機電一體化發展范文第1篇
1 機電一體化技術概述
機電一體化指的是在機構的動力功能、主功能、控制功能及信息處理功能上引進電子技術, 將電子化設計及軟件與機械裝置結合起來所組成的系統的總稱。其特征可概括為:機電一體化是從系統的觀點出發, 綜合運用微電子技術、機械技術、計算機技術、自動控制技術、信息變換技術、接口技術及軟件編程技術等多種技術的有機融合, 根據系統優化組織目標與功能目標, 合理布局與布置各功能單元, 在搞質量、多功能、低能耗、高可靠性的意義上實現特定功能價值, 并使整個系統最優化的系統工程技術。
“機電一體化”包涵了“技術”與“產品”兩個方面。“機電一體化技術”不是微電子技術、機械技術與其他新技術的簡單拼湊、組合, 而是這些技術有機融合的一種綜合技術[1]。這也是機電一體化與電氣與機械所形成的機械電氣化在概念上的本質區別。機械工程技術在發展到機電一體化后, 其微電子裝置除可取代某些機械部件的原有功能外, 還可以賦予許多新的功能, 如自動處理信息、自動檢測、自動調節與控制、自動顯示記錄、自動診斷與保護等。機電一體化產品不僅代替了人的肢體功能, 還能起到感官與大腦的作用, 具有智能化的特征是機電一體化產品與機械電氣化產品在功能上的根本區別。
2 機電一體化技術的發展歷程
機電一體化技術基本上可以分成三個階段。第一階段是從20世紀60年代開始的這一階段也即是初級階段。人們利用電子技術來完善機械產品的一些性能。其具有代表性的是可編程控制器 (PLC) 的應用, 美國的DEC公司于1969年研究PLC, 同年該公司首先研制出型號為PDP-14的可編程序控制器。隨后美國的GE公司在汽車自動裝置上用這種控制器取代了傳統的繼電器控制系統, 并獲得成功。自此許多國家引進該項技術, 使PLC技術迅速崛起?，F已成為現代工業自動化的重要支柱。
20世紀70~80年代是其第二階段, 也是機電一體化技術蓬勃發展階段。在這一階段, 控制技術、計算機技術、通信技術的迅速發展, 為機電一體化的發展奠定了技術基礎。微型計算機與大規模、超大規模集成電路的飛速發展, 為機電一體化技術的發展提供的充分的技術基礎。高級的機電一體化產品采用了性能提高的微處理器[2]。典型的機電一體化產品如工業機器人、數控機床等。信息技術驅動機械系統在不同程度上利用數據庫。這樣, 對機電一體化的系統設計方法的探索、成型機系統集成與并行工程設計和控制的實施日顯重要。
第三階段是從20世紀90年代開始的, 一方面, 隨著通信技術進入機電一體化, 尤其是執行器與微傳感器技術的發展, 和半導體技術以光刻為基礎的方法及和傳統機電一體化微型化方法的結合, 開創了一系統集成與精密工程為特點的機電一體化新分支“微機電一體化”。另一方面, 面對機電一體化系統的建模設計、分析與集成方法, 機電一體化的學科體系得到了深入研究。同時, 由于神經網絡技術、人工智能技術與光纖技術等技術領域取得了巨大進步, 為機電一體化技術開辟了廣闊的發展天地。
3 機電一體化技術的發展趨勢
機電一體化技術是集電子、機械、控制、光學、信息、計算等多學科的交叉綜合技術, 它的發展與相關技術的發展相互與進步相互促進、相互依賴。機電一體化技術的發展趨勢如下。
3.1 智能化
智能化也即全息系統化, 是對機器的行為描述, 即在控制理論的基礎上, 吸收模糊數學、計算機科學、運籌學、人工智能等新的設計思想、新的學科方法, 模擬人力的思維能力, 是機器能同人一樣具有意識、思維等能力, 以便達到更高水平的控制目標。
3.2 網絡化
由于網絡的普及, 基于網絡的各種遠程監視與控制技術正迅速發展, 而遠程控制的終端設備就是機電一體化產品。局域網與現場總線技術使電器網絡化已成其發展趨勢, 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系統, 使人們能分享到各種高科技帶來的便利。
3.3 產品綠色化
伴隨著機械工業的飛速發展, 人們的生活也發生了巨大的變化, 人們開始呼吁對環境資源的保護, 回歸自然。綠色產品也應運而生。機電一體化產品的綠色化指的是, 使用時不破壞生態環境, 報廢后還能回收利用[3]。所以, 機電一體化綠色產品在設計、制造、使用和銷毀過程中, 應符合人類生存環境與身心健康的要求, 對生態環境要盡可能的無害, 資源利用率要高。目前, 設計綠色的機電一體化產品有著遠大的發展空間。
