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機電一體化的發(fā)展精選(九篇)

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機電一體化的發(fā)展

第1篇:機電一體化的發(fā)展范文

當今世界電子技術迅速發(fā)展,微處理器、微型計算機在各技術領域得到了廣泛應用,對各領域技術的發(fā)展起到了極大的推動作用。一個較完善的機電一體化系統,應包含以下幾個基本要素:機械本體、動力與驅動部分、執(zhí)行機構、傳感測試部分、控制及信息處理部分。機電一體化是系統技術、計算機與信息處理技術、自動控制技術、檢測傳感技術、伺服傳動技術和機械技術等多學科技術領域綜合交叉的技術密集型系統工程。新一代的CNC系統這類典型機電一體化產品正朝著高性能、智能化、系統化以及輕量、微型化方向發(fā)展。

關鍵字:機電一體化的基礎

基本組成要素

特點

發(fā)展趨勢

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第2篇:機電一體化的發(fā)展范文

關鍵詞:光機電一體化 技術 趨勢

近些年來,光機電一體化技術得到迅猛發(fā)展,在民用工業(yè)和軍事領域得到廣泛地應用。因此,光機電一體化技術成為當今機械工業(yè)技術發(fā)展的一個主要趨勢。

一、光機電一體化技術特征

光機電一體化系統主要由動力、機構、執(zhí)行器、計算機和傳感器五個部分組成,相互構成一個功能完善的柔性自動化系統。其中計算機軟硬件和傳感器是光機電一體化技術的重要組成要素。與傳統的機械產品比較,光機電一體化產品具有以下技術特征。

1、體積小,重量輕,適應性強,操作更方便

光機電一體化技術使得操作人員擺脫了以往必須按規(guī)定操作程序或節(jié)后頻繁緊張地進行單調重復操作的工作方式,可以靈活方便地按需控制和改變生產操作程序,任何一臺光機電一體化裝置的動作,可由預設的程序一步一步控制實現,甚至實現操作全自動化和智能化。

2、功能增加,精度大幅提高

光機電一體化系統包括以激光、電腦等現代技術集成開發(fā)的自動化、智能化機構設備、儀器儀表和元器件。電子技術的采用使得包饋控制?水平提高,運算速度加快,通過電子自動控制系統可精確按預設動作,其自行診斷、校正、補償功能可減少誤差,達到靠單純機械方式所不能實現的工作精度。同時,由于機械傳動部件減少,機械磨損及配合間隙等引起的誤差也大大減小。

3、部分硬件實現軟件化,智能化程度提高

傳統機械設備一般不具有自維修或自診斷功能。光機電一體化技術使得電子裝置能按照人的意圖進行自動控制、自動檢測、信息采集及處理、調節(jié)、修正、補償、自診斷、自動保護直至自動記錄、顯示、打印工作結果。通過改變程序,指令等軟件內容而無需改動硬件部分就可變換產品的功能,使機械控制功能內容的確定和變化趨勢向“軟件化”和“智能化”。

4、?產品可靠性得到提高,使用壽命增長

傳統的機械裝置的運動部分,一般都伴隨著磨損及運動部件配合間隙所引起的動作誤差,導致可動摩擦、撞擊、振動等加重,嚴格影響裝置壽命、穩(wěn)定性和可靠性。而光機電一體化技術的應用,使裝置的可動部件減少,磨損也大為減少,像集成化接近開關甚至無可動部件、無機械磨損。因此,裝置的壽命提高,故障率降低,從而提高了產品的可靠性和穩(wěn)定性。

5、?產品系統性增強,各部分系統間協調性要求提高

光機電一體化是一門學科的邊緣科學技術,多種技術的綜合及多個部分的組合,使得光機電一體化技術及產品更具有系統性、完整性和科學性。其各個組成部分在綜合成一個完整的系統中相互配合有嚴格的要求,這就要求各種技術揚長避短,提高系統協調性。

二、研究現狀和發(fā)展趨勢

1、研究現狀

自從我國實行改革開放以來,科技領域急起直追,我國的光機電一體化技術已取得明顯的成效,數控產品有了很大的提高,尤其是經濟型靈敏數控裝置發(fā)展很快,是我國特有的經濟實用產品,不但適用國內市場的需要,部分產品還隨主機配套出口。國內的機械產品采用可編程控制器(PC)和微電子技術控制設備也越來越多,覆蓋面也日益擴大,從紡織機械、軸承加工設備、機床、注塑機到橡膠輪胎成型機、重型機械、輕工業(yè)機械都是如此,我國自行研制和生產的光機電設備,在質量上也有重大突破,為今后的推廣應用打下了良好的基礎。

2、發(fā)展趨勢

光機電一體化技術已經滲透到各個學科、領域,成為一種新興的學科,并逐漸成為一種產業(yè),而這些產業(yè)作為新的經濟增長點越來越受到高度重視。?從世界科學技術的發(fā)展情況來看,光機電一體化技術的未來技術熱點主要包括。

(1)激光技術

1)高單色性,利用激光高單色性作精密測量時,可極大地提高測量精度和量程。

2)高方向性,因具有很遠距離傳輸光能和傳輸控制指令的能力,從而可以進行遠距離激光通信、激光測距、激光雷達、激光導航以及遙控。

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附近可產生幾千到幾萬度的高溫,可使照射點物體熔化或汽化,對各種各樣材料和產品進行特種加工。

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、激光印刷以及光學計算機的研制,而在實際運用中也會通過一些激光技術改變激光輻射的特性,應用范圍更廣。

