發布時間:2023-09-28 10:13:44
序言:作為思想的載體和知識的探索者,寫作是一種獨特的藝術,我們為您準備了不同風格的5篇機電一體化要求,期待它們能激發您的靈感。
一、機電一體化系統設計技術要求
機電一體化系統設計要達到各項技術指標,力求做到系統功能相對齊全,性能指標比較合理,實用性強,安全可靠性高,經濟效益好。同時,在開發新產品時,還應該與世界同類產品比較,注意他們的技術特點、先進性(費效比、節能節材、工作柔性等)以及社會效益等。
二、機電一體化系統設計原則
(一)首先確定一系列的設計指標,在進行機電一體化系統的設計,也就是說,對所設計的系統提出必須滿足的技術要求,然后才能著手具體系統的設計。機械系統與微電子系統協同組合的原則。在采用機電一體化技術新概念進行工程設計時,為了提高系統的性能和柔性,要求廣泛的物質和信息的集成。在整個機電一體化系統的設計過程中,都必須考慮機械技術與電子控制技術的集成,創造出機械、電子以及軟件等有機結合的新產品。機電一體化系統設計往往伴隨著機械系統的再設計,而且機械系統的再設計還不是全部。許多現代的機電一體化工程設計不是被動的依靠機遇來革新機電產品,而是預先精心計劃應用,并充分集成電子技術和機械技術,有目的地創造出最優的新產品,以達到新的系統比它們的原有產品更便宜、更簡單、更可靠以及更具有工作柔性。機電一體化技術方法將給產品設計帶來各種發展機會。在進行機電一體化系統設計時,通常應遵循如下原則來處理“機”與“電”的關系:1.在極端情況下,機械的功能可以完全由微處理機和執行器取代,從而使電子產品替代機械產品。2.機械系統可采用機電一體化技術方法加以簡化。依靠微處理機和執行器可以提供諸如輪廓、速度以及定位控制任務的功能。3.將正常設計的機械與閉環控制回路相結合,可以實現增強機械系統的運動速度、精度以及柔性。在閉環回路中,固有的比例控制在部件上的應力,與終點急剎車的執行器相比較,要小得多,因此,有關的部件可以做得更輕、慣量更小。4.機電一體化技術設汁方法應在一開始就注意充分發揮機械和電子的綜合優勢,通過機電互補和集成,以求達到設計出最優的新產品,適應競爭日益激烈的世界市場。
三、機電一體化系統構成
機電一體化系統主要由傳感器、調理電路、測量系統、系統動態響應、系統頻率響應、控制器等等。
(一)傳感器
傳感器在機電一體化系統中起著重要作用。如果沒有傳感器對各種參數進行精確而可靠的自動檢測,那么信號轉換、信息處理、控制器的最佳控制等,都是無法進行和實現的。在機電一體化系統中常用的位移傳感器、速度傳感器、加速度傳感器、力、扭矩和壓力傳感器以及溫度傳感器。
(二)調理電路
傳感元件將被測物理變化過程的信號轉化成為各種電路性參數(如電阻、電容、電感等)或電源性參數(如電壓、電荷等)形式的信號、但這些信號在種類和強度上一般不能直接地為后面的數據處理和顯示等所利用,需要經調理電路進行中間處理。例如將電路性參數轉換為電壓、電流信號;弱小信號放大;減小噪聲或選出有用信號等。主要討論調理電路中常用的電橋電路、調制與解調、放大電路、濾波器電路。
(三)測量系統的組成
測量系統或測量儀器是一種具有標定特性并用于測量的裝置,它的輸出量能夠反映測量信息并直接通過顯示裝置力操作者所接受,它由若干個測量裝置與輔助裝置所組成。測量系統是由若干個測量變換單元所組成的,各個單元是以其在測量系統中所起的作用來劃分的,所以這些單元可統稱為功能單元。在對具體的測量系統進行分析時,常常可以將系統分解為按一定順序連接起來的功能單元,各種不同用途的系統有白己所特有的功能單元和排列順序。
