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開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇機電一體化的行業現狀,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
【關鍵詞】機電一體化技術;發展現狀;發展方向
工業生產對于人們的生活有重要意義,例如人們日常生活中的家用電器及生產工作中所用的機械設備等都屬于工業生產,因此工業的發展能直接影響人們的生活質量。隨著社會的不斷發展,科學技術逐步滲透到人們生活的各個方面,在推動各行業技術水平發展的同時,也進一步推進了工業技術的發展。機電一體化技術正是處于這種社會背景之下,機械化生產方式才逐步向智能化、網絡化、環保節能化邁進。
一、機電一體化技術的發展現狀
機電一體化技術的起步較早,從上世紀60年代開始一些發達國家的工業生產中就已經應用了數控機床的生產方式,而后有了計算機數控機床、柔性制造單元、柔性制造系統、無人化工廠、計算機集成制造系統、納米技術等。隨著科學技術的不斷發展,我國機電一體化技術也得到了廣泛應用,但是因為許多因素的制約,我國機電一體化技術的總體水平與發達國家相比還有不小的差距。上世紀60年代我國機械行業應用的生產機床仍然是最基本的裝備,不僅工藝落后,并且勞動強度較大,生產效率低,嚴重影響企業自身的經濟效益。到90年代后期,機電一體化技術的簡單應用逐漸開始發展,一直到現在人工智能技術才得到了廣泛的應用,機電一體化技術的發展也加快了速度。
隨著機電一體化技術研究的不斷深入,該技術在人們生活中得到了廣泛的應用,例如電視機、電腦、洗衣機等等;此外,許多工廠的數控機床生產功能的控制等也屬于機電一體化應用。目前,隨著我國計算機系統技術的不斷發展,電子智能技術與機電一體化技術開始逐步結合,使機電一體化技術在智能化發展方面有了顯著的進步。例如,智能機器人不僅可以幫助人們清潔家庭衛生,為人們帶來樂趣,還可以進行廢墟搜救等工作。雖然智能機器人的發展還處于初級階段,但是隨著科學技術的發展,機電一體化技術必將為人類的生活與生產作出更多貢獻。
二、機電一體化技術的未來發展方向
21世紀是屬于信息化、智能化的新時代,科學技術的發展速度使各種新型技術處于不斷改革創新的過程中。將機械技術、電子技術、自動處理技術等相互整合發展產生的新型技術不斷推進機電一體化技術的發展。因此,我國必須加強這一方面的理論研究與應用研究工作,進一步縮短與發達國家在機電一體化技術上的差距。以宏觀角度研究我國機電一體化的發展現狀,科學的預測該技術未來發展方向,對于提高該技術的研發能力具有極大的促進作用。
(一)系統化
將機電一體化技術系統的應用開放化、多樣化,不僅能夠提高工業生產效率,還能更加方便人們的生活。雖然多種單一的機電一體化產品能夠在不同方面滿足市場需求,但是多種機電一體化產品的整合運用,則能同時滿足實際情況中多個方面的市場需求。針對市場的多樣化需求,機電一體化產品也逐漸向系統化方向發展。努力實現不同種類機電一體化產品的兼容并用,是機電一體化技術的必然發展方向。
(二)微型化
將機械技術與電子技術以納米尺度相融合所產生的產品,就是微型機電一體化產品。簡單來說,是將傳統尺度的機電一體化產品進行最大限度的縮小,在通常體積上不超過1立方厘米。這種縮小并不是簡單的縮小尺寸,而是將傳統機械制造方式轉變為智能化制造,這已經成為了機電一體化學科中的新型技術。體積小、能耗低、運用靈活等都是微型化機電一體產品的特點,其在醫學、軍事等領域都已經被廣泛運用。例如醫療過程中的微創技術就屬于微型機電一體化技術;軍事所用的微型間諜竊聽器也是微型機電一體化產品。
(三)智能化
機電一體化技術未來發展的重要方向之一必定包含智能化發展。隨著計算機技術的快速發展,人們正在不斷研發可以在多種領域替代人類智能活動的產品。機電一體化技術智能發展,主要表現在機電產品能產生類似人類邏輯思考及自我決策能力等方面。例如,在數控機床上設置人機對話功能、人類生產模擬程序等,都能給產品的生產操作與維護等工作方面帶來極大便利。因此,智能化發展在推動機電一體化技術的發展上可以起到較大的促進作用。
(四)環保化
隨著社會的不斷發展,自然界的各種資源物質越來越匱乏,環境破壞問題日益嚴重,人們在尋求發展的過程已經注意到環境保護的重要性,環保成為了各行各業技術發展的重要考慮因素。所以機電一體化技術的發展趨勢也必然會朝著環保化前進。機電一體化產品在設計、生產、包裝、使用、甚至在銷毀的整個過程中,都可以盡量提高對有限資源的利用率,最大限度的減少環境污染問題,并且保證產品質量。環保化機電一體化產品應具有最大限度利用資源、最小限度破壞壞境的特點,這不僅是技術發展的趨勢,也是社會可持續發展的需要。
(五)網絡化
網絡技術隨著科學技術的進步也在飛速的發展之中,已經全面滲透到人們日常生活的各方各面,為人類生活與生產提供了極大便利,對其它技術的發展也起到了促進作用,機電一體化技術的未來發展方向也必然會趨于網絡化。如今,全球經濟的發展十分迅速,市場經濟已經逐步由國內市場轉向國際市場,機電一體化技術想要掌握最新的發展狀況,就必須充分利用網絡了解最新技術咨詢。研究人員也可以通過網絡進行無國界交流,促進機電一體化技術的發展。
結束語
機電一體化技術不僅促進了工業發展,也提高了人們的生活質量。隨著科學技術的不斷進步,將會有更多的學科技術相互交叉整合,出現更多有利于人類生活與生產的先進技術,機電一體化技術的未來發展前景也會更加廣闊。
參考文獻
[1]李舜.淺析我國機電一體化技術發展現狀及走向[J].科技致富向導,2014,03:220.
關鍵詞:機電一體化技術;現狀;發展趨勢
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2015.21.178
0 前言
隨著社會的不斷進步,各個領域科學技術之間的聯系也越來越密切,有步入統一化的趨勢,能在很大程度上促進不同領域的技術的協調和滲透,這讓我國的工業技術革新加快了步伐,促進了機電一體化技術的發展壯大。機電一體化技術的發展可以讓工業發展由機械化模式穩定的向智能化及網絡化模式發展,對于我國的產業變革具有重大的歷史意義。
1 機電一體化技術的概述
機電一體化是機械設備和電子技術融合后的統稱,機電一體化深入應用于機械設備可以使機械設備在性能控制和信息處理等各方面更加智能化、自動化。機電一體化作為一項機械系統技術,其基礎就是機械電子技術、計算機技術以及自動化技術等現代化技術的綜合。目前,機電一體化已經有很強的系統性和相對獨立性,很大一部分的職業院校把機電一體化技術作為一門新興學科進行教學,培養出許多的高素質的機電一體化方面的技術性、應用型人才,為我國工業技術的發展做出了很大的貢獻。
2 機電一體化技術的發展現狀
隨著我國在應用技術方面的快速發展,機電一體化技術已經漸漸的從初步的應用階段發展到對智能技術的應用階段,機電一體化技術的技術革新及深入應用,在很大程度上促進了人們生活水平的提高。近年來,我國加強了對集成電路和計算機技術的發展力度,機電一體化技術也隨之步入快速發展時期,讓機電一體化技術更深入的在人們生活中融合與實踐。例如,人們日常生活中的智能云電視、方便烹飪的微波爐、及可以清潔房間的吸塵器機器人等,此技術還應用于工廠之中,比如,數控機床的生產功能控制等。另外,部分的研究人員越來越重視電子智能技術與機電一體化技術的結合,也使生活起到了這樣或那樣的改變,例如,智能機器人可以進行超越人類體能極限的工作,娛樂人們的生活等。所以,加大機電一體化技術對機器人的深入應用研究,對很多的特殊行業有很重要的意義。
3 機電一體化發展趨勢深化思考
機電一體化技術現階段已經融入多種新興一體設備,通常使用多媒體等技術實現全智能,而且已融入到各行各業,為社會便捷的目標更好的跟進,現今得到許多人的認同和贊揚。國內外的專家學者不斷投入智慧與物資,力求將最先級的科學成果與技術和機電一體化技術結合,使機電一體化技術向著先進的方向發展。下面段落向各位闡述了機電一體化技術發展模式在日后的不斷升級。
3.1 智能型模式
我國計算機技術在近幾年有了很大的進步,讓智能化技術也能得以更加深入的研究。機電一體化逐漸走向智能化,將極為顯著地提升工作效率,并能夠打破固有模式的生產局限,進行大規模的、高質量的產出,有效的降低了對人力物力的投入,對于優化資源結構配置有很大的作用。智能化除了能夠應用于機械生產設備中,還能應用于時下最火爆、最先進的機器人研究領域,讓機器人研究能夠更加人性化、更加貼近于人類智慧,為人類生活更好服務。現而今,國內在機器人領域的開發與應用還不夠普遍,所能應用的領域僅僅是少數的服務行業,使用機器人的營銷效應遠遠超出機器人所能提供的智能服務。但是相信隨著我國機電一體化技術智能化的發展,機器人領域定會有長足的進步,賦予機器人更多、更好、更新、更人性的功能與科技,已達到造福于人類的目的。
3.2 環保型模式
機電一體化技術在環保化方面的發展中,會讓自然界中的資源能被更加合理的開發,能有效促進人類社會的發展的進程。但隨著資源減少速度的迅速提升,自然環境的變化速度也會隨之加快。近幾年,構建人與自然的和諧關系成為國內外專家學者的一致呼聲,在不遠的未來,低碳環保、可再生資源會成為各領域共同追求的目標。此種改變將會影響到人們生活的許多方面,例如環保低耗的生產過程,可回收可分解可再利用的環保產品等,從根本上讓資源的利用率得到提升,最大限度的減少對環境以及不可再生資源的消耗與影響,并努力保證對既有資源的高利用率與高轉化率。日后,產品從整體上會逐漸做到以下幾個要求:第一資源利用率先比提升;第二,杜絕對環境的污染;第三,對資源進行二次使用。機電一體化技術環保化發展將促進我國經濟發展模式的有一次升華重組,對未來環保經濟的持續發展鋪墊了厚厚的基石。
3.3 網絡型模式
現階段,全球經濟一體化形勢發展迅速且不可逆轉,人們通過網絡,可以第一時間了解想要的市場信息,最新的技術發展方向,最新的國家政策與相關規定。因為網絡技術是當今科學技術發展中速度最快的,為人們的生活和工作提供了效率保障,減少了很大的勞動量。由此,機電一體化技術也將投身于網絡化發展的浪潮中,通過網絡了解國內外在技術領域的最新動向與研究成果,通過網絡,專家學者們可以實現無國界、跨時空的交流和討論,打破技術壟斷,實現資源最有配比,共同推進人類文明向前發展。
4 結語
機電一體化技術讓各個領域的技術科學的結合在一起,是科研人員歷經千辛萬苦奮戰無數個日日夜夜的成果,也是在新時代社會生產力的發展到一定地步必然的產物,機電一體化對人們的生產生活水平的提高有非常重大的意義。隨著對機電一體化技術更加深入的研究,相信將來會有更加先進、智能的技術應用于人類的生產生活,機電一體化技術的未來是不可限量的。
參考文獻:
[1]劉慶民.機電一體化技術的現狀和發展趨勢[J].科技致富向導,2011(12):89-90.