3.4 模塊化
由于機電一體化產品的種類與生產廠家繁多, 開發研制具有標準電氣接口、環境接口、機械接口、動力接口的機電一體化產品是一項復雜且重要的工作。通過這項工作, 可以利用標準單元迅速開發新產品, 同時可以擴大生產規模。這需要制定各項標準, 以便各單元、部件的匹配[4]。從產品的系列化、標準化帶來的好處可以肯定, 無論對生產機電一體化產品的企業還是對生產標準機電一體化單元的企業, 模塊化將給機電一體化企業帶來更好的市場。
3.5 光機電一體化
機電產品發展的一個重要趨勢是光機電一體化, 機電一體化系統是有能源系統、機械系統、信息處理系統及傳感系統等部件構成。因此, 在機電一體化技術中引進光學技術, 可以充分利用光學技術的優點, 有效地改進機電一體化系統的信息處理系統、能源系統及傳感系統。
4 結語
機電一體化技術是眾多學科發展的結晶, 隨著科學技術的不斷發展, 各項技術相互滲透的發展趨勢將越來越明顯, 機電一體化技術的應用與發展也必將更加廣闊。
摘要：機電一體化技術發展了整個機械制造業, 本文在概述了機電一體化技術的基礎上, 分析了機電一體化技術的發展歷程與發展趨勢, 為進一步研究機電一體化技術提供了相關依據。
關鍵詞：機電一體化,發展趨勢,智能化
參考文獻
[1] 李建勇.機電一體化技術[M].北京:科學出版社, 2004.
[2] 芮延年.機電一體化系統設計[M].北京:機械工業出版社, 2003
[3] 高鐘毓.機電控制工程[M].北京:清華大學出版社, 2002.
機電一體化發展范文第2篇
1 機電一體化概要
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。
機電一體化的實施時一項新的技術革命, 發展到如今已經形成了具有其自身特色的一套科學化體系。隨著科學技術的不斷發展, 電子信息化已經被應用到了多個領域的多個范疇, 電子技術和其他領域的融合促進了相關領域的快速發展, 由此將電子信息化與機械工程領域進行有機的結合, 為機械工程業的發展帶來了新的動力, 從而形成了機電一體化的技術革新方式。機電一體化不像以前的機械電氣化, 機械電氣化只是在電力方面為機械的加工運作提供了方便, 但是在技術上并沒有大的創新。但是機電一體化的誕生就不一樣了, 機電一體化不是將機械與電子簡單的融合在一起, 而是將電子技術在其自有領域里的發展建樹, 先進的技術手段應用到機械工業上, 為單純的機械化作業引進了高新的技術創新。從某一方面來講, 機電一體化的實施, 是將人的肢體行為灌輸到電腦中, 然后應用程序對機器進行控制, 在有些精準度與技術性方面來講比人為操作更好, 甚至有些程序是可以將人的主觀想法, 思維方式編成一套程序, 運用到工作當中。機電一體化的實施, 使原來只是單一的行使一種功能的部件, 在進行電子程序的創新與改造之后, 可以發揮出更多的超出其自身原有的功能, 而且簡便了很多的操作過程, 有些工作角度與工作范圍是通過人力而無法實現的, 但是在機電一體化的操作下, 一切將迎刃而解。所以說, 在一定程度上來說, 機電一體化實質上機械工程行業的智能化, 充分的發揮出了科學技術的高端性。
2 機電一體化的發展狀況
20世紀60年代以前, 人們自覺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。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展的廣闊天地。這些研究, 將促使機電一體化進一步建立完整的基礎和逐漸形成完整的科學體系。
3 機電一體化的發展趨勢
3.1 智能化