(四)系統動態響應
機電控制系統的運行在時域中最為直觀。當系統輸入某些典型信號時,利用拉氏變換中的終值定理,我們可以了解當t時系統的輸出情況,即穩態狀況;但對動態系統來說,更重要的是要了解系統加上輸入信號后其輸出隨時間變化的情況,我們希望系統響應滿足穩、準、快。
(五)系統頻率響應
時域瞬態響應法是分析控制系統的直接方法,比較直觀,但是不借助計算機時,分析高階系統非常繁瑣。因此,發展了其他一些分析控制系統的方法。其中頻域法是一種工程上廣為采用的分析和綜合系統的間接方法。另外,存機械工程中機械振動均頻率特性有著密切的關系。
(六)控制器
所謂自動控制,就是指應用控制裝置自動地、有目的地控制或操縱機器設備和過程,使之具備一定的狀態和性能。自動控制的任務是控制某此物理量按照預先確定的規律進行變化。控制系統由控制器和控制對象組成,其中控制對象足指被控制的機器設備或物體,而所采用的控制裝置就稱力擰制器。
關鍵詞 工程教育;專業認證;機電一體化系統設計;教學改革
中圖分類號:G642.3 文獻標識碼:B
文章編號:1671-489X(2017)03-0080-02
1 前言
為了促進機械專業的跨越式發展和國際化進程,進一步提升機械設計制造及其自動化專業的教學質量、社會聲譽和國際視野,促進本科畢業生的國際交流,為工程師執業資格認證奠定基礎[1],從2013年下半年開始,貴州大學機械工程學院機械制造及其自動化專業開始著手準備進行工程教育認證,于2014年順利通過該認證。在以“認證”為目標,不斷促進教學改革的過程中,全院教師始終堅持以能力為導向,重在加強學生的培養質量和利用學科知識分析解決工程實際問題的能力[2];同時以學生為中心,以不斷優化和改進的培養目標和畢業要求,建立、建設優質的課程體系和師資隊伍,配備必要的教研設備。
在“迎接認證”、不斷改進的過程中發現一些專業課程存在的問題,以培養目標和畢業要求的工程性不強為代表,主要體現有教學內容缺乏實際工程拓展,課程教學方法有待拓寬,特別是工程實踐能力的培養還需要進一步加強。機電一體化系統設計作為機械電子工程方向一門重要的專業課,亟待相關教學改革,以適應工程教育認證的要求。
2 現狀與問題
基本現狀 機電一體化系統設計是機械制造及其自動化專業機械電子工程方向的一門重要的R悼緯蹋目的是培養學生對機電一體化系統的應用和設計能力,掌握機械系統元部件設計和微機控制系統及其接口設計方法,培養機電結合的專門人才。本課程的基本任務是使學生掌握對機電一體化系統的分析應用和設計基本方法。該課程涉及的機械傳動部件、電機、微機接口技術和機電一體化設計思路等,可以說是對本專業前期所學專業課程進行融合、需要實踐深入消化和提高認識的一個重要環節。并且貴州大學機械工程學院不僅是機械電子工程方向開設本課程,機械制造和農業機械化專業方向也開設了本課程,學生普遍反映教學枯燥,工程實踐性不強,部分知識無法理解。
為了使機電一體化系統設計課程與“工程教育認證”要求相適應,更好地幫助學生掌握本門課程知識內容和加強工程實踐能力培養,達到學以致用的目的,需要對機電一體化系統設計課程的教學內容和方法進行改革研究。
主要存在的問題 貴州大學機械工程學院于21世紀初開始在機械電子工程專業方向的本科班開設機電一體化系統設計,隨著十多年教學經驗的積累,已形成一套較為完善的教學方案和體系。但是隨著技術的不斷革新,社會和工作崗位對學生要求的不斷提升,越發覺得本課程的傳統教學中存在一些問題,主要表現在以下幾個方面。