[2]胡家華.機電一體化技術的應用及其發展趨勢[J].中國高新技術企業,2011(21):193.
一、機電一體化技術在企業的發展及應用
電子技術問世后,電子技術與機械技術的結合就開始了,出現了半導體集成電路,尤其是出現了以微處理器為代表的大規模集成電路以后,"機電一體化"技術之后有了明顯進展,引起了人們的廣泛注意。60年代末作商業注冊時最先創用的。當時及70年代,人們一直把機電一體化看作是機械與電子的結合。80年代,信息技術嶄露頭角。微處理機的性能提高,為更高級的機電一體化產品所采用,典型的機電一體化產品如數控機床、工業機器人和汽車的電子控制系統等。90年代,通信技術進入了機電一體化,機器可像機器人系統那樣遙控和虛擬現實多媒體等技術緊密聯系的計算機控制的網絡化機電一體化日益普及。有些機電一體化機械可兩用,有的在性能上更是多用途的,尤其是微傳感器和執行器技術的發展,和半導體技術以光刻為基礎的方法以及和傳統機電一體化微型化方法的結合,開創了以精密工程和系統集成為特點的機電一體化新分支“微機電一體化”。雖然微加工方法尚未成熟,但將逐漸成為集成控制系統的一個組成部分。之后,機電一體化隨著自動化技術的發展而日益發展,穩步進入了21世紀。
二、機電一體化技術的發展前景
縱觀國內外機電一體化的發展現狀和高新技術的發展動向,機電一體化將朝著以下幾個方向發展。
2.1智能化。智能化是機電一體化與傳統機械自動化的主要區別之一,也是21世紀機電一體化的發展方向。近幾年,處理器速度的提高和微機的高性能化、傳感器系統的集成化與智能化為嵌入智能控制算法創造了條件,有力地推動著機電一體化產品向智能化方向發展。
2.2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,進行任意的剪裁和組合,同時尋求實現多子系統協調控制和綜合管理。未來的機電一體化更加注重產品與人的關系,如何賦予機電一體化產品以人的智能、情感、人性顯得越來越重要。機電一體化產品還可根據一些生物體優良的構造研究某種新型機體,使其向著生物系統化方向發展。
2.3微型化。微型機電一體化系統高度融合了微機械技術、微電子技術和軟件技術,是機電一體化的一個新的發展方向。國外稱微電子機械系統的幾何尺寸一般不超過1cm3,并正向微米、納米級方向發展。由于微機電一體化系統具有體積小、耗能小、運動靈活等特點,可進入一般機械無法進入的空間并易于進行精細操作,故在生物醫學、航空航天、信息技術、工農業乃至國防等領域,都有廣闊的應用前景。
2.4綠色化。綠色化是時代的趨勢,其目標是使產品從設計、制造、包裝、運輸、使用到報廢處理的整個生命周期中,對生態環境無危害或危害極小,資源利用率極高。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,報廢時能回收利用。綠色制造業是現代制造業的可持續發展模式。
三、我國“機電一體化”面臨的形勢及任務與其相應對策
我國用機電一體化產品取代技術含量和附加值低,耗能、耗水、耗材高,污染、擾民產品的責任重,有意義。從市場需求的角度看,由于我國研制、開發機電一體化產品的歷史不長,差距較大,許多產品的品種、數量、檔次、質量都不能滿足需求,每年進口量都比較大,因此亟需發展。機電一體化技術既是振興傳統機電工業的新鮮血液和源動力,又是開啟我國機電行業產品結構、產業結構調整大門的鑰匙。
我國“機電一體化”較熱,而按目前的行業劃分方法和管理體制,“政出多門”是難哆的。因此,我國有必要明確一個“機電一體化”行業的統管機構,根據目前國家政治體制改革和經濟體制改革的精神,以及機電一體化行業特點,我們建議,盡快加強北京機電一體化協會的建設,賦予其行業管理職能。
優化發展環境指通過宣傳群眾,造成一種社會上下、企業內外都重視、支持“機電一體化”發展的氛圍,如盡快為外商到我國投資發展“機電一體化”產業提供方便;盡可能為興辦開發、生產機電一體化產品的高新技術企業開綠燈;盡力為開發、生產機電一體化產品調配好資源要素等。
機電一體化產業復蓋面非常廣,而我們的財力、人力和物力是有限的,因此我們在抓機電一體化產業發展時不能面面俱到、平鋪直敘,而應分清主次,大膽取舍,有所為,有所不為。
結語
關鍵詞:機電;一體化技術;智能制造
0引言
機電一體化技術在智能制造中的運用領域包括汽車技術類、數控加工類、柔性制造類等,有效提高了生產質量與效率,加快了企業的發展步伐。因此在今后的工業制造業發展中,就可以實現該技術的廣泛應用與全面推廣,充分發揮其價值與優勢。
1機電一體化技術在智能制造中的運用價值
將機電一體化技術運用在智能制造中,其價值主要表現在以下幾個方面:第一,隨著工業制造業的高速發展,其市場競爭也越發激烈。各企業為了在激烈的市場競爭中立于不敗之地,就需要不斷提高自身綜合實力,才能取得成功。而企業要想提高自身實力,就需要對生產模式進行創新改革,注重產品質量的提升,節約更多的成本費用,實現資源的優化配置。而通過機電一體化技術的運用,就能夠實現各項生產工作的智能化、一體化、高效化,實現了人力、物力的優化配置,節約了大量的成本費用,提高了產品質量,贏得了廣大消費者的青睞與追捧,樹立了良好的形象與品牌,有利于企業的長遠持續發展。第二,工業制造業的覆蓋范圍非常廣泛,比如智能機器人、服裝行業、汽車領域、數控機床等,都需要相應的生產與加工。而將機電一體化技術運用在智能制造中,就可以快速推動這些行業領域的轉型變革與持續發展,實現現代化信息技術與機械技術的完美融合,從而帶動其他行業的高速發展,實現真正的智能化、信息化、一體化生產。
2機電一體化技術在智能制造中的運用領域
2.1汽車技術類
在汽車生產與制造技術中,實現了機電一體化技術的高效運用,并且取得了顯著成效。其在汽車生產與制造技術中的運用,主要表現在以下幾個方面:第一,發動機控制。發動機可謂是汽車的心臟部位,如果發動機出現故障,就會導致汽車無法正常運行。而發動機是一個十分復雜的被控對象,整個控制系統由許多子控制系統或項目組成,包括EGR、空燃比、點火時刻、怠速等等。通過機電一體化技術的運用,就可以提高各控制項目的性能與質量,保障發動機的正常使用。其中在EGR控制項目中,主要為EGR率的控制,也就是所謂的廢氣再循環系統,可以促使廢氣的再循環量在每一個工作點都達到最佳狀態,保障燃燒過程處于理想狀態,將排放的污染物成分降低最低,有利于生態環境的保護。在空燃比項目的控制中,主要是通過空燃比的控制,保障燃油充分燃燒,降低各種污染物含量,實現經濟、環保。在點火時刻項目的控制中,主要是為了防止異常燃燒而引起發動機故障,增強汽車的各項性能[1]。第二,底盤和車身控制。底盤具有著減震、承重等功能,而車身具有著保護、操控等功能,因此也需要通過機電一體化技術的運用,促使其功能充分發揮,保障汽車的安全平穩運行。比如在汽車防抱死系統、車速感應動力轉向、電子控制懸架、防滑系統、導航系統、機械傳感式安全氣囊、中央控制門鎖等,都實現了機電一體化的廣泛應用,有效保障了汽車的舒適性、安全性、自動化,加快了汽車行業的發展步伐,滿足了人們的各項需求。第三,其他領域的運用。近幾年來,自動化、網絡化、智能化的汽車駕駛系統已經逐步問世,深受人們的青睞與追捧,提高了人們的駕駛體驗感。比如特斯拉的自動駕駛、網絡控制等,就運用了機電一體化技術,實現了互聯網信息技術與機械操控控制的有效結合,廣泛的應用在汽車的各個領域。比如ABS系統、抬頭顯示系統、多媒體技術、撞擊傳感技術、自動泊車、定速巡航等,機電一體化技術都扮演著非常重要的角色,實現了汽車駕駛的信息化與智能化。此外,還有5G技術的應用、人工智能技術的應用,促使機電一體化技術更加安全、實效,真正實現了無人化、舒適化駕駛,并且廣泛的運用在汽車的各個控制系統中。
2.2數控加工類
在工業制造行業高速發展的背景下,離不開數控機床的廣泛應用。而數控機床就是現代化信息技術的應用與融合,為工業制造業的生產帶來了很多的便利。這主要是依賴機電一體化技術的應用,使得數控加工更加精密、智能、高效、安全,為企業帶來了更多的社會與經濟效益[2]。尤其是各種智能制造中的數控加工,對于工藝流程、精度效率等有著很高的要求。而通過機電一體化技術的運用,就可以實現數控加工的信息化、精密化、高效化,不僅能夠進行各項模擬信息的高效處理,還能夠對整個生產加工環節進行全面管控。及時找出各種問題與不足,然后進行深入分析,提出切實可行的解決策略,有效提高了數控加工的精準度。在智能制造中的數控加工中,主要采用了CPU模式與總主線模式,并且結合模糊控制理論以及在線診斷技術,有效提高了工作效率與質量。而且還解放了傳統勞動生產力,保障了人員的生命健康與財產安全,簡化了生產工藝,降低了工作難度,實現了全面普及與應用。隨著科學技術的不斷發展,現階段的數控加工類還運用了三維仿真技術,能夠對生產環境、流程、工藝等進行動態模擬與跟蹤,及時找出問題與隱患,進行三維立體化展示,便于生產人員快速了解工藝方法,進行效率的評估,保障生產工作的可靠與安全,加快了工業制造業的轉型變革。
