除此之外,机电一体化内容中的系统设计思想也比较重要。这就涵盖了控制论以及系统工程方法论等内容。机电一体化的思想也简称为一体化思想。这一思想的应用对人机一体化以及机电液一体化等发展目标都能有效实现。机电一体化工程作为电子和机械工程集合,通过机电一体化技术设计制造体系应用,在实际应用中的作用发挥也比较显著。

二、机电一体化产品特征类别和核心技术分析

1.机电一体化产品特征类别分析

机电一体化的产品特征也比较鲜明。机电一体化产品的结构比较简单,产品的轻细巧等特征比较突出,并且比较容易实现标准化、模块化的设计制造。机电一体化的产品记忆以及信息处理功能比较突出,能够将产品的高效性以及智能化的优势充分发挥,并能起到自动监视的功能和诊断功能等,在产品的安全可靠性上也能有效提高,可通过负荷以及运行情况加以有效调整控制。

另外,机电一体化的a品类型也比较多。机械产品当中一部分控制功能及机构用电子装置替代,其中比较常见的有机电一体化照相机以及打印机等产品。此外,比较典型性的产品有着较为完整性的结构,其中比较常见的就是工业机器人以及自动绘图机等。简单地依靠机械以及电子无法制造这些产品,两者结合,就能够大大提高可运行效率。还是一种类型是通过微电子装置替代原设备的信息处理机构,比较常见的产品有全电子式电话交换机以及电机调速装置等内容。

2.机电一体化核心技术分析

机电一体化的核心技术比较多。计算机和信息技术是比较重要的应用技术,能够发挥信息交换以及存取和运算等作用。计算机以及信息技术当中的专家系统技术以及人工智能技术也是比较常用的。机电一体化核心技术中的系统技术,是通过整体概念对多种相关技术进行组织应用的,其中接口技术就是比较常用的。为保障计算机的通信,要对数据传递格式进行规格化以及标准化呈现。目前这一应用技术中的开发成本比较低,在高速串行接口的应用方面比较突出。

机电一体化核心技术当中的机械本体技术是比较重要的应用技术。这一技术主要应用于对性能的改善以及质量的减轻等层面。当前的机械产品通常是将钢材作为主要材料。为减轻产品质量,要在结构上加以优化,并加强非金属材料的应用。这一技术的应用响应速率得到了很大提高,在整体的效率上也得到了有效提高。

C电一体化核心技术当中的信息处理技术以及传感技术也是比较常见的应用技术。信息处理技术的应用中,将微型计算机在实际工作中加以科学应用,就能从整体上提高信息处理的效率,在信息的安全可靠性方面也能有效保障,提高了抗干扰能力。而传感核心技术的应用有着高灵敏度以及抗干扰能力,在当前的技术进一步升级下,对光纤电缆传感器的应用比较重要。

另外,机电一体化核心技术当中的软件技术以及驱动技术也是较为常用的技术。软件技术应用是和硬件协调应用的。在软件研制成本降低的前提下提高生产维修效率,以及软件的标准化应用是发展的重要课题。在驱动技术的应用下,在响应速度上也能有效提高,对控制专用组件以及传感器和电机三位一体的作用发挥也比较重视。

三、机电一体化技术应用领域和发展趋势探究

1.机电一体化技术应用领域分析

机电一体化技术的广泛应用对我国的经济水平提高起到了积极促进作用。机电一体化技术的应用在当前社会发展中的作用也愈来愈突出。通过多年的发展以及技术优化,机电一体化技术在数控机床的应用使之结构、功能和控制精度等都得到了有效提高,在总线式以及紧凑型的结构应用下,使得数控机床的结构得到了优化。应用CPU以及多主总线体系结构,进行开放性设计等,能提高接口的标准化,实现使用效益最大化呈现。通过智能化以及WOP的实现,机电一体化数控机床系统就能实现二维以及三维的动态加工仿真。信息存储大容量的模块化设计使得控制功能也得到了有效提高,可有效实现多过程以及多通道控制。

例如:当前市场上的CK0632数控机床就是采用机电一体化设计的数控机床,外型大气美观,用途广泛,操作方便。机床主轴采用高度精密滚动轴承之承,回转精度高。机订导轨采用耐磨铸铁,经过超音频淬火能够长期稳定地保证机床加工精度。CK0632数控机床机床也可实现自动控制,完成车削多种零件的内外圆、端面、切槽、任意锥面、球面、及各种公英制圆、圆锥螺纹等工序。此外,CK0632数控机床还有配有完备的S.T.M.功能,可以发出和接收多种信号控制自如的加工过程。目前,CK0632数控机床广泛应用于电器、仪表仪器工业、汽车、摩托车配件、轴承照相器材、电影机械、五金工具及其他高精度复杂零件的加工制造。

机电一体化在工业机器人领域当中的应用也比较突出,第二代机器人的设计中,对各种传感元件进行了科学应用,这样在作业的信息获得以及操作对象的信息获得都比较方便。计算机技术的应用能准确判断分析对操作信息的处理,并进行反馈控制。在第三代的机器人设计中,就通过多感知功能的应用,有效实现复杂化的逻辑思维以及判断和决策等,在作业的独立性层面有着充分体现。

