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导语:在机电一体化未来的撰写旅程中,学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径,好期刊汇集了九篇优秀范文,愿这些内容能够启发您的创作灵感,引领您探索更多的创作可能。
目前,经过很多年的发展,机电一体化已经成为一门拥有完善体系的学科,并且随着时代的发展和技术的革新,机电一体化学科还会不断的更新内容。可以将机电一体化的基本特征进行概括,指的是将系统的观点作为出发点,将一系列先进的技术进行综合的运用,比如机械技术、微电子技术、自动控制技术、光学技术、电力电子技术、接口技术、计算机技术等等,对各个功能单元进行合理的配置,在将特定功能价值实现的基础上,保证具有较多的功能、较高的质量、可靠安全性更好以及耗能更低等特点,优化整个系统。通过应用机电一体化技术,让原来机械电气化的工业生产迈向了机电一体化的阶段。
1.机电一体化技术的应用
在现代机械制造业中的应用:传统的机械制造行业要想在激烈的市场竞争中获得优势,主要是依据一定的规模和经济基础,加大企业的规模,进行重复性和批量的生产来获得的,它强调最大限度的利用资源,在获得高质量和高效率的基础上,降低成产成本;从实质上来讲,传统的机械制造行业就是将原来的人力替换成机械,将人的技能替换成复杂的机械加工。而先进的机械制造业则将主导设置为信息,对生产模式进行创新和发展,采用具有技术较高的制造系统,对组织管理模式进行创新和发展,从而发展为全新的机械制造业,它有着很多的特征,比如网络化、虚拟化、智能化以及全球化等等。现代制造业充分的应用先进的科学技术,比如电子计算机技术等等,从而促进制造技术的不断发展;近些年来,随着科技的日新月异,又出现了更多的新兴技术,比如敏捷制造、柔性制造、并行工程和计算机数字控制技术等等。
在饮料行业中的应用:目前,应用最快、发展最快以及有着最大发展前景中,很重要的一项技术就是机电一体化。在饮料食品行业也逐渐的开始广泛应用机电一体化,比如包装机械开发、设计、以及制造等等。通过应用机电一体化技术,大大的提高了单机的自动化程度,并且可以自动化的控制整条包装生产线,生产能力的提高也代表着企业在激烈的市场竞争中获得了很大的优势。
在钢铁企业的应用:在计算机集成制造系统方面,钢铁企业的计算机集成制造系统主要是有效的连接人、生产经营、生产管理以及过程控制等等各个方面,保证可以一体化控制生产过程全局,包括原料进厂、生产加工以及产品发货等等。
在现场总线技术方面:现场总线技术实质上来讲,是一种数字式、双向以及多站通信链路,它可以有效的连接设置在现场的仪表和设置在控制室内的控制设备。将现行的信号传输技术替换成现场总线技术,可以在共同的通信媒体上让智能化现场仪表装置和更高一级的控制系统之间的控制系统双向传送更多的信息。
在交流传动技术方面:交流传动技术具有很多的优点,特别是随着数字技术的发展,已经实现了矢量控制技术的实用化,那么在未来,直流传动势必会被交流传动所替代。
2.机电一体化技术的发展趋势
目前,各个学科领域中都已经应用了光机电一体化技术,它作为一种新兴的学科,经过近些年的发展,已经逐渐成为了一种产业,并且人们也对此越来越重视。光机电一体化技术的未来发展趋势可以分为这些方面:
激光技术:激光技术具有较高的单色性,在精密测量的时候如果合理的应用高激光单色性,那么测量的精度和量程就会得到很大程度的提高;激光技术具有很高的方向性,这是因为激光技术在传输光能和传输控制指令的时候可以进行很长的距离,从而在激光通信、激光测距以及激光雷达和激光导航以及遥控方面实现更远的距离。激光技术具有很高的亮度性,如果将激光的高亮度特性充分的利用起来,那么中等亮度激光束的焦点附近就会有很高的温度,甚至会达到几千度和几万度,这样就可以充分的熔化和汽化照射点的物体;依据这一特性,在加工各种各样材料和产品的时候就可以有效的利用激光技术。激光技术还具有相干性,因为激光技术有着单一的频率,并且有着相同的相位方向,那么在激光通信、全息照相、激光印刷以及光学计算机的研制等方面就可以有效的应用,在实际的运用中,如果要想对激光辐射的特性进行改变,那么就可以有效的利用一些激光技术,因此,就有着更加广泛的应用范围。
传感检测技术:传感检测技术具有激光准直功能,因此它可以对平直度、平面度、平行度和垂直度等进行测量,在测量三维空间的基准时也可以有效的应用。传感检测技术有着激光测距功能,它有着很多的优点,比如有着较远的探测距离、较高的测距精度以及较强的抗干扰性,并且有着较小的体积和较轻的重量,但是,在一系列优点的背后,还存在着很多的问题,比如会在很大程度上受到天然因素的影响。在光纤探测器方面,可以将其应用在有着较小目标、间隔有限或者是比较危险的环境中。此外,还有着其他的一些技术,比如激光打孔、光化学沉积等技术。
激光快速成型技术:激光快速成型技术指的是对计算机技术进行充分应用,将复杂的三维物体转化为简单的二维层,然后将热塑性塑料粉末或胶粘衬底片材纸张烧结,那么零件的面层就有点和线来构造,最后逐层就成型了。采用激光快速成型技术可以缩短产品投放市场的时间,在汽车生产企业中如果合理的应用,那么就可以实现对市场适应能力提高的目的,在提高产品竞争能力方面也有着很大的作用。
光能驱动技术:如果对光致变性材料可以有效的组合和应用,那么就可以制作光致动器或者光机器人。目前,我国已经研制成功了光致动器,它主要是在形状记忆合金上照射光,然后不断的伸缩材料,将感温磁性体的温度特性给充分的发挥出来,从而有效的在衬底上吸附材料末端;再加上材料本身的伸缩特性和端部的吸附特性,然后不断的对光进行通断,就可以让动作符合相关的要求。
3.结语
随着时代的发展和社会经济的进步,特别是市场经济体制的确立和完善,市场竞争越来越激烈,各行各业要想在激烈的市场竞争中获得优势,就需要对传统的技术进行革新;机电一体化技术已经被广泛的应用于很多的行业中,并且经过实践证明,机电一体化技术对于提高产品的质量和工作的效率很有帮助,因此,就需要大力进行推广和发展。本文简要分析了机电一体化的应用,然后分析了机电一体化技术的发展趋势,希望可以提供一些有价值的参考意见。
【参考文献】
[1]孙素闪,李云涛,徐士峰.机电一体化技术的应用和未来发展[J].科技向导,2011,2(30):123-125.