2.3柔性制造類
柔性制造類是指各種生產加工、信息傳輸、貨物搬運等,對于生產效率與質量有著很高的要求。通過機電一體化技術的運用,就提高了生產效率,保障了貨物質量,實現了資源的優化配置與充分利用,提高了企業的競爭實力。在機電一體化技術的運用下,可以實現生產工具的自動更換、密切跟蹤、貨物運輸、存儲管理,保障了生產工作與運輸工作的有效對接,避免倉庫限制或者物資爆滿,影響整個生產運輸效率[3]。無論是生產加工,還是貨物存儲與運輸,都可以實現自動化以及密切化跟蹤,只需要根據生產要求,提前設置好頻率與計劃,就可以全天候生產、搬運、存儲,有效提高了生產效率。此外,還能夠實現貨物信息的密切跟蹤與管控,實現人力資源的優化配置,保障生產計劃與方案的合理性,一定程度上實現了智能化與自動化生產,增加了企業的經濟效益。機電一體化技術的運用,還能夠實現設備運行狀態的自我監控,縮短故障時間,保障設備的安全平穩運行。
3運用現狀與發展對策
3.1現狀
現階段,機電一體化技術在智能制造中的運用,還存在著一些問題,主要表現在:第一,重視不足。將機電一體化技術運用在智能制造中,前期需要投入較多的人力、物力與財力,才能保障后續生產的高效性。然而很多企業領導層,認為前期投入較高,而后期的收益較少,就放棄了機電一體化技術的運用。再加上很多領導層,對于機電一體化技術的認知不夠全面,重視程度低下,思想觀念比較陳舊,無法緊跟時展,以及認識到企業發展面臨的困境,嚴重阻礙了工業制造業的持續發展[4]。第二,技術落后。機電一體化技術,需要電子技術與機械技術的緊密結合,才能實現廣泛應用。然而現階段,很多工業制造企業的技術水平比較落后,大量缺失優秀的專業技術人才,因此無法實現兩者的緊密銜接。比如企業的電子技術發展落后,應用范圍較窄,缺少與專業廠商的合作等,都會導致兩者的銜接困難,無法實現廣泛應用。第三,制度缺失。機電一體化技術在智能制造中的運用,需要在人力、物力、財力、制度的保障下,才能有序開展。然而由于企業領導層的重視不足,缺少制度體系的建設,導致基層人員也不夠重視,增加了實際運用的難度。此外,資金較少,人員缺失,也將嚴重制約技術的實際運用與生產監管,為工業制造業的發展帶來了很大的考驗。
3.2對策
其有效發展對策為:第一,提高重視,加大宣傳。要想實現機電一體化技術在智能制造中的高效運用,就需要先引起企業領導層的高度重視,然后加大宣傳引導,實現全面普及與推廣。因此作為企業領導層,就要緊跟時展,認識到機電一體化技術在智能制造中的運用價值,及時轉變自身的思想觀念,調整企業發展計劃與目標。然后利用會議、網絡平臺、宣傳欄等方式,加大宣傳引導,為全體工作人員提供多元的培訓深造機會,提高其對機電一體化技術的認知與運用能力[5]。第二,創新技術,規范管理。在今后的發展中,還需要對企業內部的技術進行創新優化,改良升級,然后實現整個運用過程的密切與規范管理,充分發揮機電一體化技術的價值與作用。作為工業制造業,可以加強與其他廠商、高校、機構的合作,加大電子科研成果向電子產品、技術的轉化,實現內部技術的升級創新,與機械技術完美融合。還要積極借鑒國外優秀的技術、方法、經驗,結合我國的實際情況,進行優化與改良,加快智能制造中的機電一體化發展步伐。第三,完善制度,給予保障。健全的制度與體系,是機電一體化技術在智能制造中運用的關鍵與保障,因此還要通過崗位責任制度、生產監管制度、人員培訓制度的建立,實現生產工作的智能、高效、安全。此外,企業還要加大人力、物力、財力的投入,營造良好的應用環境。
4結語
綜上所述,本文針對機電一體化技術在智能制造中的運用價值、領域,展開了詳細深入的分析;并且具體闡述了運用現狀與發展對策,希望為后續的實際工作,提供堅實可靠的理論依據。那么在今后的發展中,就可以通過提高重視,加大宣傳;創新技術,規范管理;完善制度,給予保障等策略,實現機電一體化技術在智能制造中的高效與廣泛運用。
參考文獻:
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【關鍵詞】機電一體化;工程機械;應用
前 言:在工程機械中應用機電一體化技術,首先能夠使施工操作變得簡單,從而提升操作人員的操作質量與效率。但是因為機電一體化技術涉及到多方面的內容,尤其是各個專業的技術相互融合,因此要想完全掌握這項技術還有一定的難度,由此可知,相關工程機械企業還應該加大力度培養精英人才,以此確保機電一體化技術能夠在工程機械中發揮出最佳的效能。
1機電一體化相關問題概述
機電一體化是科技不斷發展的產物,也是未來工程器械行業發展的必然趨勢,機電一體化體系是將機械運行與電子技術結合在一起,其可以實現機械運行的自動化,提高了機械運行的效率,也節約了工程的人力成本,給企業帶來了一定的經濟效益。
現代機械制造業發展離不開機電一體化,可以說,機電一體化水平直接決定著機械制造業的發展前景。現階段我國大部分企業工程機械都逐漸進入到了自動化運行階段,其施工制造效率大為提高。作為目前最為先進的技術,機電一體化技術是我國科技發展最為典型的代表。機電一體化,大多數的人也將其稱之為機械電子學,該技術的應用可以提高機械運行的效率以及質量,其研發的意義十分巨大。機電一體化技術并不是簡單的一項的技術,其涵蓋了多項技術,涉及的專業非常廣,也正是因為如此,機電一體化技術具有一定的復雜性,同時也能夠反映出其先進性。機電一體化主要是將電子與機械有機融合,進而提高機械的運行效率。
機電一體化技術涵蓋了多方面的內容,其中比較重要的有三方面,一是機械;二是電子技術;三是計算機。機電一體化可以說是現代計算機技術發展的產物,其應用推動了工程機械向著現代化的方向發展,其是以機械設備自身所帶有的功能為基礎,融合現代高新科技技術,能夠滿足不同類型的工程機械企業的需求。機電一體化因其復雜性,因此在運行時需要依據規范,確保每個應用環節毫無差錯。
2機電一體化在工程機械中的應用優勢
工程機械應用機電一體化技術,不僅避免了傳統的技術所帶來的弊端,而且來保證了機械運行的質量,對提高企業經濟效益有著重大的作用。機電一體化繼承了傳統技術的優勢,保留機械自身所帶有的所有的功能,并且對這些功能進行了改進,融合了先進的計算機技術,以此使得整個工程機械行業進行到了繁榮階段。其具體的應用優勢如下:
首先,監控機械設備的運行情況,機電一體化技術中有一項電子監控系統技術,該技術能夠實現對機械設備的實時監控,當機械設備運行期間發生任何的異常情況時,電子監控系統能夠及時的發出預警,并且針對故障情況自行展開診斷,這對降低故障損失有著積極的意義。維修人員接到報警之后,可以立刻展開維修,因為電子監控系統已經做出了相應的診斷,因此只要維修人員直接維修即可,非常節省時間,能夠使工程機械在最短的時間內恢復正常。
其次,節能技術。節能部分不僅是使用節能設備,而在設備安裝中的節能技術同樣重要。簡單的說使用節能設備的情況下,線路的安排、器材的使用同樣會影響到節能的效果。以電器安裝為例,線路的鋪設、變電箱的安排都可以進行節電設置,而且線路多余部分越多浪費的電量越大,所以電路的優化設置就是機電安裝的節能技術之一。
再次,溫控技術。溫控技術一般來說只在空調系統中進行使用,通過一定的感應器設置,提高中央空調的智能性,在低于或者高于限定溫度時才開始工作,這樣就可以充分的提高中央空調的節能能力,減輕設備的能源消耗,優化設備性能,延長使用壽命。
3機電一體化技術的發展趨勢
3.1智能化趨勢
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。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、計算機科學、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。
3.2微型化趨勢
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1立方厘米的機電一體化產品,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。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。
3.3 數字化趨勢
隨著計算機技術的發展,網絡數字技術得以廣泛應用,其在工程機械方面同樣可以使用。也就是說,數字化發展,也是機電一體化的發展趨勢之一,在這樣的導向下,未來的機電一體化可以動態化的實現平臺操作,各個環節實現資源共享,這將成為促進生產效率進一步提高的重要舉措。
3.4 環保化趨勢