(2)傳感檢測技術

1)激光準直,能夠測量平直度、平面度、平行度、垂直度,也可以做三維空間的基準測量。

2)激光測距,其探測距離遠,測距精度高,抗干擾性強,體積小,重量輕,但受天然影響大。

3)光纖探測器,在目標很小,間隔受限或危險的環(huán)境中,最常選用的是光纖探測器。

其他還有激光打孔、刻槽=標記、光化學沉積等加工技術。

(3)激光快速成型技術

激光快速成型是利用計算機將復雜的三維物體轉化為二維層,將熱塑性塑料粉末或膠粘襯底片材紙張燒結,由點、線構造零件的面(層),然后逐層成型。激光快速成型技術可使新產品及早投放市場,極大地提高了汽車生產企業(yè)對市場的適應能力和產品的競爭能力。

(4)光能驅動技術

利用光致變形材料可制作光致動器和光機器人?,F已研制成功一種光致動器,其工作原理是將光照在形狀記憶合金上,反復地通、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現所要求的動作。實驗驗證,該致動器能可在頂面步行。這種狀態(tài)目標處于初級階段,如果能發(fā)現具有優(yōu)異光作用特性的動態(tài)物質,則可使光能驅動技術廣泛應用。

3.結語

技術上的改革和與之相配套的技術支持是創(chuàng)新技術的基礎。開發(fā)光機電一體化產品有不同的層次和靈活的自由度。在機械技術中恰當地引入電子技術,產品的面貌和行業(yè)的面貌就可以迅速發(fā)生巨大變化。產品一旦實現光機電一體化,便具有很高的功能水平和附加價值,將給開發(fā)生產者和用戶帶來巨大的社會經濟效益。

參考文獻

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

第3篇:機電一體化的發(fā)展范文

一、機電一體化的產生與應用

20世紀90年代后期,開始了機電一體化技術向智能化方向邁進的新階段,機電一體化進入了深入發(fā)展時期。光學、通信技術等進入了機電一體化,微細加工技術也在機電一體化中展露頭腳,出現了光機電或微機電一體化等新分支。我國從20世紀80年代開始開展機電一體化研究和應用。取得了一定成果。機電一體化已成為一門有著自身體系的新型學科,隨著科學技術的不斷發(fā)展,還將被賦予新的內容。

二、機電一體化發(fā)展現狀

20世紀60年代以前為第一階段,稱為初級階段。人們利用電子技術的初步成果來完善機械產品的性能。在二戰(zhàn)期間,戰(zhàn)爭刺激了機械產品與電子技術的結合,這些機電結合的軍用技術,戰(zhàn)后轉為民用,對戰(zhàn)后經濟的恢復起了積極的作用。由于當時電子技術的發(fā)展尚未達到一定水平,機械與電子兩技術的結合還不可能廣泛和深入發(fā)展。

20世紀70到80年代為第二階段,可稱為蓬勃發(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基礎。

20世紀90年代后期,開始了機電一體化技術向智能化方向邁進的新階段,機電一體化進入深入發(fā)展時期。一方面,光學、通信技術等進入了機電一體化,微細加工技術也在機電一體化中展露頭腳,出現了光機電和微機電一體化等新分支;另一方面對機電一體化系統的分析和集成方法、機電一體化的學科體系和發(fā)展趨勢都進行了深入研究。同時,由于人工智能技術、神經網絡技術及光纖技術等領域取得的巨大進步,更為機電一體化技術開辟了發(fā)展的廣闊天地。我國是從20世紀80年代初才開始在這方面研究和應用并把機電一體化技術列為“863計劃”中。

三、機電一體化發(fā)展趨勢

1.智能化趨勢

智能化是21世紀機電一體化技術發(fā)展的一個重要發(fā)展方向。 “智能化”是對機器行為的描述,是在控制理論的基礎上,吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數學、心理學等新思想、新方法,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。機電一體化產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電一體化產品賦有低級智能或人的部分智能。

2.模塊化趨勢

模塊化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、環(huán)境接口的機電一體化產品單元是一項十分復雜但又是非常重要的事。如研制集具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的控制單元,以及各種能完成典型操作的機械裝置。這樣可利用標準單元迅速開發(fā)出新產品,也可以擴大生產規(guī)模,制定各項標準,以便各部件、單元間匹配。從電氣產品的標準化、系列化帶來的好處可以肯定,對生產標準機電一體化單元的企業(yè)規(guī)?;瘜⒔o機電一體化企業(yè)帶來美好的前程。

3.網絡化趨勢

網絡技術的興起和飛速發(fā)展給科學技術、工業(yè)生產等領域都帶來了巨大的變革。各種網絡將全球經濟、生產連成一片,企業(yè)間的競爭也將全球化。機電一體化新產品一旦研制出來,只要其功能獨到,質量可靠,很快就會暢銷全球。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?,F場總線和局域網技術使家用電器網絡化已成大勢,利用家庭網絡將各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家電系統,使人們在家里分享各種高技術帶來的便利與快樂,因此機電一體化產品朝著網絡化方向發(fā)展是為大勢所趨。

4.微型化趨勢

微型化指的是機電一體化向微型機器和微觀領域發(fā)展的趨勢,泛指幾何尺寸不超過1cm的機電一體化產品,并向微米、納米級發(fā)展。微機電一體化產品體積小、耗能少、運動靈活,具有不可比擬的優(yōu)勢。微機電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機械技術,微機電一體化產品的加工采用精細加工技術,即超精密技術,它包括光刻技術和蝕刻技術。

5.綠色化趨勢

第4篇:機電一體化的發(fā)展范文

關鍵詞:機電一體化技術;發(fā)展;應用;探究

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

0 引言

科學技術使社會的生產生活發(fā)生了日新月異的變化,機電一體化技術是現代科學技術和人類智慧的結晶,它把機械技術與現代電子技術結合在一起,它的發(fā)展和應用在提高企業(yè)產量的同時還提高了產品的技術含量,使企業(yè)更具市場競爭力,也促進了社會經濟的進步。