关键词:智能 进程核心技术 发展 绿色 机电一体化 发展趋势
1 机电一体化概述
机电一体化就是将微电子技术引入机械的主功能、动力功能、控制功能、信息功能的研究,并且将机械设备和电子设备通过软件有机结合而构成的系统的总称。机电一体化的目的是在科学专业化和深度专业之间达到平衡和两者的集合,让系统工程以及解决问题方法出现突破。
“机电一体化”涵盖“技术”和“产品”两个方面。首先,机电一体化技术并非机械技术、微电子技术以及其它新技术机械的组合或拼凑,而是基于一定的技术研究,将机械、微电子元素有机整合而成的一种综合技术。它的发展进程有别于机械加电气所形成的机械电气化的发展过程。某些机械部件的原有功能可以通过机电一体化中的微电子装置代替,这种装置的应用在一定程度上丰富了机电系统功能,而且机电一体化产品的智能特征改善了机械性能。智能化是机电一体化与机械电气化的本质区别。
2 机电一体化的特点
2.1 具有综合性 从某种意义上讲,机电一体化技术可谓是一种跨学科的边缘科学,它将微电子、计算机等多门技术整合于机械主体构造中,使之形成一套一体化的系统。这套机电一体化系统综合了多门学科的技术优势,这些技术协调运作,彼此取长补短,使整个机电系统的性能得到最大发挥。可以说,机电一体化技术是具有综合性的高水平技术。
2.2 广而强的应用性 机电一体化的目的是基于机械的主体构造通过机电产品的开发,完善机电功能,实现过程控制。机电一体化是当前机械系统的一个主流发展趋势,它与机械系统能够有机融合,打破了行业的限制。智能化是机电一体化的主要特点,计算机技术的引入为智能化开辟了广阔的发展空间。
2.3 多层次的系统化 从本质上讲,机电一体化就是将计算机技术、智能技术等多项技术整合于主体机械,不断优化机械的主体功能,使其形成一套完整的系统。机电一体化注重各种技术(尤其是微电子技术与精密机械技术)的集成,强调主体结构的层次化和系统化。无论从单参数、单击控制到多参数、多级控制,还是从单件单品生产工艺到流畅、自动化的生产线,直至完成整个机电系统的设计,各个层次的开发和应用都会涉及智能化的机电一体化技术。
2.4 整体的最优化 基于系统工程的设计理念,将智能技术、计算机技术等多项技术有机整合,形成整体优势,以提高机电系统的主体性能,提高运行效率和附加值,同时达到节能降耗的目的,保护生态环境。比如,应用数控机床、柔性生产线、工业机器人和计算机管理等高端机电一体化系统后,企业就要及时更新观念,将机电一体化概念引入生产系统,不断优化生产流程,以压缩生产周期,满足不断增长的社会需求。
2.5 使用简易化 从产品开发来看,机电一体化技术主要包括技术原理和使机电一体化系统和产品得以实现。作为开发者,除了要具备扎实的理论基础,对于技术架构也要有丰富的积淀,要有创新精神。从用户角度来讲,无需深入学习机电一体化系统的技术原理,只要掌握机电系统的操作规程,能够确保系统操作正确、合规,在人机磨合的过程中形成协作关系即可。
2.6 提高了安全性 机电一体化系统的智能技术使系统具备自我保护功能,可以有效规避运行中的故障或风险,确保系统稳定、安全地运行。一些高端机电一体化系统已实现了全自动操作,而且被广泛应用在海底、高空等恶劣的作业环境中。
2.7 具有高可靠性、高稳定性和长寿命 机电一体化系统发生机械磨损的程度非常小,因而故障少,运行时稳定可靠,系统的服务年限比普通机电系统长。而且某些自诊断、自修复的机电一体化系统甚至可以实现“零故障”。
2.8 具有柔性 柔性是机电一体化系统的特点。根据需要的变化,用机电一体化技术无需改装系统就可以及时地对系统的结构和生产过程作必要的处理,从系统的观点出发,根据系统功能目标和优化组织结构目标,以智能、调整、修改,因此机电一体化技术是解决多品种、小批量生产的重要途径。
3 机电一体化的发展状况及现状分析
机电一体化的发展大体可以分为三个阶段:①20世纪60年代以前,利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能的初级发展阶段;②20世纪70~80年代以大规模、超大规模集成电路和微型计算机为代表的蓬勃发展阶段;③20世纪90年代后期,机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段。现阶段,光学、通信技术等领域正循着机电一体化的发展步伐大踏步迈进,微细加工技术开始在机电行业初露锋芒,光学、通信技术的融入使机电一体化由最初单一的模式逐步衍生出光机电一体化、微机电一体化等多个分支。另一方面,我国现阶段在光纤、人工智能和神经网络等技术领域发展较快,这对机电一体化技术的发展有一定的促进作用。在未来的技术研究领域,机电一体化将有望形成完整的基础科学体系。
4 机电一体化技术未来的发展
4.1 智能化 智能化是当前机电一体化技术领域的一个未来发展趋势。智能化是运用控制理论,将计算机科学、混沌动力学、模糊数学、人工智能、心理学、生理学以及运筹学等多个学科有机整合,智能模拟人类的逻辑思维、判断推理和自主决策等能力,以便得到更高的控制目标。按照目前人工智能技术的研究状况,未来时间将有可能发展高性能、高速的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或人的部分智能,这是人工智能技术研究的一个必然的发展趋势。
4.2 模块化 模块化是一项重要而艰巨的工程。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、电气接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元,需要针对各个研究项目制定不同的标准,各部件、单元或借口才能很好的完成配型。但是由于该技术领域存在利益纷争,当前国内外尚未形成一套统一的标准。但是模块化的生产理念已逐渐被机电生产领域认可,在未来的机电一体化研究领域,规模化将给机电一体化企业带来美好的前程。
4.3 网络化 网络技术在上世纪九十年代风靡全球,带动了科技研究、工业生产、政治、军事、教育等众多领域的技术研究或经济模式的革新。机电一体化产品的市场前景是广阔的,产品一经研发,配以网络技术辅助推广,必将在短时间内成为业界瞩目的焦点。基于网络技术的远程控制终端设备就属于机电一体化产品其中的一类。另外,现场总线和局域网技术在机电领域的应用,恰恰是机电一体化产品网络化发展趋势的最好印证。
4.4 微型化 微型化指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势,泛指几何尺寸不超过1cm3的机电一体化产品,并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小、耗能少、运动灵活,但其技术应用尚存在微机械技术这一发展瓶颈,在未来的发展进程中还有待进一步研究。
4.5 绿色化 绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的过程中,资源利用率大幅提高,有利于节约生产成本,而且健康环保,对生态环境的影响程度较小。无论是生产成本角度来考虑,还是从生态保护的角度来分析,机电一体化产品绿色化已是机电研究领域的必然趋势,具有广阔的开发前景。机电一体化产品的绿色化主要是指,使用时不污染生态环境,报废后能回收利用。
4.6 系统化 系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态,进行任意剪裁和组合,同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。另外,通信功能除了rs232外,还有rs485、dcs人格化。
5 结语
机电一体化的产生与迅速发展的根本原因在于社会的发展和科学技术的进步。系统工程、控制论和信息论是机电一体化的理论基础,也是机电一体化技术的方法论。微电子技术的发展,半导体大规模集成电路制造技术的进步,则为机电一体化技术奠定了物质基础。现代产品的机电一体化进入到实用阶段。机械工程及自动化专业人员掌握机电一体化技术与应用中的理论和方法对今后的工作是非常有用的。
参考文献:
[1]李建勇.机电一体化技术[M].北京:科学出版社,2004.
[2]赵再军.机电一体化概论[M].浙江大学出版社,2004.
[3]赵建民.国内外机电一体化发展概况[J].机电一体化,1996(05).
[4]石美峰.机电一体化技术的发展与思考[J].山西焦煤科技,2007(03).