機電一體化未來發展同樣需要將環境保護考慮進去,這是建設環境友好型社會的重要內容,也是企業責任的具體表現。對于機械行業來講,如何保證在機電一體化技術應用的同時,避免產生生態污染,增強其循環利用效率,是很值得我們去不斷探析的問題,這也是決定機電一體化實現可持續發展的關鍵性問題。
3.5 整體化趨勢
現階段機電一體化技術運用與工程機械領域,還不是很充分,僅僅在部分環節有著比較廣泛的應用,要想真正實現機電一體化在工程機械方面的效能,還需要從多個角度去開展研究和探索,構建工程機械體系,使得工程操作質量和效益得以提高。由此,整體化發展,也將是機電一體化技術在工程機械領域方面的發展趨勢之一。
3.6網絡化趨勢
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、教育及人們的日常生活都帶來了翻天覆地的變化。機電一體化新產品一經研制出來,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迅速發展起來,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是家用電器網絡化已成大勢,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家電系統,使人們在家里分享各種高技術帶來的便利與快樂。這也使機電一體化技術朝著網絡化方向發展成為必然趨勢。
結束語
綜上所述,可知現階段我國的工程機械企業越來越多,其競爭已經進入到白熱化階段,如果哪一個企業依然使用傳統的技術,只會被工程機械市場淘汰,因此必須全面改革,打破傳統,保留原有技術優勢的同時,不斷地創新,只有如此,企業才能獲得長久發展。機電一體化技術的應用完全是市場競爭以及工程機械行業自身發展需求的結果,另外因其優勢突出,運行穩定,節約環保,因此受到了眾多企業的歡迎,依據現實情況,我國的機電一體化技術發展前景更好。
參考文獻
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關鍵詞:機電一體化、應用現狀、發展趨勢
中圖分類號:TU85 文獻標識碼:A
機電一體化是科學技術發展的必然成果,它將機械設備、電子信息和自動控制等相關技術有機的結合起來,成為一門綜合型高新技術產業,大幅度提高了工廠的生產技術水平。通過推廣新型電子技術對傳統工業產業鏈的改造,成為了當今提高工業生產管理水平,促進機電一體化產品的開發的重要措施。因此,加快機電一體化的課程研究已成為世界各國爭相研究的技術內容。
1機電一體化技術的特點
機電一體化作為一門綜合型的技術科學,它綜合了電子技術、計算機科學和機械技術相關方面的內容,使整個工業技術水平和相關生產產品更加系統性、科學性和完整性。在整個工業操作系統中,各個組成部分相互配合,協同工作,并且各項工作內容互相補充,使工業技術的發展不斷向著科學化、高效化的方向發展。機電一體化在現代工業中的得到普遍應用,其科學的技術特點主要體現在幾個方面:(1)機電一體化具有體積小,重量輕的特點。機電一體化融入了大量的新型技術產品,隨著新型半導體和集成電路技術的研究進展以及液晶顯示在機電一體化中的應用使得機電一體化體系中的控制和測量系統的重量和體積都大為減小。(2)機電一體化使整個生產作業過程的生產速度加快,精度變高。隨著工業生產集成電路的不斷優化改造,使得整個工業系統的各個操作步驟速度不斷提升并且精度變高。(3)擁有高度的集成控制系統。機電一體化往往可以通過改變計算機上的運行條件就可以改變操作流程的運動狀況,具有安全性高和操作簡單的特點。
2對機電一體化技術發展概況的探討
機電一體化自產生以來經歷了較長期的應用研究和發展歷程。我國機械制造業等相關工業在出現機電一體化技術之前,世界各國已開始從事大量有關對機械技術設計和自動化控制功能設計的研究,并且相關研究工作者為了配合工業較高的生產技術要求已經研究和開發了較多的機電一體化系列產品,隨著科技的進一步發展,機電一體化概念最早由七十年代日本人長期的研究和實踐工作總結出了機電一體化這一概念,并且機電一體化在以后的應用研究中得到不斷完善。在后來的十到二十年內,隨著信息技術的研究進展使電子計算機的性能逐步提高,電子信息技術被越來越多的機電一體化企業所采用來開展機電一體化產品,當時開展的典型的機電一體化產品像數控機床和汽車的電子控制系統等。而隨著科學對更大規模集成電路和微型電子技術的研究和投入使用,使機電一體化的機械電子結合形式更加方便靈活、組成內容更加全面具體而機電一體化的應用也變得更加廣泛。
3關于技術一體化技術的在未來幾年的發展趨勢
機電一體化是機械、控制、計算機等多學科的交叉融合,在當前很多工業生產中都離不開機電一體化的技術支持,相信在未來的工業發展中,機電一體化將會發揮著更重要的作用。當前,機電一體化的發展依托于相關科學技術的進步與發展,其在未來的主要研究和發展方向為數字化、智能化、網絡化、人性化、微型化、集成化和綠色化等。
3. 1 數字化
由于微控制器和接口技術的研究進展,使其成為了機電一體化產品數字化的條件基礎,又由于計算機信息網絡的迅速發展,為機電一體化的數字化發展提供了前進的方向,如機電一體化的虛擬設計和計算機集成制造等。向著技術數字化發展要求機電一體化產品的操作系統軟件具有較高的可靠性、通用性、易操作性、自身良好的診斷能力等。而機電一體化數字化的實現將更有利于工業生產流程的遠程控制操作、系統自身診斷和修復功能。
3.2 智能化
隨著技術設備的先進化和科技化,機電一體化處理器速度已經飛速提高和電子計算機變得更加高性能化,智能化是科學技術發展的核心以及工業發展的必然要求。因此為向機電一體化系統中嵌入智能控制算法,相關專家做了一系列智能產品的研究并將其投入到機電一體化行業中來,電子技術為智能化創造了條件,加上傳感器系統的高度集成化的技術進步,更加有力地推動了我國機電一體化產品向智能化方向發展,使機電一體化具有一定程度的判斷推理和自主決策能力。
3.3.網絡化
隨著當代計算機網絡的快速發展,計算機網絡帶來的各種遠程控制技術和監視技術也隨之而來。而機電一體化產品作為遠程控制系統的設備基礎,可實現局域網技術等使電器網絡化可行,網絡技術可把各種用途的設備通過網絡集成實現集中操作控制 ,讓人們更加方便快捷的實現各種技術設備的綜合運用。
3.4微型化
微電子技術的快速發展帶動了微型機電系統的發展,由于體積龐大和重量大的設備已不能滿足生產工作的需要,所以追求高新技術的微型化成為機電一體化發展的必然要求。微型機電一體化產品體積小、耗能少而且運動靈活,在許多高新技術產業都有著強大的優勢。它可以完成很多工作任務較難的工作,為當代的技術工業化發展帶來的巨大優勢。
機電一體化除了以上幾方面的發展方向,仍向著模塊化、人性化的方向發展,使機電一體化技術以符合人的意志進行工作,這些發展內容為機電一體化的科技化發展提供了新的發展方向和發展目標。相信未來的機電一體化事業將會是先進科學技術發展下的優秀結晶成果。
結語
機電一體化在當代制造行業中的應用研究和發展加快了工業的先進化和科技化技術水平。機電一體化作為當代相關制造行業的重要核心技術,技術上的改革和各個組成部分的技術支持是實現更大發展的基礎,隨著機械技術、計算機技術和自動化技術的進一步發展,擁有更完整、更科學的系統體系已成為機電一體化未來發展的重要目標。在機械技術中我們要合理使用電子信息技術,使整個工業流程的運行和相關企業的產品性狀都有較大的良性改變,讓產品擁有更高的功能特性和附加價值,為社會各個領域帶來更大的經濟效益。
參考文獻
[1]裘加杰. 機電一體化的未來發展趨勢探微. 大眾科學,2007
關鍵詞 職業教育 機電一體化 人才需求
中圖分類號:G712 文獻標識碼:A DOI:10.16400/ki.kjdkz.2015.12.025
Abstract Combining the vocational education ideas and the development of mechatronics student skills, the author conduct research talent demand situation for the social market and enterprises. Through the analysis of the research results mechatronics students and personnel needs of the enterprise requirements situation of the students of professional competence were obtained at present, while providing strong evidence for the subsequent professional training.