2.机电一体化技术发展趋势

随着时展以及技术进步,机电一体化技术也会向着智能化方向迈进。这也是当前的机电一体化和传统机械自动化的重要不同。近些年,我国在处理器技术上的进步以及传感器系统的集成化目标实现,对机电一体化的智能化发展目标实现提供了有力支持。智能化机电一体化目标实现和实际的应用,对人的操作和工作量的减少能发挥积极作用,可有效减少人的脑力劳动。

机电一体化技术的网络化发展将实现。网络技术在当前的发展比较迅速。进入新的时代,在网络技术的支持下,机电一体化的网络化目标将得到实现,在远程控制技术的应用作用上将更加突出,同时会提高机电一体化的功能性以及安全性。

机电一体化技术的系统化趋势比较突出,也就是在系统结构上的模式化以及开放式的总线结构应用,对系统的灵活性组态就有着鲜明呈现。在系统化的发展中,能加强通信功能,可实现远程以及多系统的通信。

不仅如此,机电一体化的发展也会向着微型化方向迈进。这主要体现在电子部件的微型化,在产品的体积层面不断缩小等。这样就会促进机电一体化的设备运行效率提高,灵活性更加突出。

第3篇

关键词:煤矿机电;一体化;发展

随着工业技术在我国各个领域的快速发展,煤矿机电一体化技术发展越来越迅速。煤矿工作的危险系数相对较高,因此对机电设备的安全性能有着不一样的要求,切也需要进一步提高和改善机电设备的安全性,保证煤矿企业安全生产。这就需要各个煤矿企业加强对煤矿机电一体化技术发展的深入探究。

一、简述煤矿机电一体化技术的内容

综合各种因素来说,机电一体化技术是一种复杂的综合技术,其中包括机械技术、光学技术、自动控制技术、微电子技术、计算机技术、软件编程技术、接口技术以及信息技术。由于技术的综合性,技术的发展不仅依赖于其他技术的进步,同时对其他技术的发展也起到了关键作用。

20世纪80年代,我国成立机电一体化领导小组,并将该技术列入“863”计划中。现在来看,我国机电一体化技术正朝着智能化、柔软化、网络化、微型化、系统化的方向发展,随着机电一体化技术的发展,煤矿生产劳动技术也得到了不小的改善,大大提高煤矿工作人员的工作安全系数,改善了煤矿生产的劳动强度,降低能耗、保证安全。现如今机电一体化技术已经成为我国煤矿工业的必备技术,但仍需进一步完善。对煤矿机电一体化技术化的改革、调整同样十分重要。

二、我国煤矿机电一体化的具体情况及问题

1. 新型电牵引采煤机的应用。

最近几年,我国电牵引采煤机的研究及发展有着明显的进步,第二次进行开发后,我国逐渐拥有了许多具有国外引进采煤机技术的基础上自主支持产权的换代产品。目前,国产采煤机已经逐渐占据主导地位,完全采用我国国产装备的高效工作不断提升,为我国的煤矿综合机械化采煤工作奠定了新的基础。

2. 带式输送机的使用。

目前,我国应经自行生产了多种类型及功能的输送机,其中在我国“八五”计划期间,通过国家“一条龙日产万吨综采设备”项目的实施,对我国带式输送机的实力提升有着很大的促进作用,一些新型的,具有大功率、长距离的输送机研发正在不断改进中。

3. 矿井提升机

目前看来,我国的矿井提升是一种实现机电一体化的矿山大型设备,全数字化交、直流提升机。其中内装式提升机最为突出,在结构上看,内装式提升机将滚筒和驱动合为一个整体,最大限度的简化了机械结构,是典型的急死俺一体化设备,同时也充分体现出机械-电力-电子设备-计算机自动控制的综合系统全数字提升机高度。具有可重复性故障寻址完整的诊断设施以及简单的快速通讯功能和自诊断功能,其采用的总线方式能够大大简化电器安装,其硬件配置相对简单,兼容性强,零备件少,可以方便地实现启动软件控制加速度。

三、对我国煤矿机电一体化的加强管理

1. 采用科学的管理策略以及创设。

为了我国能更好地解决机电一体化技术在实际应用过程中出现的种种问题,对其进行科学合理的管理是十分重要的。关于煤矿企业的机电设备管理以及生产开采作业等相关问题的处理必须采取全责明确的管理体系,对企业各项工作实施有序、统一的管理。此外,对机电一体化技术的管理需要管理人员合理制定作业方案、建立健全的机电管理机构、推行合理的科学管理化制度、明确相关人员的工作职责、建立健全的煤矿机电一体化监管机制,完善工作环境,对机电骨干工作人员进行合理安排和优化调整工作。同时需要加强对各级工作人员的综合培训提高员工综合素质,进而保证煤矿企业的工作能够正常、有序、高效的运行。

2. 引入先进的科学技术和优良设备。

在机电一体化技术中,计算机技术作为其中最为核心的科技掌握着已计划技术的发展方向和工作命脉。因此对作业现场的总线任务应加大发展力度,对中央控制系统的存储能力以及运算能力需要不断提高。相关工作人员应根据不同产地环境的需求,进一步加大加强对机电一体化技术的软件硬件系统的进一步研发使用,促进其性能不断提高,形成体积小、功能全、精度高的新型优化技术。除此之外,还应对其通信模块进行研究,尝试其同以太网进一步结合,保证其通信功能的安全可靠性,最终实心机电一体化的通信控制。