关键词:机电一体化;创新;发展
中图分类号:TH122 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2013)08-0109-02
随着人类文明社会的进步,科学技术也越来越急速前进,而机电一体化也由最初简单的电子和机械相结合的产品变为现在的高科技、高性能产品。在机电一体化产品的进化过程中,先是与时俱进,由最初的简单机电一体化产品采用微处理器使得其得以在更多途径上运用,后来又因为有人研究出了光电元件,机电一体化便及时广泛运用到产品开发过程中,之后又随着计算机网络的发展而采用更加高科技的远程控制,使得产品性能得到改善。而后又随着现代化科技的发展,使得机电一体化产品的发展步伐不断的加快。近年来,机电一体化产品中的微电子机械系统的研究更是受到了广泛的重视。
机电一体化是机电一体化技术和产品的总称。其中,机电一体化技术是指机电一体化的相关研究、制作、发展并推出使用的工作;而产品则是包括了所有的机电一体化相关产品。
1 国外的机电一体化现状
1.1 制造技术
国外的机电一体化产品的制造技术一直很先进,具体的便是指在发展传统的机电一体化过程对机械电子、信息、能源还有各种材料以及管理技术等不断的吸收与采用,综合用于机电一体产品的研究与制造过程,使得机电一体化产品生产过程更加的优质、低耗、高效、灵活、清洁,以此来使得制造技术更加先进。
在20世纪70年代,机电一体化的产品制造过程中,采用了JIT(即“准时生产制”)来提高企业生产的整体工作效率,从而实现TQM(即“全面质量管理”)。这就是国外的先进制造技术的初始时期的状态,那时候国外已经出现了计算机的集成制造系统之类的观念,后来到了20世纪80年代的时候,大多数用户对机电一体化产品的价格、生产时间,特别是产品的质量的要求越来越苛刻,而企业管理人为了在这种市场竞争中稳固自己企业的地位,争先恐后的开始改造自己的生产设备,并且提高产品的设计、制造的技术,还加强了企业的组织与管理能力,使得自己的企业能在社会发展中有快速的应变能力。由于这种竞争的激烈,掀起了一股制造技术的新浪潮,从而相距的出现了多种先进的机电一体化产品制造技术。例如:柔性制造技术、计算机集成制造技术、计算机辅助技术、资源规划技术、制造加工设备等。后来到了20世纪90年代,信息流被利用到了机电一体化产品的生产过程中,这一种制造技术得到了许多企业管理人与学者的重视,使得这一技术的发展达到了空前的高度。并产生了一些:例如:VM、AM、RPM、CE之类的一些新技术。
而我国自20世纪70年代开始进行了CAD、CAM技术的主要研究工作,这些研究工作主要集中于我国的例如清华、浙大、华中理工等大学的相关研究。而我国目前业已经推出了国产的CAD、CAM的软件、硬件操作平台与操作系统。另外我国对于CIMS(即“计算机制造系统”)的相关的研究工作非常的重视,许多的高等院校过时专业的研究所都成立的有计算机制造系统的科研中心。
1.2 传感技术与自动化仪表技术
随着机电一体化的快速发展,使得仪器、仪表的发展步伐更加迅速。我们将微处理器也应用到了一起仪表中,使仪表的重量和体积都缩减了很多的同时,也使得结构设计的难度大大降低,更为突出的是在优化了仪器、仪表的同时还降低了这些产品的制作成本。因此,市面上又开始销售多种类型的以微处理器为核心的仪器仪表、传感器,例如生物传感器、集成光学传感器以及智能传感器等,其中生物传感器甚至具备了信息的采集、转换与传输等的一体化功能;智能传感器不仅仅具有存储、记忆、学习与控制的功能,更是随着科技步伐的发展而向着更加智能、微型以及多功能、无线、集成的方向迈进。
1.3 机器人的智能技术
对智能机器人的研究技术一直在进步,这项技术向着智能化、多机化、家庭化、模块化、微型化、极限化等的方向发展着。
2 机电一体化的创新
在这个用户至上的市场经济中,为了满足用户日益增长的需求而立于不败之地,企业要不断地研究开发新产品。因此,我们的机电一体化产品的相关研究工作与开发工作是需要我们去根据市场的需求来对产品的各种功能、性能、材质、解构以及外观等来进行开发与推出更加顺应市场需求的创新产品的。
用户接触到一个产品的时候,对产品的第一印象便是产品的外观,对于产品来说,外观如同面孔一样是非常重要的。一个产品有了令人赏心悦目的外观,便会在第一印象中另用户对其产生好奇心。因此,我们在对机电一体化产品的外观进行设计的时候,非常需要重点进行研究创新设计的。不仅要考虑产品的美观,更是要考虑产品的外观与功能相互融合使用,同时还要考虑兼顾操作时需要用到的接口,以及与本产品的操作方式的适应。
除了对机电一体化产品外观的创新,对于机电一体化产品的功能创新,也是机电一体化能在众多竞争者中脱颖而出的硬件配备。机电一体化的功能是由两种含义组成的。第一种含义是指在对于现有的机电一体化产品的功能进行更加完善的改进与创新,从而使得产品更为符合消费者的要求与使用需求,而第二种含义则是指企业根据社会的需求来创新研发出新的具有更多功能的机电一体化产品。其中第一种含义的创新仅仅是根据原有的机电一体化产品的功能进行更新或者是升级,并不需要耗费太大的人力、物力,几乎是没有任何风险的创新工作。而第二种含义的创新由于是研发新产品,不仅需要投入大量的资金、技术、人力以及时间,更是具有极大风险的创新工作。但是,一个企业想要保持具有活力并且稳定持续的发展,就一定需要不断的研发出具有最新功能的新产品来满足用户的需求,这样才能在众多竞争者中脱颖而出,稳固的生存发展下去。
机电一体化产品的结构也是需要不断创新的,无论是产品设计的改进还是创新,都需要注重结构的创新性设计的。机电一体化的机构包括机械的结构、机械动力的相关配置、以及产品与周边设备的接口形式等。
另外,对于机电一体化产品的材料,我们也是需要对其进行创新的。机电一体化产品的材料的创新是包括了两个方面的。一是指用来研制或是开发机电一体化新产品的新型材料,例如:金属基复合材料、新的金属化合物、智能材料以及纳米材料等的新材料的应用。二是指对于机电一体化新产品的研制工作中,选用重量更轻、体积更小以及能令产品的刚度、强度都更高,或是耐腐蚀、耐高温以及耐磨、抗震等的新材料。
机电一体化产品的人格化不仅包括了赋予产品以人的智慧与情感,使其更符合人们的使用需求,如家庭用的机器人等机电一体化产品。还包括了机电一体化产品的研制过程中,使其模仿自然界生物的机体性能,从而研发出有多种用途的产品,其实据统计,现有的大多数机电一体化产品都是受到动物的特殊功能来研发出来的。
不仅如此,对于机电一体化产品的传感、控制等技术的研制都是需要更加创新。
3 提高我国机电一体化的发展水平
近年来我国的研发部门一直在想方设法的提高我国机电一体化产品的发展水平,使其跟得上世界的潮流。而提高我国的机电一体化产品的质量水平的研究工作,就需要我国的相关研发部门共同来探讨了。
3.1 对机电一体化基础学科的研究工作
机电一体化不仅仅是对机械与电子相关学科进行研究,由于机电一体化产品随着科技的发展越来越与多门学科综合与交叉,因此需要有大量的基础理论和相关的专业基础发展对机电一体化影响非常重大,因为机电一体化的发展是依赖于许多学科的进步而进步的。所以,若是我们想要赶上甚至是超越世界发达国家的机电一体化发展水平,就一定要加强对机电一体化设计有关领域进行研究、开发工作,这样才能用最新的最专业的原理和理论知识来带动我国机电一体化技术研发工作的突破。
3.2 对专业人才的培养工作
在这个人才涌动的21世纪中,许多专业人才都为了有更加发达的研发设备和更加优秀的生活环境而涌向发达国家,使得发展中国家的人才流失相当严重,机电一体化的研发工作更是越来越落后。若想要实现提高机电一体化的发展水平,我国最需要注重的问题便是如何培养并留住人才。因此,我国在对未来人才的教育过程中,要对于学生的机械设计的专业理论、电子控制的基础理论着重的进行培养,并且要培养学生有关机电一体化研究工作中必须必备的专业能力。对于不同层次的人才也要培养其在不同层次的工作岗位的工作能力,并且需要以更好的报酬、生活保障来留住人才来为我国工作。
4 结 语
我们在机电一体化创新发展工作中,一定要掌握现在拥有的产品与技术,并且着眼于未来,用心考虑未来人们的需求以及未来市场的发展方向,从而用心钻研机电一体化产品的创新工作,创造出更多满足于未来世界的机电一体化新产品,从而在竞争激烈的经济全球化市场中脱颖而出,占有牢固的一席之地。
参考文献:
[1] 江凌云.机电一体化技术的发展趋势[J].商情(科学教育家),2008,(4).