Key words vocational education; mechatronics; talent demand
機電一體化技術知識面寬,應用廣泛,學生畢業后能夠從事的工作領域廣,為了及時了解區域經濟的發展,掌握機電一體化技術專業人才的崗位群、工作任務和企業需求情況,把握本專業的發展方向,確定人才培養目標,找準人才培養的定位,合理制定人才培養方案和課程內容,真正體現就業導向、能力本位的辦學方針,特對揚州及周邊地區的人才需求進行調研分析。
1 專業設置的區域與行業背景
目前揚州正提高先進制造業的競爭力、發展以汽車、食品機械、智能交通、化工機械、傳動關鍵零部件等專業和成套設備為重點的裝備型制造業。制造業的不斷發展推動了機電一體化技術的前進步伐并且使得機電一體化產品在市場上不斷更新,因此與機電一體化相關的教育業和服務業也在不斷改革和發展。機械、汽車、化工、船舶、新能源新光源等五大千億產業產值增幅全年均保持11%以上。上海大眾就是一個典型事例:新增10萬輛車、尤妮佳二期、江淮10萬輛皮卡等一批重大項目開工、投產。清華揚州智能裝備科技園、東大科技園、揚大科技園開園運行,促進機電行業深度發展。
2015年,揚州全年實現地區生產總值3625億元,增長11%。公共財政預算收入295.19億元,增長13.9%,增幅列全省第二;其中稅收收入242.22億元,增長13.9%。城鎮常住居民人均可支配收入30380元,增長10%;農村常住居民人均可支配收入15255元,增長11%。產業層次提高效果非常之明顯,高新技術產業產值占規模以上工業產值的比重達到40%以上;產業結構明顯調整優化,而且建立健全有區域特色的機電類的自主創新體系,增加科技、人力、知識等重要環節的投入,成立以服務中小企業為宗旨、市場為導向、應用技術研發為重點的揚州產業技術研究院。“科教合作新”計劃深入推進,簽訂校企產學研合作協議496項,新引進高校院所或知名企業研發中心、創新中心54家。
機電一體化技術水平的提高,對推動“長三角”及揚州地區經濟繁榮,對五大千億產業做大做強,對向高端發展、向研發設計和銷售服務兩端延伸、提高產業核心競爭力等方面具有十分重要的意義,機電一體化技術人才的質量和數量更是揚州區域經濟建設、行業企業發展的重要保證。行業和區域的經濟發展為機電一體化技術專業建設和發展提供了良好的契機。
2 人才需求分析
通過對上海大眾儀征分公司、南京汽車集團有限公司、揚農集團、牧羊集團、江蘇金方圓數控機床有限公司等揚州及周邊城市的30家企業的調研,發現隨著石油化工、汽車、現代裝備制造業三大主導產業規模的不斷擴大,企業設備先進,自動化程度不斷提高,新型機電設備、自動化生產流水線占據企業設備的絕大部分,傳統機電設備只占很小的比例;進口設備比例大,國產設備比例小;高端技能型的機電一體化技術專門人才的需求在不斷擴大。機械技術與電氣技術已經變的密不可分,從而機電行業對人才的市場需求量也發生了很大的變化,許多企業一方面為了提高生產的高效性從而精簡缺乏專業技能的員工,然而在另一方面又非常需要大量的專業的技術型員工。總體上看來,從事機電行業的人員數量非但沒有明顯的上升,反而在一定的時間段內呈現出了下降的趨勢。與之相對應的情況就變成了,機電行業對從業人員的技能要求更高了,從以前單純的“懂機”或“懂電”,向既“懂機”又“懂電”的方向發展。因此,與工業發展速度不相適應的高素質的技能型人才在市場上極為短缺,主要表現為以下幾方面:
(1)機電一體化技術在制造行業生產及管理中的應用現狀。隨著企業技術和設備的不斷引進、嫁接以及改造的完成,機電一體化技術十分廣泛地應用在現代生產過程中,成為現代設備制造和生產過程控制中不可缺少的部分。機電一體化技術在制造業的應用從簡單的數控機床、柔性制造系統(FMS)、機械加工中心以及機械手發展到現在的智能機器人、無人生產車間和將設計、制造、銷售、管理集于一體的計算機集成制造系統(CIMS)。機電一體化的產品涉及工業生產、科學研究、人民生活、醫療衛生等各個領域,如集成電路自動生產線、激光切割設備、印刷設備、家用電器、汽車電子化、微型機械、飛機、雷達、醫學儀器、環境監測等。
(2)企業對機電專業人才需求狀況。對揚州及周邊地區的一些企業的用人情況作了調研,從收集的數據分析來看,受調研的企業只是全市機電類企業的一小部分,但有的企業在規模、技術力量、產品類型和質量、人才構成等一些基本狀況具有一定的代表性。從數據的分析中可以發現,數控機床操作仍占較多的份額,而一些機加工的市場需求仍在加大,尤其是對熟練機加工人員需求很迫切。自動化生產線的維護人員的需求也逐漸出現了上升傾向。另外,對懂得機電知識并且能從事機電產品營銷的人員也有大量的需求。生產線的操作工的需求卻在下降,大大小于前兩年。企業對產品質量更高的追求,使得越來越多的企業更專注于員工的質量,很多機電企業用人時,不僅全面考察其專業教育的背景,而且更關注人的社交能力和非智力素質,善于與別人交流,明確正確的價值觀,樹立敬業精神,培養吃苦精神,有紀律性,有責任心,并且擁有良好的工作態度。
(3)高職層次機電人才需求量。在傳統行業中,高新技術行業已經逐漸占據了主導地位,傳統產業的革命漸漸開始,然而機電一體化技術確是在傳統產業革命中產生的一種新的科學新興領域。目前應用機電一體化技術的產品具有強大先進的功能,在精度、速度、動力的優勢下,并提高了自動化程度,具有柔性化、智能化、信息化等特點,同時向先進的控制管理過渡,如自適應控制、自組織、資管理等模式,最終向智能化發展。當今,數控編程及操作人員有著大量的市場前景,所以近幾年來,高職院校的機電專業畢業生在市場上更是供不應求,就業前景可謂是一片光明。在未來的幾年甚至十幾年內,國內企業對機電一體化人員的需求量是有增無減。目前省內高等技術工人嚴重緊缺,而且中年人較多,制造業工人中具備高等技術資格的人員不多。這都是我們的優勢所在。
調查顯示,針對目前在職的機電技術人才的現狀,大部分單位對此的滿意度很低,主要體現在兩個方面:一方面是部分專業人才具有較高的學歷層次,理論知識扎實,但是動手能力和工作實際能力較弱,在工作后通常需要職業培訓;另一個方面是有經驗的老技術人員的發展滯后于現代技術的革新,在新技術面前無所適從。絕大部分的企業表示對技能型機電人才的渴望。同時,在江蘇省機電一體化維修行業的從業人員,具有高級技術水平的技術人員的所占比重很低,因此廠家不得花重金邀請國內外機電專業人員來服務,但是還不能滿足現代化工業生產的需求本地區人才市場的這種巨大需求,為機電一體化技術專業的設置提供了重要依據,為專業的發展注入強大動力,為畢業生的就業提供了廣闊的空間。
3 對人才培養方案的建議
(1)對人才培養目標的建議。調查結果顯示,企業看重的不僅是學生對本專業知識技能的掌握程度,更加看重的是工作、學習態度還有團隊精神和溝通能力,因此對于機電專業人才培養的建議是:課程的理論知識不要太深,但應具有一定的高度和寬度,加強培養學生的動手能力。
(2)對課程設置的建議。在整個教學課程體系中,以專業技能為主要教學目標,每個目標徹底改變原有的教育教學體系。以教學目標為中心,配備多個技能模塊。專業課程種類與課時的合理搭配。就本專業而言,由于學生主要從事的是機電設備的安裝、維護與維修等方面,所以在技能訓練的課程應有一定的高度和寬度,而在必備技能方面需要達到應有的職業資格等級工的基本要求。
(3)對專業實驗實訓設施配置的建議。為了達到專業理論知識和實踐教學在時間、場所、教師上的統一,充分利用已建國家級電氣自動化實訓基地和電氣工程實訓中心,最高限度地建設與生產實際條件相吻合的實習環境,對機電專業特別加強液壓與氣動、電氣設備維修、PLC、機電一體化設備調試、鉗工工場、機械拆裝實訓室等校內實習基地建設,并在校外加強機電類實習基地建設。
4 結論
在未來發展和發揚有特色的機電專業是重中之重,這就需要我們要做好十分充分的社會調查,并結合現代化科技的發展對專業人才的需求,找到適合學生的專業發展的定位目標,全方面提高學生的專業能力和職業能力。
基金項目:中央財政支持的職業教育實訓基地建設項目(蘇教財[2012]177號);江蘇省大學生實踐創新訓練計劃(201513 754005Y,201513754004Y)
參考文獻
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【關鍵詞】機電一體化;煤礦生產;安全管理