1 機電一體化技術的概述及發(fā)展歷程

機電一體化技術是一種綜合技術,應用范圍愈來愈廣泛,它將微電子技術、控制技術、計算機技術、機械技術、光學技術相互交叉和融合,成為眾多高新技術產業(yè)和裝備的基礎。它包括產品和技術兩個方面。機電一體化技術的發(fā)展經歷了三個階段,1960 年以前是初級階段,由于電子、機械兩方面的技術水平不夠完善,導致機電一體化技術開發(fā)出來的產品沒有廣泛的應用。1970 年至 1980 年之間屬于第二階段,機電一體化技術得到了計算機等提供的技術基礎,特別是微型計算機和大規(guī)模集成電路促使其發(fā)展快速,在很多領域得到了應用。1990 年以后,人工智能、光纖、神經網絡等技術的發(fā)展,使機電一體化技術邁向智能化階段,發(fā)展前景更加廣闊。

2 機電一體化技術的應用

機電一體化技術在各個行業(yè)得到了廣泛運用:

2.1 在汽車行業(yè)的應用

(1)汽車的打火系統使用機電一體化技術:原來的汽車打火系統接收到的打火指令信號較弱,使用時間一長,打火會很困難,影響汽車的啟動,采用機電一體化技術通過數字模式增強打火信號,提升電路傳感能力,系統自動對空氣和燃料質量之間進行對比,減少它們的比例,使燃料的含量提升,打火容易很多,實現發(fā)動機的快速反應。

(2)汽車的雷達系統使用了機電一體化技術:它的應用不僅使人們的生活更加方便,而且減少了危險因素。生活中,汽車在倒車、行駛、停車的時候,我們雖然也會減速對周圍的環(huán)境進行觀察,防止發(fā)生意外,但總會有視覺死角,在這種情況下,汽車的雷達系統檢測到障礙物就會自動發(fā)出警報,給駕駛員已提醒,有效的避免了事故的發(fā)生。

(3)汽車的制動系統使用了機電一體化技術:之前,汽車的制動是靠車后輪安裝的制動系統來完成的,是為了及時停車,保證安全,但是,隨著汽車行駛速度的提升,原來的制動作用已經難以滿足現代汽車的需要,因此,運用了機電一體化技術,能夠減輕汽車質量,提升車速,使得車輛在行駛狀態(tài)下遇到緊急情況也能夠實現快速平穩(wěn)的制動,汽車的安全性更強,制動效果更好,防止了交通事故的發(fā)生。

2.2 在建筑材料生產中的應用

施工建設要求的不斷提升,對建筑材料的生產要求隨之更高更嚴格,而具有高性能、高質量、低能耗、多功能特性的機電一體化技術為建筑材料生產行業(yè)提供了機遇,并在建筑材料的生產中發(fā)揮著至關重要的作用,得到了廣泛的應用。對于現代建筑而言,材料的級配控制非常關鍵。如果級配出現誤差,會使建筑的壽命縮短,造成安全隱患。因此,機電一體化技術的應用就可以利用微機控制最大限度的降低級配誤差,提升建筑行業(yè)的競爭力。

2.3 在煤礦企業(yè)中的應用

在煤礦企業(yè)中,機電一體化技術主要用于地下開采作業(yè)。因為作業(yè)在地面以下,對工人的人身安全造成了很大的威脅。機電一體化技術的應用,可以讓井下作業(yè)實現自動化、機械化,既能提高工作效率,又能保障工人的安全,因此,井下機器人的智能化操作已成為煤礦行業(yè)的發(fā)展趨勢。

3 機電一體化技術的發(fā)展趨勢

3.1 智能化發(fā)展趨勢

機電一體化技術中智能化發(fā)展趨勢越來越強烈,已將人工智能、計算機科學、生理學、心理學、模糊數學等融入吸收其中,使機電一體化系統具備了簡單的思維能力,向其輸入指令,能夠按照指令完成特定的動作,提高機電產品的智能,增加機電產品的實用性。盡管機電一體化的產品不可能擁有和人類相同的智能,但它的高性能的微處理器可以使產品具有低級智能,為人們的生產生活提供方便。

3.2 網絡化發(fā)展趨勢

隨著科技的發(fā)展,網絡技術的更新換代進一步加快,在產品的生產制造、銷售等過程中更是不遺余力的開發(fā)和利用這一優(yōu)勢,實現遠程控制,人們在家里就足不出戶就能享受到機電一體化技術帶來的便利。所以,機電一體化向網絡化發(fā)展是必然的,是時展的要求。

3.3 綠色化發(fā)展趨勢

綠色環(huán)保已經成為當今社會的主題,也是各行各業(yè)發(fā)展的必然趨勢。因為,工業(yè)科技的發(fā)展讓人們享受美好生活的同時也帶來了很多問題:環(huán)境污染、資源減少等等,所以機電一體化也必須實現綠色化發(fā)展,才能跟上時代的腳步。通過提升機電一體化技術,實現綠色化、環(huán)保化發(fā)展,不僅拓寬了機電一體化技術的運用范圍,還能夠減少環(huán)境污染和能源消耗。

3.4 光機電一體化發(fā)展趨勢

在未來的機電一體化技g中充分發(fā)揮光學技術的優(yōu)勢,增加傳感系統的性能,不僅減少能源的浪費,而且利于機械系統快捷、精準的運作,提升機電一體化系統的信息傳導和交流能力,實現系統內部的信息交換與聯動。

3.5 人性化發(fā)展趨勢

人性化是每一個產品發(fā)展的必然趨勢,在對產品的發(fā)展過程中必須保證人性化的發(fā)展,對于機電一體化的產品不但要保證產品的性能之外,還要更好的進行造型和色彩方面的協調,讓這些產品達到廣大人民群眾的認同和喜愛,同時也更加貼近自然,更接近生人們活習慣。

4 結語

機電一體化技術將各種科學技術相互融合,已經成為諸多行業(yè)的核心技術,在實際運用當中體現出來的優(yōu)勢是無法比擬的,隨著對產品要求的提高,未來機電一體化技術還將向更高的臺階發(fā)展,發(fā)展前景不可估量,將為國家?guī)砀蟮慕洕б婧蜕鐣б妗?/p>

參考文獻:

[1]高亞萍.機電一體化技術的發(fā)展及應用分析[J].電子技術與軟件工程,2015(07).