[2] 潘广均.机电一体化技术发展状况及其趋势[J].民营科技,2008,(3).
关键词:机电一体化;应用;发展趋势
中图分类号:TH-39 文献标识码: A
机电一体化是社会生产力发展的产物,也是多门学科交织发展的成果。随着科学技术的快速发展,机电一体化在发展过程中,将会融入越来越多的高科技,从而推动技术的进一步发展。在对机电一体化的应用进行分析,对其发展状态要进行细致的分析,发现其发展过程中存在的问题。在今后的工作中,对机电一体化存在的问题进行进一步的研究和采取措施进行解决。使机电一体化更好更快的发展,从而提高其技术含量,在各个领域中作出更大的贡献。
1、机电一体化的概述
机电一体化技术是将机械技术、电工电子技术、微电子技术、信息传感器技术、接口技术、信号变换技术等多种技术融合而成,是一种实用性很强的综合技术[1]。机电一体化是一种全新的综合技术,不是将若干种新技术随意组合与拼凑出来的技术。机电一体化主要有两个方面:技术和产品。机电一体化的产品的特征之一是具有非常强的智能化。当前很多的自动化生产设备都离不开机电一体化,传统的机械生产的竞争优势主要来依靠企业的发展规模、生产量以及调整产业结构实现的,它加强资源的利用率,通过降低成本提高产量和效率以提高经济效益。以机器代替人力,从而转变生产方式,提高经济效益。
现代先进的机械制造业主要以信息为导向,采用先进的生产模式、制造系统、制造技术以及先进的现代管理模式。其主要特征是全球化、网络化、虚拟化、智能化等[2]。现代制造业的发展,将现代先进的科学技术融入其中,充分利用当前发展迅猛的信息技术,从而进一步提高制造业的发展水平。
2、机电一体化的应用
2.1数控机床
我国的数控机床数量位于世界之首,其生产量飞速增长,位居世界第三。一个国家机床技术的水平主要在于其数控机床技术水平的高低。当前,我国生产的数控机床在国内市场占有31%的份额,其余部分主要被国外产品所占据,我国的高端数控机床主要依赖于进口。通过多年的不懈努力,当前我国的数控机床一体化技术已趋于成熟,但整体实力及水平与国外相比,仍处于劣势。我国的数控机床在未来的发展中,加强检测道具破损、物料搬运以及机械手动控制,从而提高数控机床的利用效率[3]。
2.2自动生产线
自动生产线也是机电一体化技术的重要发展方面。当前我国的国民经济发展过程中,各种自动化生产线和设备运用于生产中。各类饮料食品的生产均运用自动化生产线和设备,生产量得到极大的提高。电子技术和传感技术也应用自动生产线,例如可编程序的控制装置、人机界面系统等,均应用机电一体化技术。
2.3机器人
机电一体化技术应用的一个重要成果是机器人。机器人的发明是二十世纪科技发展的结果。一个国家的综合技术水平,可以根据这个国家机器人的建设以及发展的水平得出答案。在当前的生产发展中,机器人在许多工业领域得到运用,对我国的军事、医疗等各类服务事业发展起到重要作用。随着科学技术的快速发展,机器人及其相关技术影响着人们的生活和工作。机器人的技术融合许多方面的技术,其中包括自动控制、电子计算机、微电子、人工技能、通讯等方面的技术,这些技术融合。机器人可以运用于很多领域之中,完成很多繁杂的工作,提高工作效率和效益,为社会的发展作出重要的贡献。
3、机电一体化发展的趋势
3.1引入光学技术
普通的机电一体化系统主要由传感、能源、信息处理系统以及机械结构等相关不见构成。随着科技的发展,光学技术逐渐引入于机电一体化系统之中。引入光学技术的机电一体化系统的传感、动力、信息处理等系统得到进一步的改进,未来机电产品朝着光机电一体化而发展。
3.2自律分配系统
未来的机电一体化产品,控制系统和执行系统更加的灵活和方便,更够快速的处理突发事件,被称为“自律分配系统”。在此系统之中的各个系统,均能互相独立进行工作,分支系统服务与总系统,并拥有其“自律性”。可以根据具体的情况,作出相应的反应。其特点在于,系统可以根据环境的变化生成属于自己的有关信息,在总的控制之下,改变自己的“行为”。这样的处理方式,使系统更加的灵活,能够快速的适用环境,从而提高工作效率。
3.3智能化
随着机电产品的“全息”功能越来越强,其只智能化水平逐渐提高。模糊、信息技术以及软件、芯片技术的快速发展,推动了机电产品的发展。其内部系统从最初的上下结构已经变成一个复杂的结构,从而使其愈加智能化。
3.4环保化
人类的发展必须以保护环境为前提,环保化,是高科技发展的的根本也是最终追求。随着社会的快速发展,所消耗的资源越来越多,在这样的发展情况之下,如何进行资源回收再利用,提高资源的利用率,减轻环境污染,是今后生产发展需要重视的课题。因此,要求在运用机械设备进行生产的各个环节,都要将环保因素纳入其中。机电一体化技术朝着环保化发展,有利于社会可持续发展。
3.5网络化
随着信息技术的快速发展,机电一体化技术与网络进行良好的融合,从而进一步提高其技术含量。随着网络时代的带来,人们的生产和生活发生了很大的变化,生产、教育、科技、军事等均因为运用网络而进一步发展。远程监控技术的终端设备是以机电一体化技术为基础的设备,而当前远程监控技术的发展积极引入网络技术。因此,机电一体化技术想要与时俱进,进一步提高其竞争、创新力,需要引入网络,促进资源共享,提高其科技含量。
结束语
机电一体化技术的快速发展是社会发展到一定阶段得出的产物,进一步运用于社会各行业的发展之中,创造更多的经济效益,不断的推进社会的发展。在发展机电一体化技术的过程中,要注意将更过的先进技术融入其中,提高其技术含量。在发展的同时,要注意其环保性,将环保元素融入其中,从而和谐可持续发展。
参考文献
[1]郭广超. 机电一体化技术的应用及发展趋势探讨[J]. 电子世界,2014,06:196.