随着科技地进步,我国目前机电一体化还可以采用功能强大的PLC作为机电一体化的核心装置。其能够在运算存储功能越来越强大,体积和功耗逐渐缩小,更加设和与工作空间狭小的煤矿机电一体化产品。此外,智能化水平的提高对煤矿机电一体化的影响也是十分重要的。智能化已经逐渐成为当代科技发展的新潮流,设备在智能化的应用中能够自动调节设备处于最优状态运行,同时对采集的数据进行系统分析,对故障问题进行预测及诊断。最后,研发还应重视传感器的应用。传感器配合数字化、集成化、智能化的应用,促进传感器在较为恶劣的环境下能够正常工作,为煤矿探测工作的开展提供方便。

煤矿机电一体化的技术应用是一个综合化、全面化的运用过程,在整体掌握煤矿机电运用的过程中,能突出机电一体化在装备、采集方面的推广和应用,进一步全面提高煤矿开采的综合能力,为煤矿提供安全有效地管理。

参考文献:

[1]张旭.煤矿机电一体化技术应用探究[J].中小企业管理与科技,2010,17(16):52-53.

第4篇

计算机技术的应用,使得机械产品的生产过程有机的结合在了一起,逐渐形成了机电一体化技术,机电一体化技术的应用给我国的机械行业带来了非常显著的效果,使得机电的生产效率得到了提升,降低了原材料的消耗,也进一步的减轻了工作人员的工作强度,可以说机电一体化是微电子技术、计算机技术、信息技术相结合的综合性高新技术。

1机电一体化

机电一体化这一技术的切入点是在系统工程当中,主要结合了机械、电子技术等先进的综合性技术,机电一体化技术可以说是对相关技术原理以及机电产品得以实现的技术总称,机电一体化产品则是由多个具有特殊功能的电子元器件所组成的有机的整体,这一整体能够很好的满足人们的使用要求,我们知道机电一体化技术的组织结构是非常复杂的,整体来看是由五个主要的部分构成,它们分别是机电机械装置、传感器、机电执行装置、动力源和计算机。

2机电一体化产品的优点

(1)功能全。机电一体化产品具有其他产品不具备的优点,像记忆、控制、信息的处理等等,这样也能够使产品的性能会提高到一个层次,更加的多元化、智能化。(2)结构简单。现阶段的机电一体化产品正在向着轻、薄、细的方向发展,所以机电一体化产品的设计和制造也是采用的标准化的方法进行的。(3)具备自我监控功能。这一功能是目前大部分的机电产品所不具备的,机电一体化产品的自动监视功能可以让自身的安全可靠性能得到大幅度的提升。从而进一步的保障了产品的安全。

3我国机电一体化技术的发展与思考

近几年,我国对机电一体化产品的研究有了很大的进步,比如我国的煤矿机电一体化产品就已经成功的占领了国内的市场,随着机电一体化进程的不断加快,生产效率的提高,会有很多外国市场也会被成功占据,而机电一体化中最明显的一个成果就是国产全数字化直流提升机的成功研制,这一技术的出现让我国的煤矿机电一体化上升到了另一个层次上,但是在不断发展的同时,煤矿机电一体化产品还是出现了一些问题,像煤矿核心部分的国产化水平还是相对较低的,单机很多都没有通信功能,可以说这些机电是处于自动化的状态,但是通信是封闭的,虽然说设备的监测信息数据很多,但是很多都没有得到有效的利用。所以说在发展我国的机电一体化产品的时候,在技术上还是要注意以下几点问题:(1)任何一个装置都是要有自主知识产权的,这样才可以进一步的增加机电一体化产品供需比例,不至于比例太过失调;(2)增加机电一体化产品的通信功能,这样才能够让机电一体化产品在今后的运用中更能够适应综合自动化的需要。

4机电一体化的发展趋势

机电一体化是目前集机械、电子、计算机等多种学科的交叉综合,机电一体化的发展也进一步的促进着相关电子技术产业的发展,基于此种情况,机电一体化的发展方向也被奠定,主要方向体现在以下几个方面:(1)光机电一体化。这一系统主要部件为传感系统和信息处理系统,因此运用光机电一体化技术能够改善机电一体化的信息处理系统的相关性能,也正是因为光机电一体化的特殊性能,使得机电一体化产品的发展趋势也正向着这一方向发展。(2)技术产品的网络化。计算机技术的发展带动了网络技术的进步,网络技术的不断发展也进一步的促进者科学技术、政治领域的变化,这样一来,企业的竞争也在不断的出现多元化的趋势,可以说只要有机电一体化产品被研发出来,只要是质量可靠的,基本上都会快速的畅销,这也是网络的功劳,因此机电一体化产品的大方向就是向着网络化的方向发展。(3)全球系统化、智能化。从目前的情况来看。机电一体化产品的全息特征已经显现出来,而且随着科学技术的不断发展,智能化的水平也变得越来越高,使得很多的机电一体化产品具备了判断推理,自主决策等功能,以此来获得更高的控制目标。(4)微型机电化。这里主要指的是尺寸不会超过1厘米的机电一体化产品,也就是说机电一体化的发展进程正在向着纳米的方向发展,使得机电一体化的机体、执行机构、传感器等部件都能够有效的结合在一起,最重要的是体积很小,因此我们说微型及电话也是机电一体化的一个重要的发展方向。(5)机电一体化产品的绿色发展。机电一体化的发展给我国的工业发展带来了巨大的便捷,同时也给人们的生活带来了巨大的变化,使得人们的生活越来越丰富,但是在舒适生活的背后,资源也正在逐渐的减少,生态环境遭受到了前所未有的打击,基于此种情况,人们逐渐认识到了保护环境的重要,要把对自然地伤害弥补上,也正是在这样的一种思想促使下,绿色产品的概念随之产生,可以说在环境异常紧张的今天,绿色化的发展时将来时展的大趋势。