[2]常開洪.機電一體化技術的發(fā)展與思考[J].湖南農機,2013(11).[3]孫素閃.機電一體化技術的應用和未來發(fā)展[J].科技向導,2011(30).

第5篇:機電一體化的發(fā)展范文

關鍵詞:機電一體化技術;國內現狀;發(fā)展方向

機電一體化技術的發(fā)展和計算機等先進技術的普及是分不開的。在某種程度上說是機械行業(yè)得以發(fā)展的福音。在機電一體化技術的運用過程中,不僅有效地提高了工作效率,同時也在節(jié)能環(huán)保方面做出了巨大的貢獻,同時對于工作人員的工作量有所減少,提高了企業(yè)的綜合競爭力。機電一體化是多種技術的結合,其中包括微電子、計算機一級信息等在內的綜合性較強的高新技術。

1、機電一體化的內容

機電一體化,顧名思義就是機械和電子的有機結合,實現一體化。這種技術是系統工程領域的一個重要技術,具體來說,機電一體化包含的范圍較廣,是一個總稱。其中機電一體化系統是多種要素相結合的整體,能夠最大限度地滿足人的基本要求。在機械系統和微電子系統相互結合的過程中產生了一種新的功能??梢詫崿F工作人員與機械設備的有機統一。一個完整的一體化系統,必須要包括機械裝置、傳感器在內的五大要素,否則就是不完整且沒有工作能力的機電一體化系統。機電一體化工程也被稱為機械電子工程,從名稱中就可以看出工程的組成部分。其中機電一體化系統和機電一體化工程是相互聯系、有機統一的。是理論和實際的結合。

機電一體化工程需要有系統的思想來指導,其中系統設計原理和綜合集成技巧能夠體現在機電一體化思想中。而且工程設置所運用的方法論也是科學合理的,并且具有一定的廣泛性,包含系統工程和控制論等信息在內,使得機電一體化工程具有較強的科學性。同時一體化的思想和技術已經在光電、機電以及人機等領域都有所應用。

2、機電一體化產品的主要優(yōu)點

1)機電一體化產品在運用的過程中,具有多重功能,其中記憶性較強,可以進行有效地運算、控制工作,同時對于信息的處理也能夠達到相應的標準。進而實現產品的在使用過程中的高效性和智能化。因此機電一體化的主要特征就是具有多功能特性。

2)多數的機電一體化產品都具有較為簡單的結構。隨著科技的不斷發(fā)展和進步,產品逐步朝著更加輕、薄的方向發(fā)展。同時采用標準化的方式來設計制作。這也是新一代機電一體化產品的一大特點。

3)對于機械領域中技術的運用,多具有節(jié)能環(huán)保的特點,機電一體化產品也不例外。在具體的運用過程中,可以根據實際負荷量來進行有效地控制和調節(jié)。因此,其節(jié)能特點較為突出。

4)對于機電一體化產品來說,其主要的特點就是具有智能性,而且安全可靠。因為在產品應用的過程中,該產品可以進行自動控制,診斷功能強。

3、機電一體化產品的類別

1)典型的機電一體化產品。這類產品機與電有機地融為一體。具有較完整的結構。如數控加工中心、工業(yè)機器人、彩色復印機、自動繪圖機等。這些產品屬于機電一體化的高級形式。它們單靠機械或電子是無法或很難實現的,機械與電子一旦分離,整機即無法運行。

2)機械產品中的一部分控制功能和機構用電子裝置代替。這類產品如打印機、機電一體化照相機、帶微機控制或數字顯示的各種機械設備等。

3)以微電子裝置代替原設備的信息處理機構。

這類產品如指針式石英電子表、全電子式電話交換機、帶微處理器的各種儀表、電機調速裝置等。

4、機電一體化的發(fā)展趨勢

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:

1)光機電一體化。一般的機電一體化系統是由傳感系統、能源系統、信息處理系統、機械結構等部件組成的,因此,引進光學技術,能有效地改進機電一體化系統的傳感系統性能、能源(動力)系統和信息處理系統性能,光機電一體化是機電產品發(fā)展的重要趨勢。

2)全系統化--智能化。今后的機電一體化產品特征越來越明顯,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。這主要受益于模糊技術、信息技術(尤其是軟件及芯片技術)的發(fā)展。機器人與數控機床的智能化就是其重要應用。

3)技術產品--網絡化。20世紀90年代,計算機技術等的突出成就是網絡技術。網絡技術的興起和飛速發(fā)展給科學技術、工業(yè)生產、政治、軍事、教育等都帶來了巨大的變革。各種網絡將全球經濟、生產連成一片。企業(yè)間的競爭也將全球化。機電一體化新產品一旦研制出來,只要其功能獨到,質量可靠。很快就會暢銷全球。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。因此,機電一體化產品無疑朝著網絡化方向發(fā)展。

4)微型機電化--微型化。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微米級的機械元件,當將這一成果用于實際產品時,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、傳感器、CPU等可集成在一起,體積很小,并組成一種自律元件。這種微型機械學是機電一體化的重要發(fā)展方向。

5)自律分配系統化--柔性化。未來的機電一體化產品,控制和執(zhí)行系統有足夠的冗余度,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。在自律分配系統中,各個子系統是相互獨立工作的,子系統為總系統服務,同時具有本身的自律性,可根據不同的環(huán)境條件做出不同反應。其特點是子系統可產生本身的信息并附加所給信息,在總的前提下,具體行動是可以改變的。這樣,既明顯地增加了系統的適應能力(柔性),又不因某一子系統的故障而影響整個系統。