智能化在如今來講已經是非常普遍的了, 幾乎每個行業都會有所涉獵, 當然機電一體化也是將電子信息技術在機械工程方面的智能化。機電一體化就是將機器在操作與運用方面實行了智能的模式, 也就是將原來簡單的機械操作變成了機器人, 賦予了機器低級或者是高級的人工智能。智能化是對機器在工作中行為進行控制, 首先將人的思維標準編成程序然后通過電子信息技術的處理, 應用到機器上, 其機器行使人的智能化操作, 當然在一定程度上來說機器不可能擁有人的智商, 只是在操作程序上執行人的命令, 但是在執行復雜操作的時候, 它已經具備了人的低級智能。機器的智能化為機械工程行業的發展增加了很大的推動力, 在技術創新上也有了很大的進步。
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, 研制和開發具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、環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出新產品, 同時也可以擴大生產規模。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, 但可以通過組建一些大企業逐漸形成。
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展給科學技術、工業生產、政治、軍事、教育義舉人么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。
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、納米級發展。微機電一體化產品體積小、耗能少、運動靈活, 在生物醫療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優勢。微機電一體化發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
工業的快速發展在經濟上帶動一個國家的進步, 但是在這種進步的背后所引發的一系列生態環境問題卻也是值得人們思考的。工業化的進程加快, 為人們在生產生活方面提供了很大的便利和舒適, 但是另一方面, 由于工業所需要消耗的資源越來越多, 排出的污染物也是與日俱增, 為生態環境帶來了巨大的壓力, 生態環境的破壞, 給人們的生活帶來的巨大的危機。人們在物質生活得到了充分的滿足的時候, 對周圍的環境有了高度的重視, 對身體健康的關心也是有了更高的關注, 由此對于綠色化的生活環境給予了很高的期望, 倡導節能減排、低碳環保。由此設計出綠色的機電一體化產品成為科學技術領域需要解決的問題, 這是廣大人民的呼聲, 盡量的減少污染物的排出, 使排出的污染物盡量的化廢為寶, 減少工業浪費, 創造一個綠色的環保的社會生活環境。
4 結語
綜上所述, 機電一體化的出現不是孤立的, 它是許多科學技術發展的結晶, 是社會生產力發展到一定階段的必然要求。當然, 與機電一體化相關的技術還有很多, 并且隨著科學技術的發展, 各種技術相互融合的趨勢將越來越明顯, 機電一體化技術的廣闊發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[M].北京:科學出版社, 2004.[1]李建勇.機電一體化技術[M].北京:科學出版社, 2004.
[2]李運華.機電控制[M].北京:北京航空航天大學出版社, 2003.[2]李運華.機電控制[M].北京:北京航空航天大學出版社, 2003.
機電一體化發展范文第3篇
機電一體化技術是將機械技術、電工電子技術、微電子技術、信息技術、傳感器技術、接口技術、信號變換技術等多種技術進行有機地結合，并綜合應用到實際中去的綜合技術。是現代化的自動生產設備幾乎可以說都是機電一體化的設備。 中國機電設計邁入PLM全新階段，正挑戰著了前所未有的，不可預測的難題，一個個久戰沙場經久不衰精兵良將正褪去了昨日英雄的光環，唯有CAMEL VIEW 能夠勝任軍統三國，光復舊業的重任，此時數系科技與德國iXtronics GmbH公司攜手共同開拓機電設計領域的新篇章，CAMEL VIEW 作為機電一體化設計系統，從產品的概念設計到產品性能的測試、驗證、通過都是一體化的，流程化的、規范化的，在滿足用戶設計的前提下，數值實驗的仿真與結果的驗證無不精確化，支持復雜環境下，多工況，多耦合場設計.