1)教學內容陳舊,過于側重機械結構的講解。通過工程教育認證評估,充分和企業溝通后,發現一些課程所教授的內容和技術已經在當下機電產品中被新技術所取代。另外,由于在教授本課程前有單片機原理、接口技術和機械控制工程等課程,在機電一體化系統設計的教學中都會以典型機電系統的傳動結構為主,使“機”和“電”在教學過程中不能充分結合。
2)實驗教學設施不足,實驗內容受到限制。本專業擁有的機電一體化教學設備較少,有的僅僅停留在十字工作臺、單片機和傳感器方面,對于機電系統的穩定性和優化部分的實驗暫時空缺,這不利于學生提高感官認識。
3)教學方法單一,缺乏與工程實際的聯系。現有教學基本上是以課堂教學為主,輔以少量實驗,大多采用講授法通過多媒體教學平臺進行授課,而且大多是紙上談兵,課程教學與實驗教學同工程實踐聯系甚少,與“工程教育認證”的要求存在差距。
4)學生反映學習難度大,應用能力不強。在教學過程中,一些學生反映部分知識點難以理解,不清楚這些知識能“干什么”,能解決什么問題。另外,從考試反饋來看,學生對綜合應用機電技術的能力還有待提高,特別是不能將一些來自工程實際的問題和書本知識結合起來分析。
3 教學改革
教學內容的改革
1)樹立“機電結合”的系統教學思路。機電一體化的目的是提高產品或系統的附加價值,實現多功能、高效率、高可靠性、省材料、省能源,并使產品結構向輕、薄、短、小化方向發展。因此,機電一體化的研究方法不能只是簡單拼湊,應該從系統設計方案開始到各元部件選擇到系統最終成形的全過程,都要貫徹系統設計的思想 [3]。機電一體化系統設計課程的教學也是如此。在課程講述過程中,如果只是根據教材的章節順序進行講解,會在學生腦海中形成一個個的知識孤島。因此需要將整個課程用幾個典型案例把所有章節貫穿起來,做到前后呼應。如在教學“機械結構”中的“機架和支撐穩定性”時,可以和“元部件特性分析”中的“靜、動態特性分析”結合起來,在講機械結構時就引入控制工程中的一些知識點。
另外,教材的最后一章有很多案例,可以根據這些案例的特點,將其穿前面的章節講解,在講授每一部分內容時都結合案例,并將系統設計方法融于其中,不僅利于學生對知識的掌握,還可以舉一反三、加深理解。
Abstract: Taking electromechanical integration control system as an example, this paper discussed the connection technology dividing it into man-machine connection and the mechanical and electrical connection, and based on this, it analyzed the impact of the mechanical and electrical connection technology to electromechanical integration and put forward that the mechanical and electrical connection technology promoted the development of electromechanical integration inevitably.