5结束语

第5篇

关键词:机电一体化机械设计工程自动化

中图分类号:TH-39文献标识码:A文章编号:1672-3791(2012)02(c)-0000-00

进入20世纪60年代以来,微电子技术、信息技术、自动化技术得到了迅猛发展,以信息技术为中心,极大地提高劳动生产率和工作效率为重要目标。测量与控制技术、计算机技术和通信技术,三者结合在一起,构成完整的信息系统。在这种新技术革命的影响和冲击下,机电业发生了深刻的变化。机电一体化的共性关键技术是;精密机械技术、伺服传动技术、传感检测技术、信息处理技术、白动控制技术以及系统总体技术。但是区分机电一体化或非机电一体化的机械系统,其核心是计算机控制的伺服控制系统,其他的都是与此匹配的重要部分现有机械产品的电子化必须采用系统科学的观点和综合集成的技巧,使机械、电子设备和软件之间相互适应和匹配,发挥各自的优势,才能促进工业产品和消费产品向自动化方向发展。

1 机械机电一体化技术及其应用

机电一体化系统的形式多种多样,其功能也各不相同。一个较完善的机电一体化系统应包括以下几个基本要素:机械本体、动力单元、传感检测单元、执行单元、驱动单元、控制及信息处理单元。随着机电一体化产品技术性能、水平和功能的提高,机械本体需在机械结构、材料、加工工艺以及几何尺寸等方面都应适应产品高效、多功能、可靠、节能、小型、轻量、美观等要求。动力单元动力单元的功能是按照机电一体化系统的控制要求,为系统提供能量和动力以保证系统正常运行。机电一体化的显著特征之一是用尽可能小的动力输入获得尽可能大的功能输出。与一般的同类型机械装置相比,机电一体化系统中的机械部分精度要求更高,结构更简单,功能更强大,性能更优越,同时还要有更好的可靠性、维护性和更新颖的结构。零部件要求模块化、标准化、规格化,还有许多新的课题要加以研究和运用,如对结构进行优化设计,采用新型复合材料以使机械系统既减轻重量、缩小体积,同时又不降低机械的静、动刚度,采用高精度导轨、精密滚珠丝杠、高精度主轴轴承和高精度齿轮等,以提高关键零部件的精度和可靠性;开发新型复合材料以提高刀具、磨具的质量;通过零部件的模块化和标准化设计,提高其互换性和维护性等。因此机械技术的出发点在于如何与机电一体化技术相适应,利用其他高新技术来更新概念,实现结构上、材料上、性能上以及功能上的变革。

2 信息处理与自动控制技术及其应用

机电一体化系统中主要采用丁业控制机(包括可编程控制器,单、多回路调节器,单片微控制器,总线式丁业控制机,分布式计算机测控系统)进行信息处理。计算机应用及信息处理技术已成为促进机电一体化技术发展和变革的最重要因素。随着社会和经济发展,对信息交流的需求越来越大,这就需要信息传输,即通信技术,围绕如何提高传输速度、减少误码率等进行的。为了共享资源、提供分布式功能和集中管理,可通过通信设备和线路,将不同地理位置具有独立处理功能的多个计算机连接起来,运用功能完善的网络软件按照网络协议进行数据通信,组成计算机网络系统。计算机技术、通信技术和计算机网络技术的发展为信息处理技术提供了技术保障。

控制与信息处理单元像是对其他要素和它们之间的连接进行有机的统一控制一样,其功能是将来自传感器的信息和各种命令进行集中处理,根据处理结果,按照一定的规则发出相应的控制信号,控制各要素或子系统连接成为一个有机整体,使各个功能环节有目的地协调一致运动,并达到预期的性能,从而形成机电一体化的系统工程。各子系统之间必须通过控制信息进行联系才能协调统一的运动,进行有规则地物质和能量的交换和转移。因此,控制与信息处理单元是机电一体化系统的核心单元,一般由计算机、可编程控制器、数控装置以及各种逻辑电路等组成。信息处理技术包括信息的交换、存取、运算、判断和决策。自动控制技术包括高精度位置控制、速度控制、自适应控制、自校正等技术。自动控制就是依据自动控制原理对具体控制装置或系统在设计之后进行系统仿真,现场调试,最后使研制的系统可靠地投入运行,尤其是计算机技术高速发展,使得自动控制技术与计算机技术的结合越趋密切,因此自动控制技术是机电一体化技术中十分重要的关键技术。