編輯本段發展現狀
一、智能化智能化是21世紀機電一體化技術發展的一個重要發展方向。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。
二、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，研制和開發具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、環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出新產品，同時也可以擴大生產規模。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，但可以通過組建一些大企業逐漸形成。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還是對生產機電一體化產品的企業，規?；瘜⒔o機電一體化企業帶來美好的前程。
三、綠色化工業的發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，生態環境受到嚴重污染。于是，人們呼吁保護環境資源，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，符合特定的環境保護和人類健康的要求，對生態環境無害或危害極少，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，使用時不污染生態環境，報廢后能回收利用。
四、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展給科學技術、工業生產、政治、軍事、教育義舉人么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(computerintegrated 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展。
五、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、納米級發展。微機電一體化產品體
積小 、耗能少、運動靈活，在生物醫療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優勢。微機電一體化發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。
六、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，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RS48
5、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研制出來的。
編輯本段(1)培養目標
本專業培養具有機械、電子、液(氣)壓一體化技術基本理論，掌握機電一體化設備的操作、維護、調試和維修，掌握應用機電一體化設備加工的工藝設計和加工工藝的基本方法和基本技能的中級工程技術人才。
編輯本段(2)主干課程
電工技術、電子技術、機械設計基礎、機械加工機床、機械加工工藝、互換性與測量技術、液壓與氣動技術、檢測技術、數控技術、電氣控制技術、機電傳動控制、單片機原理與應用、可編程控制器及應用、機電一體化系統與設計等。
編輯本段(3)主要內容
1.就業崗位群：機電一體化技術專業應用領域廣泛。畢業生主要可從事數控設備的維護、調試、操作、制造、安裝和營銷等技術與管理工作，就業崗位群大。主要可適應的崗位與就業方向為：1)從事數控設備的安裝、調試、生產運行、維護等方面的技術工作;
2)從事數控設備(數控車床、數控銑床、加工中心和其它數控設備)的編程、操作工作;3)從事數控設備的技術改造、技術革新、電氣維修、銷售和售后服務等工作。2. 專業核心能力：a、掌握典型數控設備的維護能力;b、掌握典型數控設備的操作的能力。
3. 本專業的核心課程有：液壓與氣動技術、機械制造工藝與工裝、數控原理與系統、數控加工工藝與編程模塊、數控機床機械結構、數控機床電氣控制、數控機床故障診斷與維修模塊、CAD/CAM應用技術、Solidworks以及電力拖動，電動機原理結構
編輯本段(4)、知識、能力、素質要求
機電一體化發展范文第4篇
1 我國機電一體化發展情況