6)設計產品--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品,具有遠大的發(fā)展前途。

5、總結

綜上所述,本文主要通過介紹機電一體化的內容、機電一體化產品的主要優(yōu)點、機電一體化產品的類別以及今后機電一體化的發(fā)展趨勢等方面,主要了解的我國機電一體化發(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。只有不斷提科學技術的發(fā)展水平,才能促進機電一體化的發(fā)展?!?/p>

參考文獻

第6篇:機電一體化的發(fā)展范文

關鍵詞: 機電一體化 制造技術 發(fā)展趨勢

1.緒論

現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滲透,導致了工程領域的技術革命與改造。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,以及管理體系發(fā)生了巨大變化,使工業(yè)生產由“機械電氣化”邁入了以“機電一體化”為特征的發(fā)展階段。

2.機電一體化概要

機電一體化是指在機構的主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術,將機械裝置與電子化設計及軟件結合起來所構成的系統的總稱。

機電一體化發(fā)展至今也已成為一門有著自身體系的新型學科,隨著科學技術的不斷發(fā)展,其還將被賦予新的內容。但它的基本特征可概括為:機電一體化是從系統的觀點出發(fā),綜合運用機械技術、微電子技術、自動控制技術、計算機技術、信息技術、傳感測控技術、電力電子技術、接口技術、信息變換技術,以及軟件編程技術等群體技術,根據系統功能目標和優(yōu)化組織目標,合理配置與布局各功能單元,在多功能、高質量、高可靠性、低能耗的意義上實現特定功能價值,并使整個系統最優(yōu)化的系統工程技術。由此而產生的功能系統,就稱為機電一體化系統或機電一體化產品。

因此,“機電一體化”涵蓋“技術”和“產品”兩個方面。只是,機電一體化技術是基于上述群體技術有機融合的一種綜合技術,而不是機械技術、微電子技術,以及其他新技術的簡單組合、拼湊。這是機電一體化與機械加電氣所形成的機械電氣化在概念上的根本區(qū)別。機械工程技術有純技術發(fā)展到機械電氣化,仍屬傳統機械,其主要功能依然是代替和放大的體力。但是發(fā)展到機電一體化后,其中的微電子裝置除可取代某些機械部件的原有功能外,還能賦予許多新的功能,如自動檢測、自動處理信息、自動顯示記錄、自動調節(jié)與控制自動診斷與保護,等等。即機電一體化產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電一體化與機械電氣化在功能上的本質區(qū)別。

3.機電一體化的發(fā)展趨勢

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。

3.1智能化

智能化是21世紀機電一體化技術發(fā)展的一個重要發(fā)展方向。人工智能在機電一體化建設者的研究日益得到重視,機器人與數控機床的智能化就是重要應用。這里所說的“智能化”是對機器行為的描述,是在控制理論的基礎上,吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、新方法,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。誠然,使機電一體化產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電一體化產品賦有低級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、環(huán)境接口的機電一體化產品單元是一項十分復雜但又非常重要的事。如研制集減速、智能調速、電機于一體的動力單元,具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的控制單元,以及各種能完成典型操作的機械裝置。這樣,可利用標準單元迅速開發(fā)出新產品,同時也可以擴大生產規(guī)模。這需要制定各項標準,以便各部件、單元的匹配和接口。由于利益沖突,近期很難制定國際或國內這方面的標準,但我們可以通過組建一些大企業(yè)逐漸形成。顯然,從電氣產品的標準化、系列化帶來的好處可以肯定,無論是對生產標準機電一體化單元的企業(yè)還是對生產機電一體化產品的企業(yè),規(guī)?;瘜⒔o機電一體化企業(yè)帶來美好的前程。

3.3網絡化

20世紀90年代,計算機技術等的突出成就是網絡技術。網絡技術的興起和飛速發(fā)展給科學技術、工業(yè)生產、政治、軍事、教育,以及人們的日常生活都帶來了巨大的變革。各種網絡將全球經濟、生產連成一片,企業(yè)間的競爭也將全球化。機電一體化新產品一旦研制出來,只要其功能獨到,質量可靠,很快就會暢銷全球。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。現場總線和局域網技術是家用電器網絡化已成大勢,利用家庭網絡(home net)將各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家電系統(Computer Integrated Appliance System,CIAS),使人們在家里分享各種高技術帶來的便利與快樂。因此,機電一體化產品無疑朝著網絡化方向發(fā)展。

3.4微型化

微型化興起于20世紀80年代末,指的是機電一體化向微型機器和微觀領域發(fā)展的趨勢。國外稱其為微電子機械系統(MEMS),泛指幾何尺寸不超過1cm3的機電一體化產品,并向微米、納米級發(fā)展。微機電一體化產品體積小 、耗能少、運動靈活,在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢。微機電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機械技術,微機電一體化產品的加工采用精細加工技術,即超精密技術,它包括光刻技術和蝕刻技術兩類。

3.5綠色化

工業(yè)的發(fā)達給人們生活帶來了巨大變化。一方面,物質豐富、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品,具有遠大的發(fā)展前途。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,報廢后能回收利用。

3.6系統化

系統化的表現特征之一就是系統體系結構進一步采用開放式和模式化的總線結構。系統可以靈活組態(tài),進行任意剪裁和組合,同時尋求實現多子系統協調控制和綜合管理。表現之二是通信功能的大大加強,一般除RS232外,還有RS485、DCS人格化。未來的機電一體化更加注重產品與人的關系,機電一體化的人格化有兩層含義。一層是,機電一體化產品的最終使用對象是人,如何賦予機電一體化產品人的智能、情感、人性顯得越來越重要,特別是對家用機器人,其高層境界就是人機一體化。另一層是模仿生物機理,研制各種機電一體花產品。事實上,許多機電一體化產品都是受動物的啟發(fā)研制出來的。

第7篇:機電一體化的發(fā)展范文

關鍵詞:機電 一體化 發(fā)展趨勢應用

中圖分類號: TH-39文獻標識碼: A 文章編號:

1 機電一體化的概念

機電一體化是指在機構得主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術,將機械裝置與電子化設計及軟件結合起來所構成的系統的總稱。一個機電一體化系統中一般由結構組成要素、動力組成要素、運動組成要素、感知組成要素、職能組成要素五大組成要素有機結合而成。機械本體(結構組成要素)是系統的所有功能要素的機械支持結構,一般包括有機身、框架、支撐、聯接等。動力驅動部分(動力組成要素)依據系統控制要求,為系統提供能量和動力以使系統正常運行。測試傳感部分(感知組成要素)對系統的運行所需要的本身和外部環(huán)境的各種參數和狀態(tài)進行檢測,并變成可識別的信號,傳輸給信息處理單元,經過分析、處理后產生相應的控制信息??刂萍靶畔⑻幚聿糠郑毮芙M成要素)將來之測試傳感部分的信息及外部直接輸入的指令進行集中、存儲、分析、加工處理后,按照信息處理結果和規(guī)定的程序與節(jié)奏發(fā)出相應的指令,控制整個系統有目的的運行。

2 機電一體化的發(fā)展趨勢

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??v觀國內外機電一體化的發(fā)展現狀和高新技術的發(fā)展動向,機電一體化將朝著以下幾個方向發(fā)展:

2.1綠色化

工業(yè)發(fā)達給人們的生活帶來巨大變化,在物質豐富的同時也帶來資源減少、生態(tài)環(huán)境惡化的后果,所以綠色產品概念在這種呼聲中應運而生。綠色產品是指低能耗、低材耗、低污染、舒適、協調而可再生利用的產品。在其設計、制造、使用和銷毀時應符合環(huán)保和人類健康的要求,機電一體化產品的綠色化主要是指在其使用時不污染生態(tài)環(huán)境,產品壽命結束時,產品可分解和再生利用。

2.2網絡化

網絡技術的興起和飛速發(fā)展給社會各個領域帶來了巨大變革。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,現場總線和局域網技術使家用電器網絡化成為可能,利用家庭網絡把各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家用電器系統,使人們在家里可充分享受各種高技術帶來的好處,因此,機電一體化產品無疑應朝網絡化方向發(fā)展。

2.3數字化。

微控制器和接口技術的發(fā)展奠定了機電產品數字化的基礎,如不斷發(fā)展的數控機床和機器人;而計算機網絡的迅速崛起,為數字化設計與制造鋪平了道路,如虛擬設計、計算機集成制造等。數字化要求機電一體化產品的軟件具有高可靠性、通用性、易操作性、可維護性、自診斷能力以及友好人機界面。數字化的實現將便于遠程控制操作、診斷和修復。

2.4智能化

智能化是21世紀機電一體化技術發(fā)展的一個重要發(fā)展方向。人工智能系統是一個知識處理系統,它包括知識表示、知識利用和知識獲取三個基本問題,其最終的目標是模擬人的問題求解、推理、學習。人工智能在機電一體化建設中的研究日益得到重視,機器人與數控機床的智能化就是重要應用?!爸悄芑笔菍C器行為的描述,是在控制理論的基礎上,吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、新方法,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。目前,專家系統、模糊系統、神經網絡以及遺傳算法,是機電一體化產品(系統)實現智能化的4種主要技術,它們各自獨立發(fā)展又彼此相互滲透。隨著制造自動化程度的不斷提高,將會出現智能制造系統控制器來模擬人類專家的智能制造活動,并會對制造中出現的問題進行分析、判斷、推理、構思和決策。即要求機電產品有一定的智能,使它具有類似人的邏輯思考、判斷推理、自主決策等能力。

2.5微型化

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

3機電一體化技術的應用

3.1在鋼鐵企業(yè)中應用

在鋼鐵企業(yè)中,機電一體化系統是以微處理機為核心,把微機、工控機、數據通訊、顯示裝置、儀表等技術有機的結合起來,采用組裝合并方式,為實現工程大系統的綜合一體化創(chuàng)造有力條件,增強系統控制精度、質量和可靠性。

3.2機電一體化技術在現代機械制造業(yè)中的應用。

傳統機械制造業(yè)是建立在規(guī)模經濟的基礎上,靠企業(yè)規(guī)模、生產批量、產品結構和重復性來獲得競爭優(yōu)勢的,它強調資源的有效利用,以低成本獲得高質量和高效率,其生產盈利是靠機器取代人力,靠復雜的專業(yè)加工取代人的技能來獲取的。先進的機械制造業(yè)是以信息為主導,采用先進生產模式、先進制造系統、先進制造技術和先進組織管理形式的全新的機械制造業(yè),其特征是全球化、網絡化、虛擬化、智能化以及環(huán)保協調的綠色制造。現代制造業(yè)集成了現代科學技術的發(fā)展,充分利用電子計算機技術,使制造技術提高到新的高度。近年來,制造工程領域的新技術相繼誕生,如計算機數字控制、現代集成制造系統、柔性制造技術、敏捷制造、虛擬制造、并行工程等。

3.3在飲料行業(yè)中的應用。

機電一體化技術是當今發(fā)展最快、應用前景最為廣泛的技術之一。機電一體化技術在食品、飲料包裝機械的開發(fā)、設計和制造過程中的應用。 這不僅使單機的自動化程度大大提高,而且使整條包裝生產線的自動化控制水平、生產能力得到很大提高,使其競爭能力遠遠超過傳統的機械控制的同類設備??梢源蟠蟾纳剖称凤嬃习b生產設備產品的質量,提高其國內、國際競爭能力。

總之,機電一體化的出現是許多科學技術發(fā)展的結晶,是社會生產力發(fā)展到一定階段的必然要求,并且隨著科學技術的發(fā)展 ,機電一體化技 的廣闊發(fā) 展前景也將越來越光明 。

參考文獻

[1] 李建勇.機電一體化技術.北京:科學出版社,2004.