3 伺服驱动技术及其发展

电动机伺服驱动方式在数控系统中的运用非常广泛,交直流伺服电动机驱动主要用在闭环伺服数控系统中。由于变频技术的进步,交流伺服电动机驱动技术取得突破性进展,为机电一体化系统提供了高质量的伺服驱动单元,极大地促进了机电一体化技术的发展。步进电动机驱动主要用在开环伺服数控系统中。对机电一体化系统的动态性能、控制质量和功能来说,伺服驱动技术具有决定性的作用。液压伺服系统(如液压马达、脉冲液压缸等)具有工作稳定、响应速度快、输出力矩大等特点,特别是在低速运行时其性能更突出,但液压系统需要增加液压泵等动力源,设备复杂、体积大、维修难及污染环境;而电气伺服系统(如步进电动机、直流伺服电动机等)具有控制灵活、费用较小、可靠性高等优点,但低速时输出力矩不够大。由于近年来变频技术的进步,交流伺服驱动技术取得突破性进展,为机电一体化系统提供了高质量的伺服驱动单元,极大地促进了机电一体化技术的发展。

4 结论与展望

机电一体化技术需要很多部门、产业的配合和支持,才能取得满意的结果。我们不仅要对机电一体化的各项相关技术进行全面深入的了解,还要能从系统工程的概念人手,通过系统总体设计来使各个相关技术形成有机的结合,并且要注意研究和解决技术融合过程中所产生的新问题,只有这样才能满足机电一体化高速发展的需要。机电一体化概论都很好,如果整个系统不能很好地协调,则它仍然不可能可靠地正常运行。随着科技的进步和社会经济的发展,机电一体化技术正在不断地深人到各个领域,并且迅猛地向前推进,特别是制造工业对机电一体化技术提出了许多新的更高的要求。机电一体化的发展趋势应为:在性能上向高精度、高效率、高性能、智能化方向发展;在功能上向小型化、轻型化、多功能方向发展;在层次上向系统化、复合集成化的方向发展。

参考文献

[1] 谢佳. 略论机电一体化技术的发展[J]. 机电信息, 2011,(06) .

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[3] 梁国文. 机电一体化在工程机械上的应用与发展[J]. 建筑机械, 1999,(08) .

第6篇

关键词:机电一体化;特征;发展趋势

随着日新月异的技术更新,机电一体化发展对不同学科交叉渗透也有着推动。机械工程当中的微电子技术以及计算机技术发展,为机电一体化发展目标实现奠定了基础,能够实现技术结构的优化目标,在机电一体化的技术应用下,就能提高生产力水平。从理论上对机电一体化技术发展研究分析,就能从理论层面提供支持依据。

一、机电一体化技术发展历程和主要的内容分析

1.机电一体化技术发展历程分析

机电一体化主要是电子技术和机械设备的有机结合,从而将机械设备的动力以及电子技术的信息处理功能充分发挥,实现自动化的工作目标。机电一体化是建立在综合应用技术基础上发展的,在当前已经成为独立的学科,从技术层面来说,主要体现在对机电一体化的产品有效实现和使用发展。而从产品的基础层面来说,就是机械系统和微电子系统结合构成的新系统,这就成为了有着新功能的产品。机电一体化的进一步发展过程中,在功能系统的作用发挥上比较突出。机电一体化实际是综合技术的融合,并非是简单化的拼凑,而是将各个领域的优势相结合,实现概念上以及技术上的融合。我国的机电一体化发展经历了几个重要阶段。上世纪80年代,学术界对机电一体化进行了研究,经过了几十年的努力,在理论上以及技术层面上都实现了长足发展,在数控技术方面的市场占有率也逐年提高,机械生产能力也有了大幅度提高。工业机器人的实际生产应用,对控制系统以及软件编程技术的应用等,都从很大程度上促进了生产效率的提高。在计算机集成制造系统的优化发展上也取得了瞩目成绩,已经在多个制造生产领域的发展中得到了广泛应用,发挥着重要作用。

2.国外机电一体化技术发展现状

国外的机电一体化技术发展可以分为三个阶段:第一阶段又称之为初级阶段,出现在20世纪60年代以前,这一时期是机电一体化技术的雏形,是人们不自觉地利用电子技术并且传承下来;第二阶段称之为发展阶段,出现在20世纪80年代末期,机电一体化技术的各项产品都有着很大的发展;第三阶段是深入发展阶段,出现在20世纪90年代后期,世界各国都开始研发和关注机电一体化的技术和新产品。日本东京在1989年召开的第一届国际先进机电一体化学术会议,可以称为机电一体化技术发展阶段的标志,世界各国也从此大力推动和发展机电一体化的技术和产品的研发。在深入发展时期,机电一体化技术进入了向智能化方向的新阶段,一方面出现了光学、通信技术、微细加工技术等新的机电一体化技术和产品,另一方面对机电一体化技术的学科体系和研究方法也进行了深入的探讨。在目前,机电一体化产品开发和应用方面处于世界领先地位是日本和美国。