关键词:机电一体化;采矿工作;煤矿企业
煤炭开采技术直接影响煤矿矿井的产能释放,随着煤矿开采地域的不断扩大和延伸,以及采煤机械的更新换代,传统采煤工艺已经不能满足国家发展对能源的需求,现代综合采煤工艺的发展进步必须通过不断创新才能跟上时代步伐,因此机电一体化技术在煤矿行业的应用越来越重要。
1.机电一体化的基本概念及其构成要素
1.1 机电一体化的内涵
机电一体化是最近几年新出现的自动化技术,并且很快得到了高速发展,成为许多行业技术改造的重点方向。所谓机电一体化,是指融合了电子信息、机械设备、电脑软件等多门学科技术为一体的综合技术,它综合了不同学科知识和技术特点,将它们有机的整合在一起,形成了一门独具特色而又具备广阔发展潜力的技术应用方案,能够有效提升工业生产效益和效率。
1.2 机电一体化技术的特点
(1)安全性高。机电一体化技术具备十分强大的应用功能,能够实现自动监控、实时数据传输、紧急预警以及自我更新和恢复等智能化操作,对于在生产过程中出现的任何意外情况,例如电路短路、工作负荷过大、电机失灵等问题,都能够及时检测并报警,可以有效防范事故风险的发生,不断提高生产安全性和稳定性,保证良好的安全生产环境,提供企业的综合生产效益;
(2)实操性强。机电一体化技术所采用的各种设备具有高智能化特点,大大降低了人工操作的工作量,使得操作过程更加简单和规范,避免了由于人工操作带来的各种失误,显著提高了生产过程中的安全性和稳定性。
(3)实用性大。与机电一体化技术相配套的各种设备和仪器,都具有较高的自动化水平和智能化程度,能够有效提高日常保养和故障检修工作性能,可以通过提高相关配套仪器和设备的自动化程度来加强整个一体化生产系统的自动化水平,降低人为因素对生产设备操作的不利影响,从而不断提高生产操作的规范化水准,保证更高水平的工作质量和效率,提高企业的总投入产出比。
2.机电一体化的核心技术构成
2.1 机械本体技术
要改善和提高机械设备的总体工作效率,必须从三方面来努力:自身重量、加工精度和产出量。当前,机械加工对象都是各种金属材料,降低加工自身的设备重量,可以有效提升机械加工效率,一般考虑利用非金属材料配件来置换不重要的金属部件。通过降低加工机械设备自重,可以提高加工设备小型化水平,不断提高加工设备的工作反应速度,降低能耗,提高加工效益。
2.2 信息处理技术
机电一体化与信息技术的融合程度正在不断深入和加深。为了提高机电一体化的应用水平和生产力,可以通过信息化改造来实现。利用信息科技提高工业生产综合效益,是未来工业技术发展的主要方向之一。
2.3 信息传感技术
机电一体化的传感技术主要是因为它可以通过光纤和电缆传感器能够提高其传感器的安全性以及可靠性,在采矿应用过程中具有很高的安全性能,对防止电磁干扰具有很大的抵抗功能。
3.机电一体化技术在煤矿中的应用
3.1机电一体化技术在采煤机的应用
机电一体化技术在煤矿行业最典型的应用在于电牵引采煤机设备的开发和推广,这种机电一体化采煤机相比大多数电牵引采煤机具有多种特点和优势:第一,电牵引采煤机最主要的特征就是它具有良好的牵引特性,电牵引采煤机在前进过程中可以不断地提供牵引力;第二,电牵引采煤机能够保证在采煤系统下滑作业时进行发电制动,其轴端装有停机时防止机器下滑的制动器,因此非常适用于大倾角煤层的开采,尤其适用于50°±10°倾角范围的煤层,并且不需要其它防滑装置;第三,电牵引采煤机易损原件少,除了电动机的电刷和整流子容易磨损意外,再无其它易损元件,因此具有维修量小、运行可靠、寿命长、效率高等优点。
3.2机电一体化技术在提升机的应用
矿井提升机是目前煤矿机电一体化、自动化水平最高的设备,典型产品为全数字化交直流提升机,其中以内装式提升机最具代表性,该设备在结构上采用合二为一的驱动和滚筒装置,大大简化了机械结构,充分体现了机械、电子、计算机以及自动化技术的有机结合。
3.3机电一体化技术在皮带机的应用
我国煤矿井下输送系统的主要运输设备是皮带机,它能够满足长距离连续输送,并且皮带机具有输送量大、运行可靠、效率高和易于实现自动化等优点。目前主要采用机、电、液一体化的CST可控软启动装置,我国煤矿皮带机一般采用3点驱动技术,并且需要相应地限制输送机的单机长度和运量,该项技术与世界发达国家相比存在着一定的差距。
4.煤矿机电一体化技术的发展趋势
煤矿机电一体化是随着机电一体化的发展而发展的,它与机电一体化的发展是统一的,同步进行的。煤矿机电一体化未来发展趋势如下:第一,煤矿机电设备更加智能化,智能化系统是21世纪才开始流行起来的新兴技术,其使用范围和完善水平都存在着明显缺陷,因此煤矿机电设备的智能化成为一个重要的研究方向;第二,煤矿机电设备更加微型化,微型化在煤矿机电一体化中的应用并不成熟,它伴随着微电子技术的兴起而发展;第三,煤矿机电设备更加系统化,煤矿企业机电一体化所包容的范围越来越广,所使用的技术范围也逐渐扩增,随着这些种类的繁多,就产生了一个关键的问题:如何能够使这些差异很大的技术有机的组合起来,以发挥更大作用。迄今为止,尚未有一个国家或企业能够很好地充分利用这些技术的优势,无法避免其缺陷,因此该项内容也成为今后发展的一个重要方向。
5.结论
总之,通过本文论述,我们在对机电一体化这项技术逐步了解的前提下,我们深知:对于如何使其在煤矿企业中得到落实和运用还需要很多工作要做,但无论如何,我们必须重视机电一体化在采矿中的作用,最大发挥其在行业中存在的潜在价值,在煤矿企业开采过程中尝试落实这些技术的应用,为提高煤矿企业生产效率创造良好条件。
参考文献:
关键词:机电一体化;核心技术;发展进程;发展趋势
中图分类号: TH-39 文献标识码: A 文章编号:
机电一体化技术是面向应用的跨学科技术,是机械、微电子、信息和控制技术等有机融合、相互渗透的结果。今天机电一体化技术发展飞速,机电一体化产品更日新月异。
一、机电一体化的核心技术
1.机械技术:是机电一体化的基础,机械技术的着眼点在于如何与机电一体化技术相适应,利用其高、新技术来更新概念,实现结构上、材料上、性能上变更,满足减小重量、缩小体积、提高精度、提高刚度及改善性能要求。
2.计算机与信息技术:其中信息交换、存取、运算、判断与决策、人工智能技术、专家系统技术、神经网络技术均属于计算机信息处理技术。
3.系统技术:即以整体概念组织应用各种相关技术,从全局角度和系统目标出发,将总体分解成相互关联的若干功能单元,接口技术是系统技术中一个重要方面,是实现系统各部分有机连接的保证。