關鍵詞: 機電一體化;接口技術;人機接口;機電接口
Key words: electromechanical integration;connection technology;man-machine connection;mechanical and electrical connection
中圖分類號:TH16文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2010)14-0044-01
0引言
機電一體化系統是機械、電子和信息等各種技術融合為一體的綜合系統,其構成要素與子系統之間的接口部分就顯得極為重要。在機械系統和電子系統各種技術的復合過程中,接口技術很重要,機電接口技術是解決如何把機電及相關領域技術有機地融為一體,從而設計出最優的機電一體化產品的研究領域,其性能的好壞對整個系統的綜合性能起著決定性作用。
1機電一體化系統的設計
在早期的機電一體化系統中,機械部分的設計是系統設計的中心。電能僅用于驅動,為系統提供動力。利用直流電動機的變速功能雖然可以簡化機械系統的傳動結構,但因為無法控制運動部件的行程,因而程序自動化仍然是系統控制設計的主要目標。驅動電動機不再是機械運動鏈的起點,而成為聯結機械運動和動力以及控制的接口。機電一體化系統設計已從“純”機械的設計延伸到控制領域。計算機、數字電路、傳感器以及自動控制理論已成為系統設計師不可或缺的知識基礎。信息技術和軟件設計已經成為表達系統設計思想和協調自動化工作的重要工具。機電一體化技術是一個不斷發展和完善的過程。產品精度和生產效率對機電一體化系統提出了不斷改進伺服驅動性能和發展控制算法的要求,而性能優良的伺服驅動既拓展了機械系統的功能、簡化了傳統的機構,又要求機械系統具有合理的慣量和更好的系統動態性能。傳感器的在線監測確保了系統安全可靠的運行,反饋的信息通過閉環確保了先進控制理論的實現和產品的質量要求。機、電、信息的密切交叉已經使機電一體化系統中各部分的互相聯結和影響成為設計必須綜合考慮的重要內容。機電接口技術作為機電一體化設計的核心已經受到專家和學者越來越多的關注。
2機電接口技術的內涵
機電一體化系統是機械、電子和信息等功能各異的技術融為一體的綜合系統,其子系統之間的接口極為重要,從某種意義上說,機電一體化系統設計就是接口的設計。但現在對于機電接口技術的研究較少,通過對機電一體化系統進行總結和歸納,我們提出了機電接口技術的概念,形成了如下幾點認識。
2.1 機電接口技術的內涵機電接口技術是一門新興的技術,它研究機電一體化系統中各組成部分(子系統)和各組成技術之間的接口問題。研究這門技術是為了更有效地進行系統中信息能量的交互,融合各種技術,實現機電一體化系統最優化設計。
2.2 機電一體化系統接口(簡稱機電接口)的功能機電接口傳遞和轉換信息和能量,并將機電一體化各組成技術的特性融為一體。機電接口包括硬件和軟件,硬件主要在子系統之間或人與機電一體化系統之間建立連接,為信息和能量的輸入/輸出、傳遞和轉換提供物理通道。軟件主要是提供系統信息交互、轉換、調整的方法和過程,協調和綜合機電一體化組成技術,使各子系統集成并融合為一個整體,實現新的功能。
2.3 機電接口的分類①人―機接口。人與機電一體化系統之間的接口,通過此接口,可以監視系統的運行狀態,控制其運行過程,即通過人―機接口能夠使系統按照人的意志進行工作。人-機接口是雙向的,硬件包括輸入/輸出設備,主要有顯示屏、鍵盤、按鈕等。②動力接口。動力源連接到驅動系統的接口,為驅動系統提供相應的動力。根據系統所需的動力類型不同如直流電、交流電、氣動、液壓等,動力接口的形式也有很大的不同。但動力接口有一個共同的特點,能夠通過較大的功率。③智能接口。智能接口主要存在于三處,控制系統到驅動系統、驅動系統到傳感器、傳感器到控制系統。智能接口的應用情況相對比較復雜,但可以得出它的一些共性:智能接口傳遞和轉換各種信息,按照不同技術的要求改變信息形式,使不同的子系統、不同的技術能夠集成在一起,形成完整的系統。通常,智能接口是軟件表現出的功能連接。④機―電接口。執行機構與驅動系統和傳感器之間的接口。將驅動信號轉換成執行機構所需的信號,或將執行機構的機械信號轉換成傳感器所需的信號。