3.国内机电一体化技术发展现状

我国的机电一体化技术与日本、欧美等先进国家相比仍有一定差距,如当前国内外在开发煤矿机电大功率厚煤层电牵引采煤机的机电一体化新技术方面。主要表现在以下几个方面:一是总体技术上,国外Eickhoff公司开发的SL500系列采煤机,截高范围2.0m~6.0m,可达截割功率2×825kW,而国内引进6LS3,6LS5和7LS5型6台,SL500型3台,EL3000型1台,最大装机总功率1860kW,最大截高才5.5m,差距主要在可靠性和使用寿命方面;二是工况检测、故障诊断技术上,目前国外使用微机控制、传感器多、信息量大、显示屏大、显示点多等特点,而国内却达不到这一水平;三是自动调高技术上,基于位置传感器和计算机的记忆截割技术在国外比较容易实现,而国内在研采煤机仍未实现记忆截割。

4.机电一体化技术主要内容分析

机电一体化技术涉及的内容比较丰富。机电一体化技术方面主要从系统工程角度分析。在对电子以及机械技术的应用下,能将两者得以有机结合,就能充分发挥综合技术的应用优势。因此,机电一体化技术涵盖技术以及产品两个层面的内容。机电一体化系统,也就是产品方面,是通过多个特定功能机械以及电子技术要素构成的整体,使人们的实际生产制造的需求得到满足。机电一体化系统所涵盖的装置要素比较多,其中的执行装置以及传感器等都是比较重要的装置要素。除此之外,机电一体化内容中的系统设计思想也比较重要。这就涵盖了控制论以及系统工程方法论等内容。机电一体化的思想也简称为一体化思想。这一思想的应用对人机一体化以及机电液一体化等发展目标都能有效实现。机电一体化工程作为电子和机械工程集合,通过机电一体化技术设计制造体系应用,在实际应用中的作用发挥也比较显著。

二、机电一体化产品特征类别和核心技术分析

1.机电一体化产品特征类别分析

机电一体化的产品特征也比较鲜明。机电一体化产品的结构比较简单,产品的轻细巧等特征比较突出,并且比较容易实现标准化、模块化的设计制造。机电一体化的产品记忆以及信息处理功能比较突出,能够将产品的高效性以及智能化的优势充分发挥,并能起到自动监视的功能和诊断功能等,在产品的安全可靠性上也能有效提高,可通过负荷以及运行情况加以有效调整控制。另外,机电一体化的产品类型也比较多。机械产品当中一部分控制功能及机构用电子装置替代,其中比较常见的有机电一体化照相机以及打印机等产品。此外,比较典型性的产品有着较为完整性的结构,其中比较常见的就是工业机器人以及自动绘图机等。简单地依靠机械以及电子无法制造这些产品,两者结合,就能够大大提高可运行效率。还是一种类型是通过微电子装置替代原设备的信息处理机构,比较常见的产品有全电子式电话交换机以及电机调速装置等内容。

2.机电一体化核心技术分析

机电一体化的核心技术比较多。计算机和信息技术是比较重要的应用技术,能够发挥信息交换以及存取和运算等作用。计算机以及信息技术当中的专家系统技术以及人工智能技术也是比较常用的。机电一体化核心技术中的系统技术,是通过整体概念对多种相关技术进行组织应用的,其中接口技术就是比较常用的。为保障计算机的通信,要对数据传递格式进行规格化以及标准化呈现。目前这一应用技术中的开发成本比较低,在高速串行接口的应用方面比较突出。机电一体化核心技术当中的机械本体技术是比较重要的应用技术。这一技术主要应用于对性能的改善以及质量的减轻等层面。当前的机械产品通常是将钢材作为主要材料。为减轻产品质量,要在结构上加以优化,并加强非金属材料的应用。这一技术的应用响应速率得到了很大提高,在整体的效率上也得到了有效提高。机电一体化核心技术当中的信息处理技术以及传感技术也是比较常见的应用技术。信息处理技术的应用中,将微型计算机在实际工作中加以科学应用,就能从整体上提高信息处理的效率,在信息的安全可靠性方面也能有效保障,提高了抗干扰能力。而传感核心技术的应用有着高灵敏度以及抗干扰能力,在当前的技术进一步升级下,对光纤电缆传感器的应用比较重要。另外,机电一体化核心技术当中的软件技术以及驱动技术也是较为常用的技术。软件技术应用是和硬件协调应用的。在软件研制成本降低的前提下提高生产维修效率,以及软件的标准化应用是发展的重要课题。在驱动技术的应用下,在响应速度上也能有效提高,对控制专用组件以及传感器和电机三位一体的作用发挥也比较重视。