隨著各行業的激烈競爭趨勢,各煤礦企業也開始依靠先進的技術來提高生產的效率。但由于近年的煤礦事故頻繁發生,嚴重制約了煤礦發展的同時,也給煤礦工作人員尤其是一線采礦人員的生命安全形成了威脅,如何提高煤礦開采的安全度成為社會關注的熱點。尤其是煤礦開采向著更深層的方向發展,對開采的規模和安全開采的水平的要求越來越高,在這種背景下,機電一體化便被應用于煤礦生產中,提高了煤礦生產的安全性,使煤礦企業的經濟效益和社會效益有了質的飛躍。本文針對機電一體化在煤礦生產中的應用問題展開討論,并對機電一體化今后的發展作出了相關的建議。
一、機電一體化的發展現狀
1、機電一體化的含義和優勢
機電一體化是將機械、計算機和信息處理以及自動控制技術綜合起來并加以運用的復合技術,其中,它的計算機和電子信息技術涉及到機械的動力功能和控制功能。從本質上講,機電一體化并不是將各種技術單純的綜合在一起各自發揮作用,而是將這些技術形成完整的系統,從而實現高產高效。
對于機電一體化應用于煤礦生產的優勢,主要有這幾點:首先,提高了煤礦生產的安全性和可靠性,改善了煤礦生產中的機械使用性能,簡化了機械的操作復雜性,使機械的適用性更強。其次,提高了煤礦生產的效率,因為深層礦井的數萬噸煤炭需要從地下深處經過長時間的運輸才能到達地面,采用機電一體化能夠將機械與電子技術結合在一起,使煤炭生產大為方便。另外,它還有較強的監測功能,很大程度上控制了煤礦生產的安全性。
2、機電一體化的發展
從表一可以看出,機電一體化技術的發展離不開電子計算機等信息技術的支持,而我國煤礦機電一體化技術的廣泛應用要追溯到21世紀后期,在煤礦安全生產和監控等方面均取得有效的成果,但與美國等先進采煤國比較還具有很大的差距。
二、機電一體化技術在煤礦生產中的應用
1、電牽采煤機的應用
電牽采煤機是機電一體化技術在煤礦生產中的典型技術應用,與液壓牽引相比,它具有更強的牽引力,可以使采煤機克服前進動力不足的難題,即使是出現下滑時也能起到良好的牽引作用。同時,可以在具有一定傾斜度的煤層處防止機器下滑,并能保持較長的使用周期,除此之外,它還具有反應快,動態特性好的特點,對采煤機的超載情況進行監測,大大提高了工作效率。
2、在提升機方面的使用
目前國內機電一體化在提升機方面的技術應用主要是礦井提升機,這是一種典型的機電一體化設備,在結構上采用自動控制裝備,全數字化設備方面,簡化電器的安裝,并能夠與硬件配置相互兼容,核心部分采用先進的計算機系統,以全數字化設備提高提升機的使用可靠性。
3、其它煤礦機電一體化設置
采用的帶式輸送機是我國煤礦井下煤炭的主要輸送設備,主要采用可控軟啟動裝置,具有輸送量大和易于自動控制的優點,但是,由于在監控技術等方面還存在不足,制約了輸送機的功能發展。另外,計算機與液壓設備的有機結合也是煤礦機電一體化技術的成功運用,因為煤礦對供電要求較高,采用電液控制和網絡功能,可以實現遠程遙控。
三、煤礦機電一體化的發展目標
伴隨著科學技術的不斷發展,尤其是信息技術被應用于煤礦生產中,我國的煤礦機電一體化將會出現以下幾種特點。
1、智能化
隨著網絡技術的不斷提高,智能化是今后煤礦機電一體化的發展趨勢之一。所謂智能化,就是將一系列的程序輸入機器,通過程序來控制機器來完成相關的操作行為。在煤礦生產中安全生產是對煤礦生產順利進行的保證,針對目前礦難事故頻繁發生的現象,實現煤礦機電一體化技術的智能化是必然的。
2、網絡化
網絡技術是計算機信息技術發展的產物,隨著網絡技術的發展,全球一體化的趨勢也會越來越強,涉及的范圍也必將擴大,從經濟、文化領域逐漸擴展到多行業、多領域。一旦網絡技術將全球的生產連成一體,包括煤炭行業在內的行業競爭也必將出現全球化的趨勢,其中采用的機電一體化技術也會朝著這一方向發展。
3、其他發展趨勢
除以上發展趨勢之外,煤礦機電一體化可能會出現系統化的發展趨勢,同時,由于全球競爭的加劇,對研發具有自主知識產權的機電一體化技術也是目前國內煤礦企業爭相研究的課題,并根據煤礦開采的發展變化,增加機電一體化產品的通信功能以適應自動化的需要,也是今后的技術研究重點。
關鍵詞:機電一體化技術;機械工程;應用;發展趨勢
現如今,我國機械工程領域的發展突飛猛進,作為機械工程領域的重點研究對象之一,機電一體化技術對機械工程的生產效率起著至關重要的影響。機電一體化技術可以從根本上轉變機械工程的生產現狀,擴大機械工程的使用范圍,提高了機電產品的性能和質量,使機械工程向著更簡單、更實用、更安全的方向發展。
1機電一體化技術的概念和特征
1.1機電一體化技術的概念
機電一體化技術是增強機械設備性能的綜合技術,它在將機械技術和微電子技術進行組合的同時,還實現了復雜系統的整合。我們應該合理利用機電一體化技術,使其發揮出真正的作用。在打破傳統機械工程生產束縛的基礎上,增添了自動化的檢測和處理功能,可對信息進行自動化調節和控制,完成機械工程的自我診斷和自我保護。
1.2機電一體化技術的特征
(1)應用性強:機電一體化技術是以機械為應用基礎,通過對機電的研究,實現機械工程機電性能得以開發的技術。機電一體化技術的應用廣泛,受行業和機械種類的限制較少,對各個專業系統和產品的應用、開發等領域,具有著極其重大的影響,因此它的應用性極強。(2)系統化突出:機電一體化技術的實施需要各種技術進行集成和合作,并且與產品的生產過程中綜合在一起,形成的功能強大的完整系統。機電一體化技術的系統化突出,且具備較強的層次化。(3)整體最優化:整體最優化指的是機電一體化技術的附加值較高,它在機械工程的應用中具有高效率、低耗能、少污染的特點。機電一體化技術的性能較高,若是將其充分利用,可實現機械工程整體的最優化。(4)操作清晰化:對于在機電原理知識欠缺、操作技術欠佳的用戶來說,機電一體化的清晰操作十分重要。機電產品的簡單化可以使用戶們,更好的了解機電一體化的操作方式,從而進行熟練的使用機電產品,實現機電產品真正強大的功能。
2機電一體化技術在機械工程上的應用現狀
工業革命的爆發使全球經濟受到了巨大的影響,推動了全球經濟的進步,同時也使機械工程技術得到了發展。在二十世紀六十年代,機電一體化技術開始在機械工程領域逐漸使用,促使了機械工程制造業產生了新的變革。機械工程領域中的信息技術應用,可在提高機械產品生產效率的同時,增強產品的科技含量,提高了機械工程可持續發展的發展速度,讓工業技術水平得到進一步的提升。
2.1改造機床方面
機床設備是機械工程中的關鍵設備,設備運行過程中對工作臺以及刀具運行軌跡控制有著很高的要求。刀具運行軌跡與設計軌跡不能出現較大偏差,否則會影響原材料的削切成效,從而降低產品構件的生產質量。數控機床設備實際運行中滾珠絲扛副具傳統效率很高,摩擦系數較小,相關人員只需要對滾珠適當的進行調整,這樣就可以有效避免空間死區存在,避免數控機床運行與設計標準存在較大的差異性。現階段,很多數控機床運行中都呈現出了微機技術的優勢,設備運行信息數據處理呈現出了數字化、自動化的特性,技術與生產更為良好的進行了融合,這對于促進我國機械工程領域發展有著關鍵影響。
2.2包裝機械方面
包裝機械是機械工程中的重要環節,它具有極其復雜的機構。在傳統的機械設備中,部件連接方式主要采用控制電路,這使得設備的結構較繁瑣,對后期維護和修理造成了不利影響,在操作方面也缺少便利性。當包裝機械應用了機電一體化技術后,實現了設備的微機控制,使控制系統更加的方便、快捷、模塊化。與傳統結構相比,設備的體積變小,零件變得更加精密,操作也更加的方便快捷。
2.3產品開發方面
為了滿足人們日益增長的物質需求,產品開發必須向著智能化方向發展。在產品開發方面應用機電一體化,不僅增加了產品的種類,還使產品的功能更加的全面。在特定產品的開發上,還可使用微電子技術。機電一體化使普通產品具備了智能化,提高了產品的開發和生產價值,在激烈的市場競爭中,增強了企業的核心競爭力。
3機電一體化技術在機械工程上應用的發展趨勢
高性能是一個好的機械產品必須具備的特點,而機電一體化產品就具備優良的高性能,其中尤為突出的就是產品的運行速度快、精度高、穩定性強等方面,正是這些方面使機電產品能夠實現多任務、多數據的操作,而且在產品發生問題時,維修人員能夠以最快的時間找到問題出現的原因并及時調整好。在機電一體化技術發展中,機械工程中涉及到的精密儀器和檢測設備也已經實現了聯網,實現了對設備的遠程監控,減少了人力,提高了工作的效率。機電一體化技術是未來機械工程的發展趨勢,它的應用和發展必然會引起社會的變革。不僅在機械工程領域,包括在農業、軍事、科技等領域也將得到廣泛的應用。雖然我國的機械工程起步較晚、起點較低,但是相信通過我國的不斷學習和研究,一定會使機械工程得到更好的發展。
參考文獻:
[1]陳玉震.機電一體化技術在機械工程中的應用[J].科技致富向導,2015(3).