3機電接口技術對機電一體化發展的影響
社會需求推動機電一體化技術的發展。當傳統的機械技術無法滿足日益增加的社會需求時,機械技術與電子技術、信息技術等結合形成的機電一體化技術就成了機械技術發展的必然。相應的系統內部的接口也就變得越來越復雜。機電一體化技術的各組成技術的研究已經進行得非常深入且日趨成熟,同時,人們也意識到單純發展和研究各組成技術并不能保證機電一體化系統的最優化。而機電接口技術正為它們提供了一種有效的方法來進行系統研究,并將系統設計、集成和融合理論應用到實際的設計當中。目前,機電一體化正在向著智能化、模塊化、網絡化等方向發展,智能化必然要求系統各部分的結合要更加緊密,信息傳遞和反饋更加迅速準確。從機電一體化發展方向對機電接口技術的要求來看,機電接口技術的研究與發展已經成為必然,同時,機電接口技術的研究與發展也必然對機電一體化技術的發展起促進作用。
4結論
機電一體化系統是機械系統不斷融合各種新技術、新知識發展起來的。因此,從機械技術發展起來的機電一體化技術的復雜性和多學科性就決定了此技術的研究重點是各種技術在機械技術上的融合與創新。機電接口技術是研究機電一體化系統中的接口問題,使系統中信息和能量的傳遞和轉換更加順暢,使系統各部分有機的結合在一起,形成完整的系統。機電接口技術是在機電一體化技術的基礎上發展起來的,隨著機電一體化技術的發展而變得越來越重要。同時機電接口技術的研究也必然促進機電一體化的發展,促進機電一體化系統理論的發展。
參考文獻:
[1]李運華等.機電控制.北京:北京航空航天大學出版社,2008.
【關鍵詞】 機電一體化技術 應用 發展
一、機電一體化技術的概述
機電一體化技術是機械技術與微電子技術、信息技術互相滲透的產物,是機電工業發展的必然趨勢,其主要包括:(1)機械本體技術。現代機械產品一般都是以鋼鐵材料為主,為了減輕質量除了在結構上加以改進,應考慮利用非金屬復合材料。只有機械本體減輕了重量,才有可能實現驅動系統的小型化,進而在控制方面改善快速響應特性,減少能量消耗,提高效率。(2)傳感技術。傳感技術主要表現在提高可靠性、靈敏度和精確度方面。為了避免電干擾,目前有采用光纖電纜傳感器的趨勢。對外部信息傳感器來說,目前主要發展非接觸型檢測技術。(3)信息處理技術。機電一體化與微電子學的顯著進步、信息處理設備的普及應用緊密相連。為進一步發展機電一體化,必須提高信息處理設備的可靠性,包括模/數轉換設備的可靠性和分時處理的輸入輸出的可靠性,進而提高處理速度,并解決抗干擾及標準化問題。
二、機電一體化技術的應用分析
1、機電一體化技術在計算機集成制造系統(CIMS)領域中的應用分析。CIMS的組成并非分散的子系統組合,而是由全局的經過實踐積累的最優系統綜合。加強了原有的各部門溝通,圍繞制造,控制“物流”和“信息流”,將經營策劃、產品研發、制造準備、實驗測試、經營管理進行更好的結合。當集成度越高,就越能夠使各個生產要素間的配置更加合理,使得生產要素的潛力得到更大程度地體現。
