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机电一体化概况及未来发展趋势

时间:2022-11-17 12:00:02 来源:网友投稿

摘要:现阶段,我国科学技术水平已经取得了巨大飞跃,科学技术领域得到了较大进步。在人们日常生产活动当中,科学信息技术影响着人们的生活,同时科学技术在多种领域以其不断创新的特点使得许多专业领域相互交织、相互融合,这种作用在机械工程上尤为明显。与传统以电化气的技术不同的是,现在是以机电一体化技术为核心,这使得机械工程行业发生了翻天覆地的变化。

关键词:机电一体化;概况;发展趋势

1机电一体化的概况

1.1国外发展情况

机电一体化技术并不是机械与电子的简单组合,而是在功能上取其所长、有机结合(融合),以实现系统的最佳构成。它可丰富系统的功能,提高其效率、可靠性和性价比,节省原材料和能源,降低生产成本。国外在精密机械技术、微机械技术、高性能控制技术、电机的变频调速技术、大容量闪速存取存储器技术、作为多媒体“面孔”的等离子体和场致发光平板显示器技术、高效电池和高速充电器技术等机电一体化相关技术的发展突飞猛进,已经形成激烈竞争的局面。[1]

1.2国内发展情况

经过近二十多年的发展,我国在数控技术、汽车电子化等机电一体化技术方面有了較大的提高。近年来,我国已研制成功了用于喷漆、焊接、搬运以及能前后行走的、能爬墙、能上下台阶、能在水下作业的多种类型机器人。CIMS研究方面,我国已在清华大学建成国家ClMS研究中心(ERC),在一些著名大学和研究单位建立7个CIMS单元技术实验室和8个CIMS培训中心,在国家立项实施CIMS的企业已达70多家。这些都将推动我国的机电一体化技术向更高层次纵深发展。我国机电一体化有很多显著的优势,而其中最为显著的优势有以下四点:一、在很大程度上提高产品的使用性能,机电一体化的产品多数都是利用数字显示和程序,从而来进行这一技术的控制,而且在技术控制时,也是利用产品平面上的按钮来进行技术操作的控制,做到了操作手柄和按钮的最少化,使得操作变得更为简便,更为显著的提高了系统的自动化;二、更方便于产品的调试和养护,指的是在不改变配件以及其他部分的情况下,便能够完成对产品的改进和测试;三、安全性能得到改进,机电一体化的产品都具有自动监控、自动自动报警以及自动保护等功能,在设备出现故障问题时可以自行采取有效性保护措施,将安全风险成功的消除,不仅抵制了可能发生的危险,同时对操作人员的安全也起到了很好的保护作用,使得设备更具安全性;四、生产质量得到提高,由于机电一体化的产品一般都具有自动控制功能,对于产品的精准度以及灵敏度等多方面都有着很大提高,并且也能有效的保证设备的使用性能,从而最大限度的提高了产品的质量。

2机电一体化技术未来发展趋势

2.1智能化

智能化是指事物在网络、大数据、物联网和人工智能等技术的支持下,所具有的能动地满足人的各种需求的属性。比如无人驾驶汽车,就是一种智能化的事物,它将传感器物联网、移动互联网、大数据分析等技术融为一体,从而能动地满足人的出行需求。它之所以是能动的,是因为它不像传统的汽车,需要被动的人为操作驾驶。伴随着计算机技术、通讯技术、集成电路技术等学科的快速发展,全数字现场总线技术的现场控制仪表、设备等广泛的应用,使得传统的现场控制技术以及现场控制设备都发生了巨大的转变,这样就进一步促进机械设备的智能化程度不断提高,尤其是控制器技术被广泛的引入到机械控制领域之后,机械设备的操作更加的便利,更加安全,从而保证了经济效益和社会效益都有着明显的提升。智能化的产品因为被赋予了类似于人类行为的特点,所以智能化设备具有一定的推理能力、思维能力以及自主决策能力,这样一来机械化设备能够获得更加高级的控制目标,成为未来发展的重要方向。[2]

2.2微型化

所谓的微型化就是指外形轮廓尺寸保持在毫米量级以下,构成元件时微米量级的可控制、可运动的微型几点装置。自从微电子技术出现以后,人们对于微型化的追求也在不断的升温,因为微型化的机电一体化产品具有体积小、耗能少、轻便灵活的特点,所以在生物医疗、军事信息等方面具有天然的优势,也能够完成人类无法完成的工作

2.3网络化

所谓的网络化技术是伴随着计算机技术出现而提出的。因为互联网派生的一系列高尖端领域技术的不断发展与具体应用,导致人们的日常生活和工作都会接触网络技术,所以在机电一体化设备中引入网络信息技术来保证在竞争中的优势地位,从而适应市场环境的不断变化。

3应用领域

3.1数控机床

数控机床技术经过多年的发展,技术水平已经大大提高。具体表现在:1采用多CPU、多主总线的体系结构。[3]2开放性设计,即硬件体系结构和功能模块具有层次性、兼容性、符合接口标准,能最大限度地提高用户的使用效益。3大容量存储器的应用和软件的模块化设计,不仅丰富了数控功能,同时也加强了CNC系统的控制功能。4能实现多过程、多通道控制,即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。

3.2计算机集成制造系统(CIMS)

与机电一体化的概念类似,CIMS的实现不是现有各分散系统的简单组合而是全局动态最优综合。它打破原有部门之间的界线,以制造为基干来控制“物流”和“信息流”,实现从经营决策、产品开发、生产准备、生产实验到生产经营管理的有机结合。

3.3柔性制造系统(FMS)

柔性制造系统是计算机化的制造系统,主要由计算机、数控机床、机器人、料盘、自动搬运小车和自动化仓库等组成。它可以随机地、实时地、按量地按照装配部门的要求,生产其能力范围内的任何工件,特别适于多品种、中小批量、设计更改频繁的离散零件的批量生产。

4结语

综上所述,机电一体化给现代工业社会的发展提供强大的动力,它也朝着更大程度更好程度上变化发展着,随着当今时代科技的不断发展,各种技术之间相融合的趋势将会愈发显著,而机电一体化技术的未来发展前景也将是一片光明。

5参考文献:

[1]陈瑜.国外机电一体化技术的发展趋势[J]. 国内外机电一体化技术, 2000(05):8-12.

[2]周双.机电一体化技术现状和发展趋势分析[J].化工管理,2017(03):139.

[3]汪丽.机电一体化技术的现状及发展趋势[J].山东工业技术,2017(02):192.

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