4.自动控制技术:其范围很广,在控制理论指导下,进行系统设计,设计后的系统仿真,现场调试,控制技术包括如高精度定位控制、速度控制、自适应控制、自诊断校正、补偿、再现、检索等。
5.传感检测技术:是系统的感受器官,是实现自动控制、自动调节的关键环节。其功能越强,系统的自动化程序就越高。
6.伺服传动技术:包括电动、气动、液压等各种类型的传动装置,伺服系统是实现电信号到机械动作的转换装置与部件、对系统的动态性能、控制质量和功能有决定性的影响。
二、机电一体化的发展进程
1.数控机床问世:自从1952年美国第1台数控铣床问世至今已50个年头。我国数控机床制造业在80年代曾有过高速发展阶段,尤其是在1999年后,国家向国防工业及关键民用工业部门投入大量技改资金,使数控设备制造市场一派繁荣。
2.微电子技术的发展:我国的集成电路产业起步于1965年,经过30多年发展,已初步形成包括设计、制造、包装业共同发展的产业结构。
3.可编程序控制器(PLC)的应用于工业:上世纪60年代后期,美国汽车制造业开发一种Modular DigitalController(MODICON)取代继电控制盘。MODICON是世界上第一种投入商业生产的PLC.70年代是PLC崛起,并首先在汽车工业获得大量应用。80年代是它走向成熟,全面采用微电子及微处理器技术。90年代又开始了PLC的第三个发展时期。90年代后期进入了第四阶段。其特征是:在保留PLC功能的前提下,采用面向现场总线网络的体系结构,采用开放的通信接口,如以太网、高速串口;采用各种相关的国际工业标准和一系列的事实上的标准;从而使PLC和DCS这些原来处于不同硬件平台的系统,正随着计算技术、通信技术和编程技术的发展,趋向于建立同一硬件平台,运用同一个操作系统、同一个编程系统,执行不同的DCS和PLC功能。这就是真正意义上的EIC三电一体化。
4.激光技术、模糊技术、信息技术等新技术的出现:以激光技术为首的光电子技术是未来信息技术发展的关键技术,它集中了固体物理、波导光学、材料科学、微细加工和半导体科学技术的科研成就,成为电子技术与光子技术自然结合与扩展、具有强烈应用背景的新兴交叉学科,对于国家经济、科技和国防都具有重要的战略意义。
三、机电一体化向智能化迈进
20世纪90年代后期,各主要发达国家开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段。一方面,光学、通信技术等进入了机电一体化,微细加工技术也在机电一体化中崭露头角,出现了光机电一体化和微机电一体化等新支;另一方面,对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法,机电一体化的学科体系和发展趋势都进行了深入研究。同时,由于人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取得的巨大进步,为机电一体化技术开辟了发展的广阔天地,也为产业化发展提供了坚实的基础。未来机电一体化的主要发展方向有:
1.智能化:是21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向,是在控制理论的基础上,吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法,模拟人类智能,使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力,以求得到更高的控制目标。
2.网络化:20世纪90年代,计算机技术等的突出成就是网络技术。机电一体化新产品一旦研制出来,只要其功能独到,质量可靠,很快就会畅销全球。因此,机电一体化产品无疑将朝着网络化方向发展。
3.微型化:兴起于20世纪80年代末,指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。国外称其为微电子机械系统(MEMS),泛指几何尺寸不超过1立方厘米的机电一体化产品,并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小、耗能少、运动灵活,在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势。
4.绿色化:机电一体化产品的绿色化主要是指,使用时不污染生态环境,报废后能回收利用。绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中,符合特定的环境保护和人类健康的要求,对生态环境无害或危害极少,资源利用率极高。设计绿色的机电一体化产品,具有远大的发展前途。
5.系统化:其表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态,进行任意剪裁和组合,同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现特征之二是通信功能的大大加强,特别是“人格化”发展引人注目,即未来的机电一体化更加注重产品与人的关系。一是如何赋予机电一体化产品人的智能、情感、人性显得越来越重要,特别是对家用机器人,其高层境界就是人机一体化。另一层含义是模仿生物机理,研制各种机电一体化产品。
结束语:
当然,机电一体化的发展不是孤立的,与机电一体化相关的技术还有很多,并随着科学技术的发展,各种技术相互融合的趋势将越来越明显,机电一体化技术的发展与应用也将更加广阔。
参考文献:
关键词:机电一体化;技术应用;发展
中图分类号: F407 文献标识码: A
一、机电一体化技术的应用
1、数控机床
我国机床拥有量高居全球之首,2010年产值达1260亿元人民币,超过意大利排名世界第三。数控机床代表了一个国家机床生产的水平。目前,我国生产的数控机床约占国内市场份额的31%,其余从境外进口。时下我国中高端数控机床市场的绝大部分被境外产品占领,其中高端数控机床国内产品的市场占有率仅4%左右。经过多年发展,我国机床生产虽然取得了很大成绩,但就技术水平和整体实力而言,在世界上仅处于第二梯队的中前位置,美欧日排在第一梯队。数控机床具有一台机床同时完成多个独立加工任务或控制多台和多种机床的能力,并将刀具破损检测、物料搬运、机械手等控制都集成到系统中去。