三、机电一体化技术应用领域和发展趋势探究

1.机电一体化技术应用领域分析

机电一体化技术的广泛应用对我国的经济水平提高起到了积极促进作用。机电一体化技术的应用在当前社会发展中的作用也愈来愈突出。通过多年的发展以及技术优化,机电一体化技术在数控机床的应用使之结构、功能和控制精度等都得到了有效提高,在总线式以及紧凑型的结构应用下,使得数控机床的结构得到了优化。应用CPU以及多主总线体系结构,进行开放性设计等,能提高接口的标准化,实现使用效益最大化呈现。通过智能化以及WOP的实现,机电一体化数控机床系统就能实现二维以及三维的动态加工仿真。信息存储大容量的模块化设计使得控制功能也得到了有效提高,可有效实现多过程以及多通道控制。例如:当前市场上的CK0632数控机床就是采用机电一体化设计的数控机床,外型大气美观,用途广泛,操作方便。机床主轴采用高度精密滚动轴承之承,回转精度高。机订导轨采用耐磨铸铁,经过超音频淬火能够长期稳定地保证机床加工精度。CK0632数控机床机床也可实现自动控制,完成车削多种零件的内外圆、端面、切槽、任意锥面、球面、及各种公英制圆、圆锥螺纹等工序。此外,CK0632数控机床还有配有完备的S.T.M.功能,可以发出和接收多种信号控制自如的加工过程。目前,CK0632数控机床广泛应用于电器、仪表仪器工业、汽车、摩托车配件、轴承照相器材、电影机械、五金工具及其他高精度复杂零件的加工制造。机电一体化在工业机器人领域当中的应用也比较突出,第二代机器人的设计中,对各种传感元件进行了科学应用,这样在作业的信息获得以及操作对象的信息获得都比较方便。计算机技术的应用能准确判断分析对操作信息的处理,并进行反馈控制。在第三代的机器人设计中,就通过多感知功能的应用,有效实现复杂化的逻辑思维以及判断和决策等,在作业的独立性层面有着充分体现。

2.机电一体化技术发展趋势

随着时展以及技术进步,机电一体化技术也会向着智能化方向迈进。这也是当前的机电一体化和传统机械自动化的重要不同。近些年,我国在处理器技术上的进步以及传感器系统的集成化目标实现,对机电一体化的智能化发展目标实现提供了有力支持。智能化机电一体化目标实现和实际的应用,对人的操作和工作量的减少能发挥积极作用,可有效减少人的脑力劳动。机电一体化技术的网络化发展将实现。网络技术在当前的发展比较迅速。进入新的时代,在网络技术的支持下,机电一体化的网络化目标将得到实现,在远程控制技术的应用作用上将更加突出,同时会提高机电一体化的功能性以及安全性。机电一体化技术的系统化趋势比较突出,也就是在系统结构上的模式化以及开放式的总线结构应用,对系统的灵活性组态就有着鲜明呈现。在系统化的发展中,能加强通信功能,可实现远程以及多系统的通信。不仅如此,机电一体化的发展也会向着微型化方向迈进。这主要体现在电子部件的微型化,在产品的体积层面不断缩小等。这样就会促进机电一体化的设备运行效率提高,灵活性更加突出。

四、小结

综上所述,机电一体化的发展中,技术的升级进步对机电一体化设备的优化起到了很大促进作用。我国在机电一体化的发展中有了长足进步,但是在发展中存在着诸多不足。从理论上对机电一体化的技术进行研究分析,就能为实际机电一体化发展提供理论支持,带动我国机电一体化领域的可持续发展。

参考文献:

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[2]孙玲.大数据时代的计算机信息处理技术分析[J].科技展望,2016(26).

[3]张振华,赵灿林.浅谈机电一体化技术发展趋势[J].职业,2009(9).

[4]缪学勤.工业4.0推动机电一体化走向智能技术系统[J].自动化仪表,2016(37).

第7篇

【关键词】 机电一体化;创新发展;发展趋势

中图分类号: TH-39 文献标识码: A 文章编号:

一、前言

机电一体化在讲科学、争创新的良好社会环境中飞快的发展,推动了机电自身的发展进步也促进了社会的发展。机电一体化是传统的机械行业与现在电子技术想结合,形成一种新的体系,是现代机械技术发展的要求和产物。机电一体化在很多高校中很受欢迎,学术种类繁多。根据我国国情,机电一体化需经过一定时间的发展,才能达到国际先进水平。这就需要采用边引进、边消化,进而改进、创新的方针,利用我国劳动力廉价的优势,引进、消化国外发展多年、比较成熟的技术进行来料加工、合资经营和独立经营,在较短时间内使一些产品达到国际水平。独立发展适合中国国情的、具有中国特色的机电一体化产品,做到引进利用、消化、改进、开发、创新,充实基础,积累经验,培养人才,积极稳妥地前进。

二、机电一体化发展方向的内容

1.技术设计的单元化

目前主要是从单元化技术来研发机电一体化技术。单元化是把系统分为几个单元模块,如工控机、运动控制卡、伺服电机及步进电机、CAN总线、电动机驱动器、回转单元等。在接口一致的前提下,将单元的设计完成后再结合,实现机电一体化系统具有高度的可扩展性以及互换性的优越性。

2.控制系统的树状网络化

控制系统的网络化是指把电子计算机作为节点,其它的运动控制卡、CAN卡等作为子节点,这样节点和子节点就形成了树桩的网络状态。在实现监控中,计算机把电机工作的情况和传感器的反馈信息进行处理,实现整个系统的优化整合,实现了网络把每一个控制点联系起来,实现对机电的控制,实现机电一体化。对控制对象的选择上,也能伺服电机来实现高精度的工作要求。利用计算机对不同节点信息进行处理,再将其反馈到每一个控制对象上,利用这种方法来完成协同控制。

3.系统应用的长久化

在进行机电的操作中,对机电的控制对象的数目来增加控制卡的数目,只要在电气上作出改动即可,或者对其它设备的添加来实现系统功能的扩展。比如:为了使图像定位和图像智能的控制准确性,可以通过添加几个工业摄像头的方式来实现。我国先进生产力的发展状况,其迅速发展的趋势预示着其有广阔的发展前景。