與國外的機電一體化相比較, 我國的機電一體化研究較晚, 主要是從上個世紀80年代起。通過學習國外的先進技術, 以及機電研究專家人員的多年努力, 目前我國的機電一體化研究水平已經有了質的飛躍, 也應用到了多個領域發展中, 大大推進了我國的經濟及科技發展。當然, 雖然有了較大的成績, 但是關于機電一體化發展仍然存在許多問題。第一, 關于機電一體化的理論研究仍然停留在比較淺的水平, 在科研方面沒有突出的成果, 與國外發達國家相比存在較大的差距。第二, 大部分的產品都是引進國外的, 或者是在國外產品的基礎上進行模仿或者改造, 缺乏自主創新。第三, 所研發的技術產品科技含量有限, 在實際應用中仍然有很大的不足。第四, 所研發的機電一體化產品存在一定的質量問題, 并且設計的水平有限, 對于經濟發展的推動作用不是很理想。因此, 目前我國機電一體化發展仍然處于較初級的階段, 有許多不足和問題有待解決, 在接下來的時間里, 這方面的專家和工作人員應該投入更多的精力和資金進行進一步的改進, 使機電一體化水平向更好的水平邁進, 應用于多個不同的領域, 真正意義上地推動我國經濟的發展。
2 機電一體化的應用
目前, 國內機電一體化發展已經在多個領域中都有了一定的應用, 對社會的經濟發展發揮了不可替代的作用。下面將著重從機電一體化在微型機電化、自動生產線、機器人、汽車電子化方面的應用進行簡要的介紹。
2.1 在微型機電化中的應用
隨著高科技的快速發展, 目前已經研發出了亞微米級的機械原件, 通過機電一體化技術可以將這種小型的機械原件與電子相結合, 直接應用到實際的產品中。與常見的產品相比具有十分優越的優勢, 可以實現將控制器和機械部分兩者進行合二為一, 不僅使體積變小了, 同時也可以起到更多的作用, 例如減少能量的消耗。因此在微型機電化中, 機電一體化是目前研究的一個重要方向, 所研制出來的產品可以為軍事、醫療等行業帶來新的突破。因此研究人員應該致力于微型機電化的研究, 為經濟及科學技術的發展提供有用的研究成果。
2.2 自動生產線
大部分的工廠及生產部門的工作都離不開自動生產線, 通過自動化機械的運轉, 不僅可以節省人力, 還可以生產出更加精準高質量的產品, 同時也提高了生產的效率及減少時間。因此, 自動生產線對于大部分的行業, 例如藥品生產、食品加工、服裝業、紙質業等行業都具有十分重要的作用。而自動生產線的原理就是機電一體化, 通過計算機對程序進行一定的設定, 在現場總線控制、集散系統控制等總線控制下, 通過傳感器來反饋出需要監測和控制點的數據, 在按照內置的軟件算法進行變量的處理, 最后通過控制器發送出控制量給執行器, 執行機械依照計算機所設定的程序進行運作, 這樣形成一個閉環的控制回路, 能夠有效的通過控制回路來最大化的增強系統的魯棒性, 能夠消除外界干擾和自身的不確定性帶來的干擾, 最終達到控制的效果, 從而實現了機電一體化。
2.3 在機器人中的應用
目前, 機器人的研究已經有了十分大的進展, 也在實際應用中得到了很好的應用。而機器人的研究與運行離不開機電一體化的應用。主要的方式是通過計算機的程序設定、傳感技術及植入智能控制從而對機器人的運行進行控制。機器人在多個領域中的應用起到了十分重要的作用, 如勘測、醫療、軍事等方面?，F在, 臨床上有的外科手術是直接由機器人進行操作, 十分精確且手術效果理想。因此, 大力研究機器人有利于眾多高科技領域的發展。同時, 機器人技術水平也展示了一個國家的科研水平及綜合實力。
2.4 在汽車電子產品的應用
以往的汽車儀表基本上是機械儀表, 一旦出現故障則不容易恢復, 影響汽車的正常駕駛。而隨著汽車電子行業的不斷更新和發展, 目前, 大多數的汽車儀表采用的是電子儀表, 這些儀表具有智能化的特點, 一般都內嵌了控制芯片進行各種變量的監測和控制, 電子化儀表在出現故障時, 不僅方便處理, 而且使用電子儀表也改善了駕駛員的目視性, 促進了汽車儀表的多樣化。
3 結語
綜上所述, 隨著我國科學技術水平的不斷提高, 機電一體化技術已經有了質的飛躍, 并且為多個領域的發展帶來了很大的好處, 促進了我國經濟的發展。在今后的時間里, 應該進一步對機電一體化進行研究, 在已有的機電一體化技術上進行大膽創新, 研制出更加優越的機電一體化技術, 為我國的經濟及科學發展做出更大的貢獻。
摘要：機電一體化的發展關乎著我國市場經濟發展的方向和水平。本文從我國機電一體化發展的概況出發, 分析了當下機電一體化技術的應用現狀, 最后提出了新的展望。
關鍵詞：機電一體化,發展,技術
參考文獻
[1] 王倫.我國機電一體化的發展趨勢與思考[J].黑龍江科技信息, 2014, 25:122.
[2] 高飛, 張有為.關于機電一體化的發展及應用的研究[J].中國科教創新導刊, 2013, 34:149.