關鍵詞:機電一體化 現狀 發展趨勢
中圖分類號:TU85文獻標識碼: A
在科學技術日新月異的今天,新的材料、設備、技術不斷涌進,從某種程度上來看極大的推動了整個機械行業甚至是經濟的發展。微電子的技術和計算機的技術也在飛速的發展,它們不斷與工業機械相摩擦,找出契合點然后相結合,機電一體化就是這樣產生的。機電一體化從系統化的觀點來說局勢綜合的運用了機械、微電子、自動控制和傳感測控等技術,根據系統的功能和目標,合理的運用各個功能進行布局。實現具有多功能。高質量的功能價值極其目標。
如今世界各國都在大力發展推行機電一體化的先進技術及在生活生產當中的應用。它不僅關系到全球各國各個方面的發展,也成為了體現一個國家綜合能力的象征。
一、機電一體化技術發展的狀況
1、機電一體化技術的第一階段
在二十世紀的六十年代以前被稱為第一階段。這一時期。人們開始不自覺的去利用電子技術初步的成功去補充和完善機械的性能。尤其是二戰的爆發,刺激了電子和機械的結合。戰后這些軍用技術逐漸轉化為民用技術,使戰后的經濟迅速的恢復。但是當時的電子技術還沒有達到一定的技術水平,電子和機械的相結合還沒有能力深入的研究和開發,而那些已經開發出來了的產品也沒有辦法進行大量的推廣。
2機電一體化技術的第二個階段
在二十世紀的七十到八十年代被稱為第二階段,同時也是最為蓬勃發展的一個階段。在這一時期,計算機技術、通信技術等都在的不斷進步,為機電一體化技術奠定了強有力的技術基礎。而大規模的集成電路也在迅速的的發展是機電一體化技術有了結實的物質基礎。
3、機電一體化技術的第三個階段
到了二十世紀九十年代的后期,就是機電一體化的第三個階段,同時也開始了機電一體化技術向智能發展,進而進入了深入探索的新階段。光學和通信的技術也融入了機電一體化的技術,那些細微的加工技術也慢慢從機電一體化技術中浮現出來,于是就出現了光機電一體化與微機電一體化兩種體系。另外在對機電一體化技術進入深入研究的同時,也為機電一體化技術開辟了廣闊的發展空間。
我國是從二十世紀的八十年代才開始對機電一體化進行研究并且開始應用的,在制定“九五”規劃的時候考慮到了機電一體化給各個國家帶來經濟上的效益和影響。許多的大專的院校及研究機構開始對機電一體化的技術發展和應用做了大量的工作,并取得了一定的成果。
二、機電一體化的發展趨勢
1.智能化趨勢
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。機電一體化產品不可能具有與人完全相同的智能。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。
2.模塊化趨勢
模塊化是一項重要而艱巨的工程,利用標準單元迅速開發出新產品,擴大生產規模,制定各項標準,便于各部件、單元的匹配和接口。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,規模化將給機電一體化企業帶來美好的前程。
3.網絡化趨勢
計算機技術等的突出成就是網絡技術。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,而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品,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家電系統,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朝著網絡化方向發展是為大勢所趨。
4.微型化趨勢
微型化指的是機電一體化向微型機器和微觀領域發展的趨勢,泛指幾何尺寸不超過1cm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,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。
5.綠色化趨勢
工業的發達給人們生活帶來了巨大變化。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,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。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。
6、系統化
系統化所表現出來的重要特征之一,就是關對系統體系結構進一步的運用開放和模式化的結構。整個系統可以隨意靈活的組成形態,并進行任意的剪裁組合,以便于實現多子的系統控制和管理。特征之二就是通信的功能加強了,在未來的機電一體化會更加的注重產品和人之間的關系。機電一體化的人格化有兩個含義,第一個就是最終使用機電一體化產品的對象是人,不管在怎樣的賦予機電產品一體化人的情感和智能。使之人性越來越明顯,尤其是家用的機器人,最高的境界就是實現人機一體化。而另一個含義是指模仿生物的機理,從而研制出各種機電一體化的各種產品。實事也是如此。很多的機電一體化產品都是受到動物的啟蒙而研究出來的。
三、電一體化的發展階段
機電一體化的發展大體可以分為三個階段。上世紀60年代以前為第一階段(亦可稱為初級階段)。在這一時期,人們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。特別是在第二次世界大戰期間,戰爭刺激了機械產品與電子技術的結合,這些機電結合的軍用技術,戰后轉為民用,對戰后經濟的恢復起了積極的作用。
上世紀70~80年代為第二階段,可稱為蓬勃發展階段。這一時期,計算機技術、控制技術、通信技術發展,為機電一體化的發展奠定了技術基礎。超大規模集成電路和微型計算機的迅猛發展,為機電一體化發展提供了充分的物質基礎。
第三階段,上世紀90年代后,機電一體化技術開始向智能化方向邁進,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。
四、機電一體化技術的主要應用領域
(一)數控機床領域。數控機床及相應的數控技術經過40年的發展,在結構、功能、操作和控制精度上都有迅速提高,表現在:①總線式、模塊化、緊湊型的結構,即采用多CPU、多主總線的體系結構;②開放性設計,即硬件體系結構和功能模塊具有層次性、兼容性、符合接口標準,能最大限度地提高用戶的使用效益;③WOP技術和智能化。系統能提供面向車間的編程技術和實現二、三維加工過程的動態仿真,并引入在線診斷、模糊控制等智能機制;④大容量存儲器的應用和軟件的模塊化設計,不僅豐富了數控功能,也加強了CNC系統的控制功能;⑤能實現多過程、多通道控制,即具有一臺機床同時完成多個獨立加工任務或控制多臺和多種機床的能力,并將刀具破損檢測、物料搬運、機械手等控制都集成到系統中去;⑥系統的多級網絡功能,加強了系統組合及構成復雜加工系統的能力;⑦以單板、單片機作為控制機,加上專用芯片及模板組成結構緊湊的數控裝置。
(二)計算機集成制造系統(CIMS)。CIMS的實現不是現有各分散系統的簡單組合,而是全局動態最優綜合。它打破原有部門之間的界線,以制造為基干來控制“物流”和“信息流”,實現從經營決策、產品開發、生產準備、生產實驗到生產經營管理的有機結合。企業集成度的提高可以使各種生產要素之間的配置得到更好的優化,各種生產要素的潛力可以得到更大的發揮。
(三)柔性制造系統(FMS)。柔性制造系統是計算機化的制造系統,主要由計算機、數控機床、機器人、料盤、自動搬運小車和自動化倉庫等組成。它可以隨機地、實時地、按量地按照裝配部門的要求,生產其能力范圍內的任何工件,特別適于多品種、中小批量、設計更改頻繁的離散零件的批量生產。
(四)工業機器人。第1代機器人亦稱示教再現機器人,它們只能根據示教進行重復運動,對工作環境和作業對象的變化缺乏適應性和靈活性;第2代機器人帶有各種先進的傳感元件,能獲取作業環境和操作對象的簡單信息,通過計算機處理、分析,做出一定的判斷,對動作進行反饋控制,表現出低級智能,已開始走向實用化;第3代機器人即智能機器人,具有多種感知功能,可進行復雜的邏輯思維、判斷和決策,在作業環境中獨立行動,與第五代計算機關系密切。
結束語:
所以得出的結論就是機電一體化的出現并不是孤立存在的,它是由許多科學技術不斷的發展所得出的結晶,也是社會生產力發展到一定程度必然的結果。機電一體化的技術將會成為二十一世紀機械工業的主角。在各個方面都可以帶來明顯的社會效益和經濟上的效益。隨著科學技術不斷的發展,各個技術之間互相融合的的趨勢也隨之越來越明顯。以機械技術和微電子的技術有效的結合起來,成為機電一體化技術的主體。成為機械工業的必然發展趨勢,機電一體化技術的發展前景也將會越來越寬廣。
參考文獻:
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[3] 王卓.機電一體化技術的現狀與發展趨勢[J].文藝生活:中旬刊,2011,(9):280-280.