三、机电一体化技术创新发展前景概述

1.进一步实现机电一体化技术用途的广泛化

不管在小方面还是大方面,机电一体化的应用会更加的广泛,自动化产业的发展主要依赖机电一体化来实现,同时也是工业化、航天工业、各种国防工业技术的基础。纵观国外的机电一体化发展中,机电一体化发展较快的国家,带动了PLC工业控制的发展,应用更加的广泛。作为机电一体化的核心的程序控制器技术也不断的发展,带来了程序控制一体化的变革。PLC是工厂自动化控制的核心技术。但是,PLC的质量在不同品牌之间质量不一样,因为在把阶梯图的绘制转化成PLC的指令过程中遇到的困难较大

2.机电光一体化是必然要求

新世纪以来,随着半导体微电子技术、镭射技术的飞速发展,各种显示产业和生物科技的发展,使得机电一体化必然向机电光技术方向的发展。机构设计、精密制动器、人机界面、微处理器,程序或反馈控制、诊断信号的处理与错误、辨别图形、制程工程以及仿生人工智能是机电光技术的典型范围。机电光系统的类型可以根据光学、各种光学元件的互动程度及其组合特性分为三个类型。即光机整合的类型;内嵌光电或者光学装置的类型;在光学系统中嵌入机电装置。

四、机电一体化技术的具体方向

1.国际化方向的发展

全球经济的合作与发展,是机电一体化走向国际化的社会环境。由于计算机的发展,网络的便利性为发展科技、工业生产、科教文卫等都发生了巨变。地球村产生了地球经济,很多企业走出本土面向世界,国际间的经济合作交流促进了机电一体化技术的发展。机电技术创新发展的新产品能迅速走向全世界,畅销全球。

2.智能化方向的发展

21世纪的机电发展技术更加重视智能技术,智能技术是一个区别于传统机械技术的特征。机电一体化的智能化要求在以后的机电操作控制中,依赖于人工智能、运筹学、计算机信息学、混沌动力学等新的学科知识,模拟人类智能,实现机电一体化的优越性。智能化是发展趋势去很多地方受到应用,节约了更多的人工成本,实现以依靠科学进步提高工作效率的理想境界。

3.微型化的发展趋势

鉴于传统的机电一体化的庞大笨重,不易展开工作的缺点,电机一体化微型化起步发展于20世纪末。微型化的发展不仅提高了机械的一体化优越性,还体现微电子系统的优越性。

纳米技术是机电微型化发展的技术方向。目前的为机电一体化应用中,在生物、通信、制造业、医疗等领域有很好的影响力。但是主要存在的发展瓶颈是机电设备的复杂性导致不能与当前微电子技术同等的发展力度,机电一体化微型化的技术落后后微电子技术的发展。但是随着科技的进步,微机电技术一定也能得到更好的发展,从而促进机电一体化整体的微型化水平。

4.模块化的方向发展

模块化是机电一体化技术的主要发展方向。因为模块化的工作量大、繁琐、生产的厂家多,对零件之间的紧密配合的程度要求较高。如果各个零部件之间的配合不好,就有可能使得机电一体化技术不能很好地实现,这就需要对机电一体化进行模块化设计。模块化设计就是将多个要素组合在一起,构成一个子系统。多个子系统最后又组合成为一个整体,从而生成一个新的系统,产生不同的功能。

5.绿色化的方向发展

环保问题是任何一个技术发展首先考虑的问题,改过了以前片面追求经济效率而忽视环境保护的做法。绿色发展方向是主流方向,不仅是一个时代的技术发展趋势,也是人类创造科学文明必须遵守的准则。绿色产品能够使用最少的资源,达到最大的经济效益,同时对环境造成最小的污染,绿色产品在制造、使用和销毁的过程中都能够符合环境保护的要求,也不会威胁到人类的生存健康。

五、机电一体化技术发展的保障

单靠机电本身的发展是不科学的,应该得到多方面的保障。虽然机电一体化的发展速度很快,竞争力也很强。仍有其它问题存在,要保证机电一体化技术能够有一个较好的发展的措施,可以从以下的几个方面来进行:要让政府的决策高层认识到机电一体化技术的重要性;加强对机电一体化技术人才的培养;发展电力电子关键技术,加强对机电一体化技术的研究;注重理论与实际并行;积极推动“产学研合作”;机电产业要走进校园内部去寻找人才与合作;建立未来的研究对象。

六、结束语

机电一体化的发展中会不断的完善,控制系统也会强大,作为一个机电工作人员必须对它有个全面科学的认识。承认机电一体化技术在发展的成果,也要发现各种问题,毕竟机电一体化技术的发展时间不长,在发展的过程中还会面临很多困难和问题,我们应该坚持科学的发展观,认真分析机电一体化技术发展的现状,使得机电一体化能够在国家的发展当中做出更大的贡献。

参考文献:

[1]王海静.机电一体化技术的现状和发展趋势[J].教育教学论坛,2013(13).

[2]苏林.浅谈机电一体化在喀拉通克铜镍矿的应用及发展对策[J].新疆有色金属,2008,31(3).