機電一體化發展范文第5篇
1.1 機電一體化含義
機電一體化又被稱為機械電子學, 其主要是將電子技術、機械技術以及信息技術等多門學科進行相互交叉融合所形成的一門新學科、新技術, 它也是伴隨著機電產品和技術的發展過程逐漸發展起來的, 屬于一門邊緣性技術學科。其主要內涵包括以下3個方面:
(1) 機電一體化技術是機械設備、微電子軟件和信息技術的總體, 是三者相互融合的產物, 而機電一體化則是三門主要學科相互滲透的新興學科。
(2) 機電一體化還處于發展過程中, 是一個不斷發展的概念, 最早期的機電一體化指的是機械設備和電子技術的融合, 形成的新興產品、技術和科學。但是隨著機電一體化的發展和科技的進步, 機電一體化的含義和內容也得到了豐富, 又融入了計算機技術、控制技術以及通信技術等內容。
(3) 機電一體化是多種學科、技術不斷影響、滲透、融合的產物, 不能簡單地將其理解為學科、技術內容的疊加。
綜上, 機電一體化指的不僅僅是一門科學, 同時也是一門技術。機電一體化同時涵蓋了技術和產品兩方面的內容。
1.2 機電一體化的核心技術
機電一體化的核心技術主要包括硬件和軟件。而硬件技術則包含了多種方式方法, 其最為核心的技術主要包括:
(1) 傳感技術:就傳感器自身的功能來看, 其必須具有高強度的精確性、敏感性以及可靠性等性能特點, 而為了能夠提高傳感器這些方面的特點, 就必須增強其抗干擾性。
(2) 信息處理技術:微電子學的發展, 微電子技術運用的進步, 以及信息處理設備的使用等, 都在很大程度上影響著機電一體化技術的發展和進步。
(3) 驅動技術:驅動技術主要是對電機生產時的應用, 但是電機的使用中還存在著滯后性的問題, 影響其運行速度和效率。
(4) 接口技術:主要是指設備與計算機之間的連接, 能通過接口進行數據的傳遞, 并使其達到標準的規格。為了能夠方便其使用和維修, 接口都采用相同的標準和規格, 這樣也可以簡化其設計的過程。
(5) 機械本體技術:就是對機械自身進行的各方面的考慮, 包括其性能、重量以及精度等方面。
(6) 軟件技術:機電一體化的發展過程中, 僅僅發展硬件設備是不夠的, 同時還需要軟件革新的配合和加強。為了降低軟件的研發成本, 提高生產效率, 就需要研發設計人員對其進行進一步的革新和設計, 包括:標準化、程序模塊化、軟件程序的固化、軟件工程等。
1.3 機電一體化的產生與發展過程
在機電一體化的發展進程中, 主要分為初級階段、發展階段以及深入發展階段。
(1) 初級階段, 主要是指20世紀60年代這個時期, 也是第二次世界大戰期間, 人們在無意中促成了電子技術與機械產品的結合, 提升了機械產品的性能。在此階段, 人們還均是自發地對產品和技術進行研究和設計, 因為那時的電子技術水平發展有限, 因此機械技術和電子技術還沒有完美的融合, 而且其產品和設備也沒有被廣泛的運用和發展, 即使是已經開發的產品, 也沒有得到廣闊的市場將其推廣。
(2) 發展階段, 主要是指在20世紀70年代到80年代之間, 這個時期, 電子技術、信息技術都得到了蓬勃的發展, 這一時期的控制技術也得到了廣泛的研究和應用, 這些技術的發展為機電一體化的發展奠定了堅實的技術基礎, 于是, 不論是大規模的集成電路設備還是微型的計算機設備都得到了迅速的推廣使用和發展, 這些都為機電一體化的發展夯實了物質基礎。
(3) 深入發展階段, 是指20世紀90年代至當前所處的階段, 也是機電一體化發展最為深入的時期。出現了更加先進的技術和更加復雜的學科, 隨著機電一體化的深入和發展, 進一步推動了人們對新技術的需求, 也提高了人們對新產品性能的要求, 與此同時, 人們的要求也促進了機電一體化技術的發展。