關鍵詞:機電;一體化;技術提高;應用
1.機電一體化的基本結構
1.1機械本身
它是機電一體化要素中最基本的部分,相當于人體的身軀骨架。它是系統所有功能元素的機械支持,結構包括機身框架、機械連接等。
1.2動力設備
是機電一體化結構中重要的組成部分。動力部分相當于人體內臟,來產生能量為系統提供能量和動力,是功能驅動執行的機構,可以使系統按照控制要求正常運行。
1.3傳感部分
傳感部分相當于人的眼鼻耳口等感覺器官,將系統運行中所需要的本身和外界環境的各種參數及狀態進行檢測,變成可識別的信號,然后傳輸到信息處理單元。經過分析處理后產生相應的控制信息。其功能一般由專門的傳感器和儀器儀表來配合完成。
1.4驅動部分
驅動部分相當于人體的肌肉,接受大腦指揮驅動四肢運動,在控制信息作用下驅動執行機構完成各種動作和功能。
1.5執行部分
執行部分相當于人的四肢,由大腦支配完成各項工作任務,根據控制信息和指令完成各種動作和功能,執行機構是運動部件,一般由機械、電磁電液等機構構成。
1.6控制及信息處理
控制及信息處理部分猶如人的大腦,來指揮、控制全身運動并將信息集中存儲分析加工,根據信息處理的結果發出相應的指令,控制整個系統有目的的運行。它一般由計算機可編程序控制器、數控裝置以及邏輯電路A/D與D/A轉換I/O輸入輸出接口和計算機外部設備等組成。
2.機電一體化的現狀與應用
2.1重工業領域
機電一體化技術目前越來越廣泛被采用,其中包括了鋼鐵、電力、石油化工、采礦冶金、汽車、造船、航空工程等多種行業,相對來說,主要是應用于重工業領域。
2.2數控機床
數控機床及相應的數控技術經過40年的發展,在結構、功能、操作和控制精度上都有迅速提高,能最大限度地提高用戶的使用效益。WOP技術和智能化、大容量存儲器的應用和軟件的模塊化設計,既豐富了數控功能,也加強了控制功能。
2.3計算機集成制造系統
CIMS的實現是全局動態最優綜合。它實現了從經營決策、產品開發、生產準備、生產實驗到生產經營管理的有機結合。使各種生產要素的潛力可以得到更大的發揮。
2.4柔性制造系統
柔性制造系統是計算機化的制造系統,主要由計算機、數控機床、機器人、料盤、自動搬運小車和自動化倉庫等組成。它可以隨機地、實時地、按量地按照裝配部門的要求,生產其能力范圍內的任何工件,適于多品種、中小批量、設計更改頻繁的離散零件的批量生產。
2.5工業機器人
機電一體化是社會生產力發展到一定階段的必然要求。改造傳統機械設備的要求,開辟新領域,發展與振興機械工業,需要大力發展新一代機電一體化產品。
3.機電一體化的發展趨勢
機電一體化是近幾年才出現的一門新科學、新技術,但它必將是當前世界技術發展的趨勢,隨著科學技術的不斷發展.高新技術的發展越來越受國家、社會和企業的關注與重視。
3.1數字化
微控制器及其發展奠定了機電產品數字化的基礎,計算機網絡為數字化設計與制造提供了有力保障,數字化要求機電一體化產品的軟件具有高可靠性、易操作性、可維護性、自診斷能力以及友好人機界面,將便于遠程操作、診斷和修復。
3.2智能化
智能化是未來機電一體化技術發展的一個重要發展方向。要求機電產品具有一定程度的智能,從而使它具有類似人的判斷推理、邏輯思考、自主決策等能力。這樣會給使用、操作和維護帶來極大的方便。
3.3模塊化
機電一體化產品和技術可分為機械、電子和軟件三個主要部分。模塊化技術是這三者共同使用的技術。由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多,研制和開發各種機電一體化產品單元模塊是一項復雜而有前途的工作。模塊化技術降低了產品研發成本,提高了不同產品間零部件通用化程度,提高了產品的可裝配性、可維修性和可擴展性等。
3.4網絡化
電子技術日新月異的發展引起了巨大的變革,網絡逐漸普及,基于網絡的各種遠程控制和監視技術也得到了發展。而遠程控制的終端設備就是機電一體化的相關產品,機電一體化設備產品無疑應朝網絡化方向發展。科學技術、工業生產、政治、軍事、教育及日常生活都能得到長足發展。
3.5人性化
機電一體化產品的最終使用對象是人,給機電一體化產品賦予人的智能和人性顯得愈來愈重要,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,如家用機器人的最高境界就是人機一體化。
3.6微型化
微型化指的是機電一體化向微型機器和微觀領域發展的趨勢。微機電一體化產品體積小、耗能少、運動靈活,在很多方面具有不可比擬的優勢。微型化是精細加工技術發展的必然,也是提高效率的需要。微機電系統(Micro Electronic Mechanical Systems,簡稱MEMS)是指可批量制作的,集微型機構、微型傳感器、微型執行器以及信號處理和控制電路,直至接口、通信和電源匯于一體的微型器件或系統,將是未來很重要的發展方向。
3.7集成化
集成化既包含各種技術的相互滲透、相互融合和各種產品不同結構的優化與復合,又包含在生產過程中同時處理加工、裝配、檢測、管理等多種工序。要使系統具有更廣泛的柔性,可將系統分解為若干層次,使各部分協調而又安全地運轉,將各個層次有機地聯系起來,使其性能最優、功能最強。
3.8綠色化
機電一體化產品的綠色化主要是指不污染生態環境并能回收利用。工業的發展使得物質豐富,生活舒適的同時也導致資源減少,生態環境受到嚴重污染。綠色產品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,資源利用率和回收率高,是時代的要求與趨勢。設計綠色的機電一體化產品,具有遠大的發展前途。
3.9光機電一體化
引進光學技術,在機電一體化技術的基礎上,促進光電及一體化技術的發展,利用光學技術的優勢改進機電一體化系統的信息處理系統等方面。光機電一體化是機電產品和市場發展的必要趨勢。
參考文獻:
[1]章浩,張西良,周士沖等.機電一體化技術的發展與應用[J].農機化究,2006,(7).
【關鍵詞】機電一體化;技術;現狀;發展;趨勢
中圖分類號:F407文獻標識碼: A
一、前言
隨著時代的進步,科技的發展,各個工業領域的技術開始融合起來,從而大大提高了技術的水平,提高了我國的工業生產能力。機電一體化就是這樣一個在科技發展的浪潮中衍生的科技發展新方向。
二十世紀九十年代后期發展至今,機電一體化技術開始逐漸地邁向了新階段[3]。以微電子技術作為核心的高科技技術逐漸被應用于工程機械制造領域中,進而改變了我國工程機械長期落后的困境,同時也促進了相關工業制成品的性能的進步,從整體上將我國的工程機械推進了一個全新的臺階。尤其是在一些樓宇建設中電子監控和自動報警的應用中,如果相關的設備和工程機械出現了故障,電子監控設備以及自動報警系統能夠及時準確地為工作人員提供相關信號,以方便工作人員及時地維護和更新。
二、機電一體化技術
機電一體化技術.顧名思義.結合應用機械技術和電子技術于一體。隨著計算機技術的迅猛發展和廣泛應用,機電一體化技術獲得前所未有的發展,成為一門綜合計算機與信息技術、自動控制技術、傳感檢測技術、伺服傳動技術和機械技術等交叉的系統技術,應用范圍愈來愈廣。
機電一體化技術具體包括以下內容:
1、機械技術
機械技術是機電一體化的基礎,機械技術的著眼點在于如何與機電一體化技術相適應,利用其它高、新技術來更新概念,實現結構上、材料上、性能上的變更,滿足減小重量、縮小體積、提高精度、提高剛度及改善性能的要求。在機電一體化系統制造過程中,經典的機械理論與工藝應借助于計算機輔助技術,同時采用人工智能與專家系統等,形成新一代的機械制造技術。
2、計算機與信息技術
其中信息交換、存取、運算、判斷與決策、人工智能技術、專家系統技術、神經網絡技術均屬于計算機信息處理技術。
3、自動控制技術
其范圍很廣,在控制理論指導下,進行系統設計,設計后的系統仿真,現場調試,控制技術包括如高精度定位控制、速度控制、自適應控制、自診斷校正、補償、再現、檢索等。
4、傳感檢測技術
傳感檢測技術是系統的感受器官,是實現自動控制、自動調節的關鍵環節。其功能越強,系統的自動化程序就越高。現代工程要求傳感器能快速、精確地獲取信息并能經受嚴酷環境的考驗,它是機電一體化系統達到高水平的保證。
5、伺服傳動技術
包括電動、氣動、液壓等各種類型的傳動裝置,伺服系統是實現電信號到機械動作的轉換裝置與部件、對系統的動態性能、控制質量和功能有決定性的影響。
三、機電一體化的發展階段
機電一體化的發展大體可以分為三個階段。上世紀60年代以前為第一階段(亦可稱為初級階段)。在這一時期,人們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。特別是在第二次世界大戰期間,戰爭刺激了機械產品與電子技術的結合,這些機電結合的軍用技術,戰后轉為民用,對戰后經濟的恢復起了積極的作用。
上世紀70~80年代為第二階段,可稱為蓬勃發展階段。這一時期,計算機技術、控制技術、通信技術發展,為機電一體化的發展奠定了技術基礎。超大規模集成電路和微型計算機的迅猛發展,為機電一體化發展提供了充分的物質基礎。
第三階段,上世紀90年代后,機電一體化技術開始向智能化方向邁進,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。
四、機電一體化技術的現狀
機電一體化技術與其他技術的發展狀況類似,也經歷了長期的產生發展和成熟的過程。在機電一體化概念還未出現時,世界各國的相關科技工作者就已在原有的機械設計基礎之上設計和研發出了機電一體化的產品。但隨著機電一體化產品的不斷前進和發展,20世紀70年代初,相關的科技工作者才在長期實踐過程中系統地總結和提出了機電一體化的概念,并在實踐中使其不斷發展完善。
隨著集成電路、計算機技術等的發展和普遍應用,機電一體化也得到了新的全面發展由于具備了形式靈活內容豐富應用廣泛的特點,機電一體化技術在機械行業中引發了深層的技術改革,而這種改革又反過來推動了機電一體化技術向全新的方向發展。現在,隨著技術進步時展,機電一體化技術的應用已深入到社會生活的各個領域,為人類帶來了更為高效的生產和生活方式。
五、機電一體化技術的發展趨勢
縱觀國內外機電一體化的發展現狀和高新技術的發展動向,機電一體化將朝著以下幾個方向發展:
1.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的研究中日益得到重視,機器人與數控機床的智能化就是重要應用之一。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、高速度的微處理器使機電一體化產品賦有低級智能或者人的部分智能,則是完全可能而且必要的。
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、動力接口和環境接口等的機電一體化產品單元是一項十分復雜但又非常重要的事情。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等。有了這些標準單元就可迅速開發出新產品,同時也可以擴大生產規模。為了達到以上目的,還需要制定各項標準,以便于各部件、單元的匹配。
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。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。現場總線和局域網技術的應用使家用電器網絡化已成大勢,利用家庭網絡(homenet)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(computer integrated appliance system,CIAS),能使人們呆在家里就可分享各種高技術帶來的便利號快樂。因此,機電一體化產品無疑將朝著網絡化方向發展。
4.微型化
微型化興起于20世紀80年代末,是機電一體化向微型機器和微觀領域發展的趨勢。微機電系統是指可批量制作的,集微型機構、微型傳感器、微型執行器以及信號處理和控制電路,直至接口、通信和電源等于一體的微型器件和系統。微機電系統產品體積小、耗能少、運動靈活,在生物醫療、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。
5.綠色化
工業的發達給人們生活帶來巨大變化。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,具有遠大的發展前景。
六、結束語
綜上所述,機電一體化技術已經成為了當下科技發展的一個新的趨勢,它是眾多學科交叉、共生的結果,對于提高我國的科技水平和人們的生活水平具有很好的推動作用。
【參考文獻】