2、自动机与自动生产线
在国民经济生产和生活中广泛使用的各种自动机械、自动生产线及各种自动化设备,是当前机电一体化技术应用的又一具体体现。如:2000-80000瓶小的啤酒自动生产线;18000-120000瓶/h的易拉罐灌装生产线;各种高速香烟生产线;各种印刷包装生产线;邮政信函自动分捡处理生产线;易拉罐自动生产线;FEBOPP型三层共挤双向拉伸聚丙烯薄膜生产线等等,这些自动机或生产线中广泛应用了现代电子技术与传感技术。如可编程序控制器,变频调速器,人机界面控制装置与光电控制系统等。
3、机器人
机器人是20世纪人类最伟大的发明之一。从某种意义上讲,一个国家机器人技术水平的高低反映了这个国家综合技术实力的高低。机器人已在工业领域得到了广泛的应用,而且正以惊人的速度不断向军事、医疗、服务、娱乐等非工业领域扩展。毋庸质疑,21世纪机器人技术必将得到更大的发展,成为各国必争的知识经济至高点。在计算机技术和人工智能科学发展的基础上,产生了具有感知、思维和行动功能的智能机器人,是机构学、自动控制、计算机、人工智能、微电子学、光学、通讯技术、传感技术、仿生学等多种学科和技术的综合成果。智能机器人可获取、处理和识别多种信息,自主地完成较为复杂的操作任务,比一般的工业机器人具有更大的灵活登、机动性和更广泛的应用领域。智能机器人作为新一代生产和服务工具,在制造领域和非制造领域具有更广泛、更重要的位置,如核工业、水下、空间、农业、工程机械(地上和地下)、建筑、医用、救灾、排验、军事、服务、娱乐等方面,可代替人完成各种工作。同时,智能机器人作为自动化、信息化的装置与设备,完全可以进人网络世界,发挥更多、更大的作用,这对人类开辟新的产业,提高生产水平与生活水平具有十分现实的意义。
4、汽车电子化产品
汽车上比较常用的一般有5种仪表和3种相应的传惑器,即电流表、机油压力表、水温表、燃油表、车速里程表等指示仪表和机油压力传感器、水温传感器和油量传感器。目前,电子化仪表已经取代机械式仪表。这是由于机械式仪表一旦出现故障将很难处理,而电子化仪表则不同。采用电子化仪表不仅可以改进驾驶员的目视性,还有助于汽车仪表的多样化。
5、在微型机电化中的应用
目前,通过半导体蚀刻技术,已经制造出亚微米级的机械元件,如果这一成果应用于实际产品时,那么就没有必要再区分什么是控制器、什么是机械部分了,这时就完全的实现机械和电子的“融合”,这样CPU、机体、传感器、执行机构就可以集成在一起,而且体积小,同时组成一种自律元件。这种微型机械学是机电一体化的一个重要的前进方向,更是机电一体化向微观领域和微型机器的发展趋势,在国外,人们称其为微电子机械系统,也指外观尺寸不超过1cm3的机电一体化产品,一并向微米级、纳米级发展,正因为微机电一体化产品耗能少、体积小、运动灵活,在军事、生物医疗、信息等方面占有很高的地位和很大的优势。
二、机电一体化我国的发展形势
1、智能化
在21世纪,机电一体化主要是朝着智能化的方向发展,这就需要机电设备具有一定程度的智能性能,它可以拥有一定的逻辑思维、判断识别以及自主决策的综合能力。例如:在数控机床设备上装设电子设备,从而实现人机对话的功能,添加智能机械产品生产工艺数据库与智能I/O接口,这将给机床在生产制造机械零件的加工、打磨与设备的维护等方面带来很大的便捷。近几年,伴随着人工智能技术的快速发展,出现一系列较实用的理论,如灰色理论、模糊控制、小波理论、神经网络等,这些理论将会对机电一体化技术迅速发展与广泛应用打下坚实的基础。
2、模块化
虽然国内对机电一体化的生产制定了相关的标准,但由于生产机电一体化的厂家较多,这就造成机电一体化的类型较多,因此研发具有统一的数据接口、机械接口、电气接口已经成为未来机电一体化标准模块化发展的主要方向。由于采用机电一体化标准模块化可以较快的研发出具有一定先进技术的产品,可以很大程度上扩大产品的生产规模,给机电一体化的发展创造美好的未来。例如:可以研发具有变频调速、集减速的动力驱动单元;具有逻辑、判断、决策等功能的电机一体控制单元等。这样在机电一体化新产品的研发过程中,可以根据这些机电一体化标准模块化单元较短时间内研发出新产品。
3、网络化
在20世纪90年代,我国计算机的发展较迅速,其中网络技术的发展比较突出。在网络技术的广泛应用下,一些产品基于网络技术发展下,逐渐研发出各种监视技术和远程控制设备。研究发现,远程控制设备的终端就是机电一体化产品,家用电器网络化基于局域网技术与现场总线逐渐成为现实,家用电器在家庭网络的连接下形成以计算机为控制中心的集成家用电器系统,这样就可以确保人们可以在自己的家里,就可以尽情的享受这些高技术带来的益处,因此,在未来的机电一体化产品需要朝着网络化方向发展。
4、微型化
微型化,主要指机电一体化产品应该向微观领域、微型化逐渐迈进的趋势。据相关数据显示,微型化是未来五十年精细加工技术不可缺少的关键技术,更是生产效率的决定因素。在近十几年的发展中,逐渐出现了各种微型机电一体化产品,如压力传感器、微触觉传感器、微膜、微探针等。
5、绿色化
在当今时期,由于经济发展已经到达一定的高度,而环境出现了严重的破损,严重影响国家的持续发展,因此,绿色化已经成为现如今的热门话题,也是机电一体化产品未来发展的新方向。在绿色产品的研发、生产、制造和销售过程中,要严格按照可持续发展的基本要求,减少对环境的危害。
6、人性化
任何产品均是为人们的生活、生产提供服务的,机电一体化产品也不例外,因此未来的机电一体化产品应该朝着人性化的方向发展,为人类的使用提供更加便捷、舒适的服务。同时,机电一体化除了完善的性能外,还需要在产品的外形、色彩等方面与外界环境保持一致。
结束语
机电一体化的出现不是孤立的,它是许多科学技术发展的结晶,是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。应当指出,机电一体化是机械理论与计算机和网络等信息理论的结合,是机械设计理论的发展,而不是取代。当然,与机电一体化相关的技术还有很多,并且随着科学技术的发展,各种技术相互融合的趋势将越来越明显,机电一体化技术的广阔发展前景也将越来越光明。
参考文献
[1]梁俊彦,李玉翔,林树忠.机电一体化技术的发展及应用[J].科技资讯,2007.
[2]张杨林.机电一体化技术进展及发展趋势[J].机械制造,2005.