2 機電一體化發展現狀
20世紀90年代以后, 世界經濟飛速發展, 信息技術迅速進步, 推動了機電一體化的深入發展。主要表現在: (1) 機電一體化中融入了通信技術、微細加工技術以及光學, 這些技術的融合, 使得機電一體化出現了更多的分支, 主要包括微機電一體化、光機電一體化; (2) 對機電一體化的理論學科知識研究更加深入, 運用了系統的建模分析和設計, 同時還利用了最為先進的集成方法; (3) 機電一體化的技術也得到了進一步的應用和發展, 主要是受光纖技術、神經網絡技術、人工智能技術等技術發展的影響。
機電一體化正是受到了多重因素的影響, 逐漸形成了較為科學、完整的理論體系和技術。而我國的機電一體化技術起步較晚, 一直到20世紀80年代才開始對這方面的技術引起重視, 因為考慮到國際一體化的發展, 以及這些學科和技術可能造成的影響, 我國在制定“九五規劃”以及我國《2010年發展綱要》時, 都將這項學科和技術的發展列入了重點考慮范圍內, 而且國務院還成立了專門的領導小組。而這些政策的變化, 不僅影響了那些專業性的生產企業和研究機構, 同時對各大高校的課程和教學設計也產生了深遠的影響, 通過各方力量的共同努力, 目前我國的機電一體化技術已經有了很大的改觀和發展, 但相較于美國、日本等發達國家, 我國的技術尚有很多缺陷, 與發達國家仍存在著較大的差距。
3 機電一體化技術的發展趨勢
3.1 全信息系統化
也就是指智能化, 智能化是一個對機器、設備行為描述的名詞, 它運用了控制理論, 同時綜合多種學科知識。隨著全球機電一體化技術的發展, 其產品也逐漸趨于具有智能化的功能和特性, 產品的智能化特征也成為了產品的亮點和賣點, 而且技術的逐漸進步也推進了智能化技術的發展, 智能化的研究也得到了人們越來越多的關注和重視。
3.2 模塊化
模塊化是機電一體化技術發展中最艱難的工程和項目, 因為生產機電一體化的生產廠家會生產多個種類的產品, 因為產品間的差異, 所以其設計和研究也變得既重要又復雜。模塊化就是將機電一體化中的各個單元進行分別的整理和研制, 例如: (1) 動力單元:主要負責機器設備的智能化的減速和調速; (2) 控制單元:具有視覺功能, 所以能夠對圖像進行識別和處理, 同時還能夠測量機器設備與目標物體的距離; (3) 機械裝置:主要是為機器設備完成各項特定的、典型的操作。
3.3 產品網絡全球化
全球經濟、世界生產都因網絡的發展而更加趨于一體化, 企業間的競爭也隨計算機和網絡的發展而變得更加激烈。所以當某個企業運用機電一體化技術生產出功能可靠、價格合理的新興產品時, 產品就會在全球范圍內被推廣。正是因為網絡的普及, 遠程的監視、控制系統的興起及發展和應用變得越來越廣泛, 而這些設備都是需要運用機電一體化的產品作為其制作的基礎。進入21世紀以來, 計算機和網絡走進了千家萬戶, 而將這些計算機和網絡進行連接的集成系統就是運用了機電一體化技術, 所以機電一體化的產品未來也一定會向網絡化、全球化的方向發展。
3.4 微型化
20世紀80年代末期, 人們對笨重的機電一體化設備進行了進一步的研究, 對其進行小型化的處理, 這也推進了機器設備向微型化的方向發展。也有人將其稱為微電子機械系統, 主要是指那些體積不超過1 cm3的機電一體化產品, 隨著科學技術的進步, 現在的機電一體化產品也逐漸向微米和納米的方向發展。微機電一體化產品, 也就是微電子機械系統因為其具有耗能少且體積小的特點, 因此被廣泛運用在政治軍事、生物醫療、機械制作等領域。微機電一體化在其發展的過程中也遇到了更高的要求, 這就需要對該技術作進一步的研究和設計。
3.5 綠色化