第8篇:機電一體化的發(fā)展范文

【關鍵詞】機電一體化;技術;現狀;發(fā)展;趨勢

中圖分類號:F407文獻標識碼: A

一、前言

隨著時代的進步,科技的發(fā)展,各個工業(yè)領域的技術開始融合起來,從而大大提高了技術的水平,提高了我國的工業(yè)生產能力。機電一體化就是這樣一個在科技發(fā)展的浪潮中衍生的科技發(fā)展新方向。

二十世紀九十年代后期發(fā)展至今,機電一體化技術開始逐漸地邁向了新階段[3]。以微電子技術作為核心的高科技技術逐漸被應用于工程機械制造領域中,進而改變了我國工程機械長期落后的困境,同時也促進了相關工業(yè)制成品的性能的進步,從整體上將我國的工程機械推進了一個全新的臺階。尤其是在一些樓宇建設中電子監(jiān)控和自動報警的應用中,如果相關的設備和工程機械出現了故障,電子監(jiān)控設備以及自動報警系統能夠及時準確地為工作人員提供相關信號,以方便工作人員及時地維護和更新。

二、機電一體化技術

機電一體化技術.顧名思義.結合應用機械技術和電子技術于一體。隨著計算機技術的迅猛發(fā)展和廣泛應用,機電一體化技術獲得前所未有的發(fā)展,成為一門綜合計算機與信息技術、自動控制技術、傳感檢測技術、伺服傳動技術和機械技術等交叉的系統技術,應用范圍愈來愈廣。

機電一體化技術具體包括以下內容:

1、機械技術

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,實現結構上、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。在機電一體化系統制造過程中,經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等,形成新一代的機械制造技術。

2、計算機與信息技術

其中信息交換、存取、運算、判斷與決策、人工智能技術、專家系統技術、神經網絡技術均屬于計算機信息處理技術。

3、自動控制技術

其范圍很廣,在控制理論指導下,進行系統設計,設計后的系統仿真,現場調試,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、檢索等。

4、傳感檢測技術

傳感檢測技術是系統的感受器官,是實現自動控制、自動調節(jié)的關鍵環(huán)節(jié)。其功能越強,系統的自動化程序就越高。現代工程要求傳感器能快速、精確地獲取信息并能經受嚴酷環(huán)境的考驗,它是機電一體化系統達到高水平的保證。

5、伺服傳動技術

包括電動、氣動、液壓等各種類型的傳動裝置,伺服系統是實現電信號到機械動作的轉換裝置與部件、對系統的動態(tài)性能、控制質量和功能有決定性的影響。

三、機電一體化的發(fā)展階段

機電一體化的發(fā)展大體可以分為三個階段。上世紀60年代以前為第一階段(亦可稱為初級階段)。在這一時期,人們不自覺地利用電子技術的初步成果來完善機械產品的性能。特別是在第二次世界大戰(zhàn)期間,戰(zhàn)爭刺激了機械產品與電子技術的結合,這些機電結合的軍用技術,戰(zhàn)后轉為民用,對戰(zhàn)后經濟的恢復起了積極的作用。

上世紀70~80年代為第二階段,可稱為蓬勃發(fā)展階段。這一時期,計算機技術、控制技術、通信技術發(fā)展,為機電一體化的發(fā)展奠定了技術基礎。超大規(guī)模集成電路和微型計算機的迅猛發(fā)展,為機電一體化發(fā)展提供了充分的物質基礎。

第三階段,上世紀90年代后,機電一體化技術開始向智能化方向邁進,進入深入發(fā)展時期。一方面,光學、通信技術等進入了機電一體化,微細加工技術也在機電一體化中嶄露頭腳,出現了光機電一體化和微機電一體化等新分支。另一方面對機電一體化系統的建模設計、分析和集成方法,機電一體化的學科體系和發(fā)展趨勢都進行了深入研究。

四、機電一體化技術的現狀

機電一體化技術與其他技術的發(fā)展狀況類似,也經歷了長期的產生發(fā)展和成熟的過程。在機電一體化概念還未出現時,世界各國的相關科技工作者就已在原有的機械設計基礎之上設計和研發(fā)出了機電一體化的產品。但隨著機電一體化產品的不斷前進和發(fā)展,20世紀70年代初,相關的科技工作者才在長期實踐過程中系統地總結和提出了機電一體化的概念,并在實踐中使其不斷發(fā)展完善。

隨著集成電路、計算機技術等的發(fā)展和普遍應用,機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容豐富應用廣泛的特點,機電一體化技術在機械行業(yè)中引發(fā)了深層的技術改革,而這種改革又反過來推動了機電一體化技術向全新的方向發(fā)展?,F在,隨著技術進步時展,機電一體化技術的應用已深入到社會生活的各個領域,為人類帶來了更為高效的生產和生活方式。

五、機電一體化技術的發(fā)展趨勢

縱觀國內外機電一體化的發(fā)展現狀和高新技術的發(fā)展動向,機電一體化將朝著以下幾個方向發(fā)展:

1.智能化

智能化是21世紀機電一體化技術發(fā)展的一個重要發(fā)展方向。人工智能在機電一體化的研究中日益得到重視,機器人與數控機床的智能化就是重要應用之一。這里所說的“智能化”是對機器行為的描述,是在控制理論的基礎上,吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、新方法,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。誠然,使機電一體化產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電一體化產品賦有低級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、動力接口和環(huán)境接口等的機電一體化產品單元是一項十分復雜但又非常重要的事情。如研制集減速、智能調速、電機于一體的動力單元,具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的控制單元,以及各種能完成典型操作的機械裝置等。有了這些標準單元就可迅速開發(fā)出新產品,同時也可以擴大生產規(guī)模。為了達到以上目的,還需要制定各項標準,以便于各部件、單元的匹配。