2、機電一體化技術在數控機床領域中的應用分析。數控機床及相應的數控技術無論在結構、功能、操作還是控制精度上的難度都有顯著提高。其中總線式、模塊化、緊湊型的結構最具有代表性,這種結構應用多個CPU、多個主總線,結構復雜。此外還有開放性設計,這種設計使硬件體系和功能模塊具有層次性和兼容性,可以大大提高用戶的使用效益。WOP技術和智能化。根據車間實際作業狀況,可以通過系統完成編程。同時可以仿真加工過程,并實現在線診斷控制、模糊診斷等智能系統。隨著一體化技術的成熟,如大容量存儲器的出現和軟件的模塊化設置,使數控功能極大豐富,同時使得+0+系統的控制功能也加強了。全方位滿足技術要求,比如只有一臺機床的情況下,也可以順利完成多個加工要求,并實現刀具使用檢測、物料流通、機械手等的集成,統一到系統中。在系統中,分出多級網絡,這樣實現了構成復雜加工系統的作業能力。這種數控裝置以單板、單片機作為控制中心,并由專用芯片及模板組成。
3、機電一體化技術在柔性制造系統(FMS)領域中的應用分析。計算機化的制造系統被稱作柔性制造系統,包括計算機、數控機床、機械手、料盤、搬運車輛和自動化倉庫等。可以依照生產要求,及時、準確地進行生產,這種靈活的生產方式可應用于多品種、中小批量、設計更改頻繁的離散零件的批量生產。
三、機電一體化技術的發展
1、機電一體化技術將更高效與小型。隨著人們要求逐漸提升,對運用機電一體化技術之后的效率也會拓展,現階段最普遍的新要求是小體積和高效率,而且也是機電一體化技術最主要的發展方向。(1)高效率趨勢方面。根據人們對機電一體化技術的要求,機電一體化技術的水平會進行提升,高水平的機電一體化技術運用到相應方面,可以使具體的設備更準確運行,從而運用的效率會大程度提升;(2)小型趨勢方面,因為電腦的體積正在逐漸減小,而且想要提升工作的效率,p小體積也是其中一個重要的要求,機電一體化技術與計算機相應技術進行結合,學習小型計算機、納米計算機等的方法,使機電一體化技術可以實現自身設備和生產小體積設備的需要。
2、機電一體化技術將大幅度提升自動化程度并不斷完備體系。一方面,機電一體化技術發展在實現上述趨勢的同時,也會實現自動操作程度提升,因為機電一體化技術主要的目的就是進行自動操作,避免出現紕漏的同時,提升工作的效率,但是因為現在機電一體化技術的水平還不高,隨著機電一體化技術的發展,人們會更加注重運用機電一體化技術,所以其未來的趨勢從現在的發展來推算,應用的范圍將擴展,而擴展的原因就是自動操作程度提升,那么在短時間內機電一體化技術只能實現人來編輯基本的程序,然后按開始鍵才能操作,自動操作的目標是電腦可以不需要人多次編輯程序代碼,完全自動操作,研究人員正在針對這個方面進行研究;另一方面,機電一體化技術的自動操作程度提升之后,體系也會更加完備,從現在對機電一體化技術的研究情況來看,未來機電一體化技術將具有一致標準,并且將具有基本的程序,人們隨意進行組合,靈活性更明顯。
3、機電一體化技術將實現保護環境的效果。當前環境問題已經非常嚴重,各個國家都在為恢復當前被破壞的環境并繼續保護環境進行思考。想要保護環境,自然需要對各個環節都進行改變,對機電一體化技術來說,提升技術的水平,縮短制作產品的時間,一是可以節約消耗電量的數量,在保證收益的前提下,節約資源,二是機電一體化技術的提升保證了制作設備的性能,設備在運轉的時候,也會高效率、低消耗,在運轉的過程中,不損耗過多的能量,不會大程度振動,而且不會排出有害物質,這方面的發展趨勢,需要工作人員對自己的能力予以提升,把握機電一體化技術發展的新情況,制作完備的系統,使制作的所有成品都可以被回收利用。
結束語
目前機電一體化已經形成了系統化的技術,其在不同領域的應用也相對比較廣泛,因此,相關建設單位要加強對于機電一體化技術的研究,將其發展成集智能化,微型化以及綠色化等集一身的技術,從而促進經濟發展。
【參考文獻】
[1] 姜新嘉.淺析機電一體化技術的應用及發展趨勢[J].電子制作,2013(08).