隨著世界經濟的發展, 工業的進步, 人們的生活發生了翻天覆地的變化, 對生活質量的要求越來越高, 對物質的需求也越來越多, 但是發展卻造成了環境污染:不可再生資源的減少、氣候變暖、生活垃圾增多等等。直到這些問題凸顯出來的時候才引起了人們的重視, 全世界都開始倡導環保, 倡導綠色經濟, 于是綠色產品也受到了越來越多的人的關注, 綠色化也成為了未來發展的趨勢。機電一體化產品的綠色化發展也是對當前技術提出的要求, 這就要求在設計、研究和生產產品時, 既不破壞自然環境, 同時還應保證循環使用。
3.6 光機電一體化
機電一體化產品的未來發展一定會向光機電的方向發展。機電一體化發展中, 可以利用光這種無限使用的資源, 光學技術的引入勢必將促進機電一體化技術的更快發展, 也將進一步改進機電一體化機器設備中的傳感系統、能源系統和信息處理系統。因為光具有獨特的特性, 資源不僅是無限的, 同時也不會造成環境污染, 因此對光能、光技術的使用將進一步促進機電一體化的綠色化發展。
4 我國發展機電一體化技術的對策
4.1 統籌安排
目前我國從事機電一體化技術研究、機電一體化產品的設計和生產的企業雖然很多, 但各單位都根據自身的情況設定相關的工作計劃和發展策略, 相互之間因為競爭的關系, 缺乏有效的溝通, 導致了因為考慮不足或缺乏統籌安排所帶來的問題, 如此缺少全局性的發展和戰略計劃也給企業的發展造成了阻礙。所以, 國家的核心機構應對各企業進行統一的管理, 制定統一的研究、設計、生產計劃, 協調各企業的利益, 以促進我國機電一體化技術的全面發展。
4.2 優化環境
應加大對環境保護的宣傳力度, 限制資源消耗較大的企業的生產和發展。我國的政府職能部門應積極調節各個部門對資源要素的使用, 同時還應對發展綠色化的機電一體化等高新技術產業的支持, 倡導技術的革新和改造, 淘汰那些落后的產品, 對涉及到機電一體化技術和產品研究、設計的項目, 國家應給予大力的支持, 并鼓勵那些后進的企業, 同時還可設置專項基金, 給予相關單位和企業資金的支持。
4.3 突出重點
機電一體化產業因為其技術的綜合性和復雜性, 在各行各業都得到了廣泛的運用和發展, 而我國在其研究和設計上所投入的資金和物質還較為有限, 所以機電一體化技術還未能得到完美的應用和發展, 且其發展也都較為一致, 缺乏重點, 因而在今后的發展過程中, 還應對重點的行業和企業給予更多的投入, 突出重點, 大力發展。這就要求我國在發展機電一體化產業中, 在大力發展新興技術和產品時, 兼顧傳統的技術和產品。要統一考慮機械設備的制造和新技術的運用, 真正地將機電一體化技術融入各行各業, 提升人們的生活水平和檔次。
4.4 強化管理
機電一體化產業發展中具有很大的差異性, 所以國家應該明確一個具體的行業管理標準, 明確各部門的職能, 在推進技術改造、進步的同時還應注重行業的管理問題。對那些耗能高、功能少的產品要進行改造, 大力發展耗能低、性能高的機電一體化技術和產品, 促進我國高新技術的發展和進步。
5 結語
隨著微電子技術的發展, 電子技術領域又將上演一場新的改革和創新, 這又對機電一體化的發展起到了不可忽視的促進和推動作用?？萍嫉倪M步不僅僅能夠帶來發展, 同時科技的進步也依賴于發展, 而我國要想在世界競爭中取得優勢, 就一定要大力發展技術含量高、學科綜合度高的技術和科學, 在促進我國經濟增長的同時還要保證可持續性的發展。
參考文獻
[1]張楊林.機電一體化技術進展及發展趨勢.機械制造, 2005 (6)
[2]章浩.機電一體化技術的發展與應用.農機化研究, 2006 (7)
[3]苗延年.機電一體化系統設計.北京機械工業出版社, 2004