3.網絡化

20世紀90年代,計算機技術等的突出成就是網絡技術。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。現場總線和局域網技術的應用使家用電器網絡化已成大勢,利用家庭網絡(homenet)將各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家電系統(computer integrated appliance system,CIAS),能使人們呆在家里就可分享各種高技術帶來的便利號快樂。因此,機電一體化產品無疑將朝著網絡化方向發(fā)展。

4.微型化

微型化興起于20世紀80年代末,是機電一體化向微型機器和微觀領域發(fā)展的趨勢。微機電系統是指可批量制作的,集微型機構、微型傳感器、微型執(zhí)行器以及信號處理和控制電路,直至接口、通信和電源等于一體的微型器件和系統。微機電系統產品體積小、耗能少、運動靈活,在生物醫(yī)療、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢。微機電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機械技術。微機電一體化產品的加工采用精細加工技術,即超精密技術,它包括光刻技術和蝕刻技術兩類。

5.綠色化

工業(yè)的發(fā)達給人們生活帶來巨大變化。一方面,物質豐富,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品,具有遠大的發(fā)展前景。

六、結束語

綜上所述,機電一體化技術已經成為了當下科技發(fā)展的一個新的趨勢,它是眾多學科交叉、共生的結果,對于提高我國的科技水平和人們的生活水平具有很好的推動作用。

【參考文獻】

第9篇:機電一體化的發(fā)展范文

一、機電一體化的核心技術

1.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,利用其高、新技術來更新概念,實現結構上、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.計算機與信息技術:其中信息交換、存取、運算、判斷與決策、人工智能技術、專家系統技術、神經網絡技術均屬于計算機信息處理技術。

3.系統技術:即以整體概念組織應用各種相關技術,從全局角度和系統目標出發(fā),將總體分解成相互關聯的若干功能單元,接口技術是系統技術中一個重要方面,是實現系統各部分有機連接的保證。

4.自動控制技術:其范圍很廣,在控制理論指導下,進行系統設計,設計后的系統仿真,現場調試,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、檢索等。

5.傳感檢測技術:是系統的感受器官,是實現自動控制、自動調節(jié)的關鍵環(huán)節(jié)。其功能越強,系統的自動化程序就越高。

6.伺服傳動技術:包括電動、氣動、液壓等各種類型的傳動裝置,伺服系統是實現電信號到機械動作的轉換裝置與部件、對系統的動態(tài)性能、控制質量和功能有決定性的影響。

二、機電一體化的發(fā)展進程

1.數控機床問世:自從1952年美國第1臺數控銑床問世至今已50個年頭。我國數控機床制造業(yè)在80年代曾有過高速發(fā)展階段,尤其是在1999年后,國家向國防工業(yè)及關鍵民用工業(yè)部門投入大量技改資金,使數控設備制造市場一派繁榮。

2.微電子技術的發(fā)展:我國的集成電路產業(yè)起步于1965年,經過30多年發(fā)展,已初步形成包括設計、制造、包裝業(yè)共同發(fā)展的產業(yè)結構。

3.可編程序控制器(PLC)的應用于工業(yè):上世紀60年代后期,美國汽車制造業(yè)開發(fā)一種Modular DigitalController(MODICON)取代繼電控制盤。MODICON是世界上第一種投入商業(yè)生產的PLC.70年代是PLC崛起,并首先在汽車工業(yè)獲得大量應用。80年代是它走向成熟,全面采用微電子及微處理器技術。90年代又開始了PLC的第三個發(fā)展時期。90年代后期進入了第四階段。其特征是:在保留PLC功能的前提下,采用面向現場總線網絡的體系結構,采用開放的通信接口,如以太網、高速串口;采用各種相關的國際工業(yè)標準和一系列的事實上的標準;從而使PLC和DCS這些原來處于不同硬件平臺的系統,正隨著計算技術、通信技術和編程技術的發(fā)展,趨向于建立同一硬件平臺,運用同一個操作系統、同一個編程系統,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、模糊技術、信息技術等新技術的出現:以激光技術為首的光電子技術是未來信息技術發(fā)展的關鍵技術,它集中了固體物理、波導光學、材料科學、微細加工和半導體科學技術的科研成就,成為電子技術與光子技術自然結合與擴展、具有強烈應用背景的新興交叉學科,對于國家經濟、科技和國防都具有重要的戰(zhàn)略意義。

三、機電一體化向智能化邁進

20世紀90年代后期,各主要發(fā)達國家開始了機電一體化技術向智能化方向邁進的新階段。一方面,光學、通信技術等進入了機電一體化,微細加工技術也在機電一體化中嶄露頭角,出現了光機電一體化和微機電一體化等新支;另一方面,對機電一體化系統的建模設計、分析和集成方法,機電一體化的學科體系和發(fā)展趨勢都進行了深入研究。同時,由于人工智能技術、神經網絡技術及光纖技術等領域取得的巨大進步,為機電一體化技術開辟了發(fā)展的廣闊天地,也為產業(yè)化發(fā)展提供了堅實的基礎。未來機電一體化的主要發(fā)展方向有:

1.智能化:是21世紀機電一體化技術發(fā)展的一個重要發(fā)展方向,是在控制理論的基礎上,吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、新方法,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。

2.網絡化:20世紀90年代,計算機技術等的突出成就是網絡技術。機電一體化新產品一旦研制出來,只要其功能獨到,質量可靠,很快就會暢銷全球。因此,機電一體化產品無疑將朝著網絡化方向發(fā)展。

3.微型化:興起于20世紀80年代末,指的是機電一體化向微型機器和微觀領域發(fā)展的趨勢。國外稱其為微電子機械系統(MEMS),泛指幾何尺寸不超過1立方厘米的機電一體化產品,并向微米、納米級發(fā)展。微機電一體化產品體積小、耗能少、運動靈活,在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢。

4.綠色化: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,報廢后能回收利用。綠色產品在其設計、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品,具有遠大的發(fā)展前途。