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【摘 要】随着科技的发展,各技术领域的交融越来越频繁.机电一体化就是微电子技术、计算机技术、机械工业领域相互交融的产物.机电一体化又称机械电子学,是在机构的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进了电子技术,并将机械装置、电子设备以及软件等有机地结合起来构成的系统的总称.本文浅谈机械一体化的基本概念、构成、应用领域和发展.
【关 键 词】机电一体化；概念；构成；应用领域；发展
1.基本概念
机电一体化在机械技术的基础上,结合了微电子技术和计算机技术通过三者和其他一些学科互相渗透、互相融合的一门新技术.它的产品相较传统的机电产品,有很多优越性.
首先,机电一体化产品使用起来更安全、更放心.因为机电一体化产品大多都具备自我监控、报警及判断保护系统,一般工作时容易出现的超载、超压、短路、超温等情况都能自动而有效的处理,极大减少了事故的发生,为工人的人身安全提供了保障.其次,机电一体化产品的工作效率和质量要优于传统产品.因为相较传统产品,机电一体化产品多了自动处理信息和自我控制的机制,这样可以极大提升执行操作的准确性和效率,减少了工作人员的主观失误,是整个工作过程按最佳的路线通过,缩短了生产周期,产能大大提升.然后,机电一体化产品的操作更简单,按键更少更清晰,而且工作进程可由计算机控制指挥,使之实用性能大大提升,可自我优化.还有,机电一体化产品因为融合了多方面的技术,适用范围不再局限于一处,产品拥有及优秀的复合功能,自动化水平也大大提升,具有自动控制、补偿、校验、调节、保护、美化等多种多样的功能,应用于多领域多方面,满足了多种多样的客户群体.最后,机电一体化产品还优秀在易检修易调控.因为自动化程度的提升,使用者能通过计算机极快的调整参数,通过控制系统启动控制程序,而不需要手动更换设备的组成部分.而维修更加方便,只需事先存储全面的解决方案,产品就能凭借自身超强的自动化系统及时解决问题,很方便便捷.
2.主要技术和产品种类a
2.1主要技术
2.1.1机械技术.机械技术是根本,机电技术建立在机械技术的基础上,结合计算机技术与电子技术,最大程度发挥机械技术的特性与优点,从材料、性能、结构上实现最优化.
2.1.2计算机技术.计算机技术是控制核心,它负责信息交换、存储、计算和命令.计算机技术包括人工智能技术、专家系统技术等.
2.1.3系统技术.系统技术指将整体分解成无数个相互关联的功能单元的相关技术,其中最重要的是接口技术,它肩负着系统各部分紧密连接的重担.
2.2产品种类
2.2.1数控机械类.执行机构为机械的产品,如洗衣机、机床等.
2.2.2机电结合类.执行机构为电子与机械相互融合的系统,如自动探伤机等.
2.2.3电液伺服类.控制机构为液压伺服阀,如电子伺服万能材料试验机等.
2.2.4信息控制类.执行机构的行动被接受的数据所控制,如传真机、打印机等.
2.2.5电子设备类.执行结构为电子设备,如电火花加工机床.
3.机电一体化产品的构成
3.1机械系统.是产品的基本骨架,支撑着其他所有系统,包括机身、框架、连接部分等.
3.2动力系统.产品整体的能量来源,维持产品的正常工作,受控制机嘻嘻处理系统控制.
3.3传感系统.检测监测产品各系统的正常工作并采集外界环境信息,将信息状变成电子信号,传输给处理单元,并经处理后返还执行.
3.4驱动系统.是产品动作部分的支撑,用以获得能量转变成相应动作,驱动执行各种指令.
3.5执行系统.即运动部件,受驱动部分驱动完成相应动作.
3.6控制及信息处理部分.含处理单元,收集各处传感器发送的电子信号,集中处理、存储、分析,并按照程序发布命令控制整个产品的高效工作.
4.应用领域
4.1数控机床.数控机床是应用的最主要方面之一.目前,数控机床大多使用功能比以前强大许多得多主线体系结构,而且现在设计越来越来开放,智能系统应用的越来越广泛,是现在的数控锯床能满足绝大部分客户需求.现在的数控机床功能多种多样,包括在线诊断、动态仿真、模糊控制,提升了产品功能多样化和可操控性.此外,多过程、多通道控制以及网络功能等,使数控机床能够满足人们日益提高的对复杂系统和曲面的加工要求.
4.2交流传动技术.交流传动技术主要基于微电子技术和计算机技术的基础上研发,交流传动系统具有极高的优越性.随技术的发展交流调速系统的性能已经优于直流调速系统,交流传动技术即将占领市场.
4.3FMS（柔性制造系统）.FMS是计算机技术应用的一大体现,主要由机器人、料盘、自动搬运小车、计算机、数控机床和自动化仓库等组成.柔性制造系统能实施满足提出的要求即可按规定控制生产,因此特别适用于多品种、中小批量、设计更改频繁的离散零件的批量生产.
4.4工业机器人.第1代机器人亦称示教再现机器人,它们只能根据示教进行重复运动,对工作环境和作业对象的变化缺乏适应性和灵活性.第2代机器人带有各种先进的传感元件,能获取作业环境和操作对象的简单信息,通过计算机处理分析做出一定的判断,对动作进行反馈控制表现出低级智能以开始走向实用化.第3代机器人即智能机器人具有多种感知功能,可进行复杂的逻辑思维判断和决策在作业环境中独立行动,与第5代计算机关系密切.
5.发展趋势
5.1智能化.智能化即发展人工智能,是机器能够具有自主的计算推理能力.而这一切的基础,主要是模糊技术、软件芯片技术、信息技术以及其他一些相关技术的飞速发展.智能化是未来科技发展的必然趋势,其中就包括机电一体化产品之一,智能机器人.
5.2高速、高精度化.数控机床一直是机电一体化的一大项应用,而未来数控机床势必要比现在更快速、更精确.速度方面,机床主轴的转速、加速度都会得到极大加强.而纳米技术的发展与应用也使机床更微型更精确,这是未来的发展方向.
5.3绿色化.随着科技发展,科技生产迅速提升的同时也在危害着环境的健康.地球是我们共同的家园,人类的发展绝对不能以破坏生存条件作为代价,所以科技的发展的同时,也要求着生产的绿色化与环境保护.产品的绿色化,指的是在产品设计、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,资源浪费少、排污少、对自然生态环境影响极低.绿色化即将成为最重要的发展方向.
6.结束语
现今,机电一体化已经越来越贴近我们的生活,这是让人闻为之兴奋的美好结果.相信随着科技的不断发展,各类技术不断地水融,各学科的不断渗透和影响,机电一体化必将绽放耀眼的光华,产生更多给于我们极大方便的产品,让我们的生活弥漫着科技的芬芳.