關鍵詞:機電一體化現狀發展趨勢
隨著電子技術、機械技術、計算機技術的發展,出現了機電一體化這門發展迅猛的新技術。微電子技術以及大規模集成電路的發展又給機電一體化帶來新的生機。隨著科學技術的不斷發展,機電一體化技術還將被賦予新的內容。
一、機電一體化的概念
機電一體化是指在機構主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術,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,其基本特征可概括為:機電一體化是從系統的觀點出發,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化組織結構目標,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,并使整個系統最優化的系統工程技術。
二、機電一體化技術的現狀
歐美等發達國家對機電一體化技術研究較早。但在初期,由于電子技術發展的局限,機電一體化技術發展緩慢。隨著計算機技術、控制技術、通信技術的不斷進步和大規模集成電路和微型計算機的迅猛發展,機電一體化技術有了充分的基礎,得到了極大發展。到20世紀90年代以后,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;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新的廣闊天地。這些研究,將促使機電一體化進一步建立完整的理論基礎,逐漸形成完善的科學體系。
我國大約從20世紀80年代初開始在機電一體化方面進行研究和應用, 國務院成立了機電一體化領導小組并將該技術列為“863計劃”。在制定發展規劃和發展綱要時充分考慮了國際上關于機電一體化技術的發展動向和由此可能帶來的影響,許多大專院校、研究機構及一些大中型企業對這一技術的發展及應用做了大量的工作,并取得了可喜的成果:人工神經網絡、專家系統等研究成果不斷應用到機電一體化技術上來,數控技術、機器人和計算機集成制造系統等方面也取得了長足的進展。但是我們也清醒地看到,與日本、歐美等先進國家相比我國的機電一體化技術仍有相當差距。
三、機電一體化技術的發展趨勢
機電一體化是機械、微電子、控制、計算機、信息處理等多學科的交叉融合,其發展進步有賴于相關技術的進步。縱觀國內外機電一體化技術的發展動向,其發展的方向主要有智能化、模塊化、網絡化、微型化、人性化、綠色化。
1、 智能化
賦予機電―體化產品以某種程度的智能是機電一體化永恒的追求,智能化是機電一體化技術與傳統機械自動化技術的主要區別之一,也是21世紀機電一體化技術發展的主要方向。機電一體化產品智能化的途徑多種多樣,包括模糊邏輯控制技術、專家系統技術、人工神經網絡系統、智能工程等。
2、 模塊化
和其他的技術發展類似,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接口的機電一體化產品單元是一項十分復雜但很重要的事。有了標準接口的單元,產品的兼容性大大提高,而且開發新產品的周期也會更短,這對于機電一體化企業來說是發展的必然。
3、 網絡化
20世紀90年代,計算機技術的突出成就是網絡技術。網絡的普及使得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,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展。
4、 微型化
微型化是機電一體化向微觀領域發展的趨勢。微型化是精細加工技術發展的必然,也是提高效率的需要。自1986年美國斯坦福大學研制出第一個醫用微探針,1988年美國加州大學Berkeley分校研制出第一個微電機以來,國內外在MEMs工藝、材料以及微觀機理研究方面取得了很大進展,開發出各種MEMs器件和系統,如各種微型傳感器(壓力傳感器、微加速度計、微觸覺傳感器),各種微構件(微膜、微粱、微探針、微連桿、微齒輪、微彈簧以及微機器人等)。
5、 人性化
機電一體化產品的最終使用對象是人,如何給產品賦予人的智能、情感和人性,使產品和人之間的關系更加和諧顯得愈來愈重要,機電一體化產品除了完善的性能外,還要求在色彩、造型等方面與環境相協調,使用這些產品,對人來說還是一種藝術享受,這些都對未來的機電一體化產品提出了更高的要求。
6、 綠色化
科學技術的發展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、生態環境惡化的后果。機電一體化產品的綠色化主要是指在其設計、制造、使用和銷毀時都應符合環保和人類健康的要求,以求把對生態環境的危害降到最低。
四、結語
機電一體化作為高新技術的重要代表之一,是現代制造業的基礎和核心。發展以機電一體化為基礎的現代制造業將對傳統制造業的全面優化升級起到巨大的促進作用,同時也將對經濟的發展產生巨大的支撐、拉動和提升作用。在市場經濟條件下,立足技術創新和自主開發,機電一體化的發展前景必將越來越廣闊。
參考文獻:
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