关键词:机械加工;机床;机电一体化
机电一体化又称机械电子学,其主要是指利用计算机技术,信息技术,机械技术,电子技术,控制技术和光学技术实现智能化、模块化、网络化、微型化和系统化加工。机电一体化实现了加工技术、加工质量和加工精度的优化,对制造行业具有重大的贡献,也是我国经济飞速发展的主要技术支持之一。近几年随着机电一体化的逐渐发展,对传统机械加工机床的改造工作正在逐渐推广和普及。为进一步提升传统机械加工机床机电一体化改造效率和质量,对其实施改造分析具有重要的意义和价值。
1机电一体化改造优势
随着机电一体化的逐渐推广和普及,人们对传统机械加工机床机电一体化的改造出现了不同的声音,其中有支持也有反对的[1]。就该种现象及机电一体化改造进行优势分析发现其具有以下几种优势。第一,智能化优势。对传统机械加工机床实施机电一体化改造的过程中会利用计算机控制软件,实现软件更新,在保障机电系统的基础上实现智能化操作。在改造的过程中利用智能化软件实现人操作和组合,具有自行判断、自行筛选等基本逻辑功能,从而实现人类自动控制危险因素的实际操作。因此,对传统机械加工机床实施机电一体化具有优化其智能化的作用。第二,个性化优势。机电一体化智能化优势是传统机械加工基础改造的必然趋势[2]。近几年随着社会经济体制和经济结构的逐渐转变,企业和人们对事物个性化的需求逐渐增加,进一步提升了对机械加工的个性化需求。而机电一体化改造能够实现结合实际发展需求,满足消费者个性化加工。在产品生产的过程中其微控系统根据市场调研需求自主的对产品实施升级方案制定,以满足智能个性化产品优势。第三,高速化优势。机电一体化改造的过程中对机床的运转速度改造是其中关键的一环。利用微控系统实现机床主轴转速的提升,可以在传统机械加工机床转速的基础上提高2倍左右,明前的加快了加工的速度,为整个机床加工生产效益的优化奠定了基础[3]。此外,随着纳米技术的逐渐应用,纳米机床机电一体化改造更是实现了高效率、高精度的机械加工。因此,机电一体化改造具有其高速化发展优势。第四,绿色环保优势。机电一体化改造不仅能够在技术、效率、性能等上实现传统机械加工机床优化,在其绿色环保上能够降低材料和燃料的使用,从而利用高新技术手段降低对环境的污染。随着绿色能源的创新和发展,以绿色能源为基础的机电一体化机械加工机床必将成为机械加工机床改造优化的主流趋势。
2传统机械加工机床机电一体化改造注意点
针对实践工作中对传统机械加工机床机电一体化改造的工作经验,结合理论知识和内容,提出未来在传统机械机电一体化改造的过程中需要从以下几方面注意处理。第一,在改造稳定性上。对传统机械加工机床实施改造的过程中需要在现有机械设备的基础上进行改造。由于传统的机械加工机床的加工一般采用的是焊接的方式,且材料的使用上一般是坚固的铸造件。经过改造之后需要将其改变为高性能和高精确度的结构。因此,在改造的过程中需要从其铸造件的性能出发,注重改造的整体性,在不破坏设备本身结构的基础上,保障机械加工机床的整体稳定性。第二,在设备为维修操作山。对传统机械加工机床实施改造的过程中在其设备维修改造上为了进一步实现机电一体化操作,也会对其维修性能实施改造,为改造后机电一体化机械加工机床的日常使用和维护提供保障。因此,在其维修改造的过程中必须对其维修周期和故障诊断性能实施计算机信息处理和逻辑程序编制,以保障设备维修操作的安全性和高效性[4]。第三,在技术运行改造上。在实施技术运行改造的过程中必须按照技术该噶发展方向速度对其进行改造,采用循序渐进的技术改造方案,从而保障实时提高设备自动化的效率和水平。在不断提升传统机械加工机床设备档次的基础上完成技术运行改造。尤其注意的是不能采用激进的方式进行技术运行改造,这样容易形成技术壁垒和技术脱档。第四,在工作效率和质量改造上。针对传统机械加工机床的工作效率和工作质量改造是在设备技术改造的基础上实现的。因此,在其改造的过程中需要从精度、专业、生产三方面完成整体工作效率和工作质量改进,这样才能够保障传统机械加工机床在实现机电一体化的基础上,充分的发挥机电一体化工作效率和工作质量的提升。第五,在改造成本上。针对改造成本实施成本控制也是传统机械加工机床机电一体化改造中需要注意的一点,可以采用分环节成本控制和材料成本控制的方式实现改造成本控制,在保障改造效率的前提下节约改造经费,降低企业成本,从未有效的提高机电一体化机械加工机床的市场竞争力。
3总结
通过本文中对传统机械加工机床机电一体化改造的优势分析们能够看出,机械加工机电一体化是未来我国机械加工技术的发展的必然趋势。未来我国在传统机械加工机床机电一体化改造的过程中需要对其改造稳定性、设备维修操作、技术运行、工作效率和质量、改造成本等方面对其进行优化,从而实现智能化、高效率、高质量、高性能的改造,以促进我国机械加工行业的整体发展,为我国经济建设奠定基础。
作者:李杰 单位:秦皇岛优益重工科技有限公司
参考文献:
[1]任敬卫.关于传统机械加工机床机电一体化改造的探析[J].时代教育,2016,19(01):199.
[2]赵占军.浅析传统机械加工机床机电一体化改造[J].通讯世界,2015,03(03):230-231.
关键词:机电一体化 概要 趋势
随着科学技术日新月异的发展,不同学科的知识相互渗透交融,促进了工程领域内的技术的革新,特别是机电一体化技术的发展,确立了机械工业未来的发展方向。本文主要对机电一体化技术进行了基本的概述,同时简述了国内外机电一体化技术的发展概况,进一步分析了机电一体化技术的发展趋势。
一、机电一体化概要
机电一体化发展至今也已成为一门有着自身体系的新型学科,随着科学技术的不断发展,还将被赋予新的内容。基本特征可概括为:机电一体化是从系统的观点出发,综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术、电力电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术,根据系统功能目标和优化组织目标,合理配置与布局各功能单元,在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值,并使整个系统最优化的系统工程技术。由此而产生的功能系统,则成为一个机电一体化系统或机电一体化产品。因此,“机电一体化”涵盖“技术”和“产品”两个方面。只是,机电一体化技术是基于上述群体技术有机融合的一种综合技术,而不是机械技术、微电子技术以及其它新技术的简单组合、拼凑。这是机电一体化与机械加电气所形成的机械电气化在概念上的根本区别。机械工程技术有纯技术发展到机械电气化,仍属传统机械,其主要功能依然是代替和放大的体力。但是发展到机电一体化后,其中的微电子装置除可取代某些机械部件的原有功能外,还能赋予许多新的功能,如自动检测、自动处理信息、自动显示记录、自动调节与控制自动诊断与保护等。即机电一体化产品不仅是人的手与肢体的延伸,还是人的感官与头脑的眼神,具有智能化的特征是机电一体化与机械电气化在功能上的本质区别。
二、机电一体化的发展趋势
机电一体化是集机械、电子、光学、控制、计算机、信息等多学科的交叉综合,它的发展和进步依赖并促进相关技术的发展和进步。因此,机电一体化的主要发展方向如下:
1 智能化
智能化是21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向。人工智能在机电一体化建设的研究日益获得重视,机器人与数控机床的智能化就是重要应用。这里所说的“智能化”是对机器行为的描述,是在控制理论的基础上,吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法,模拟人类智能,使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力,以求得到更高的控制目标。诚然,使机电一体化产品具有与人完全相同的智能,是不可能的,也是不必要的。但是,高性能、高速的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或人的部分智能,则是完全可能而又必要的。
2 模块化
模块化是一项重要而艰巨的工程。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、电气接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又是非常重要的事。如研制集减速、智能调速、电机于一体的动力单元,具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元,以及各种能完成典型操作的机械装置。这样,可利用标准单元迅速开发出新产品,同时也可以扩大生产规模这需要制定各项标准,以便各部件、单元的匹配和接口。由于利益冲突,近期很难制定国际或国内这方面的标准,但可以通过组建一些大企业逐渐形成。显然,从电气产品的标准化、系列化带来的好处可以肯定,无论是对生产标准机电一体化单元的企业还是对生产机电一体化产品的企业,规模化将给机电一体化企业带来美好的前程。
3 网络化
20世纪90年代,计算机技术等的突出成就是网络技术。网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产、政治、军事、教育、日常生活都带来了巨大的变革。各种网络将全球经济、生产连成一片,企业间的竞争也将全球化。机电一体化新产品一旦研制出来,只要其功能独到,质量可靠,很快就会畅销全球。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。因此,机电一体化产品无疑朝着网络化方向发展。
4 微型精密化
随着纳米技术的不断深入发展,机电一体化技术也将面向微型精密化的方向发展。一般来说,机电一体化产品的微型精密化可以使机电一体化产品的应用范围更加的广泛,微机电一体化产品具有体积小,耗能低,应用广泛等诸多优点,因此微机电一体化技术具有比较广阔的发展前景。但是微机电一体化技术的发展需要精密的加工工艺以及先进的设备作为其强大的后盾。
5 环保绿色化