發(fā)展的機(jī)電一體化
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【摘要】隨著科技的發(fā)展，各技術(shù)領(lǐng)域的交融越來越頻繁。
機(jī)電一體化就是微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、機(jī)械工業(yè)領(lǐng)域相互交融的產(chǎn)物。
機(jī)電一體化又稱機(jī)械電子學(xué)，是在機(jī)構(gòu)的主功能、動(dòng)力功能、信息處理功能和控制功能上引進(jìn)了電子技術(shù)，并將機(jī)械裝置、電子設(shè)備以及軟件等有機(jī)地結(jié)合起來構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱。
本文淺談機(jī)械一體化的基本概念、構(gòu)成、應(yīng)用領(lǐng)域和發(fā)展。
【關(guān)鍵詞】機(jī)電一體化;概念;構(gòu)成;應(yīng)用領(lǐng)域;發(fā)展
1、基本概念
機(jī)電一體化在機(jī)械技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合了微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)通過三者和其他一些學(xué)科互相滲透、互相融合的一門新技術(shù)。
它的產(chǎn)品相較傳統(tǒng)的機(jī)電產(chǎn)品，有很多優(yōu)越性。
首先，機(jī)電一體化產(chǎn)品使用起來更安全、更放心。
因?yàn)闄C(jī)電一體化產(chǎn)品大多都具備自我監(jiān)控、報(bào)警及判斷保護(hù)系統(tǒng)，一般工作時(shí)容易出現(xiàn)的超載、超壓、短路、超溫等情況都能自動(dòng)而有效的處理，極大減少了事故的發(fā)生，為工人的人身安全提供了保障。
其次，機(jī)電一體化產(chǎn)品的工作效率和質(zhì)量要優(yōu)于傳統(tǒng)產(chǎn)品。
因?yàn)橄噍^傳統(tǒng)產(chǎn)品，機(jī)電一體化產(chǎn)品多了自動(dòng)處理信息和自我控制的機(jī)制，這樣可以極大提升執(zhí)行操作的準(zhǔn)確性和效率，減少了工作人員的主觀失誤，是整個(gè)工作過程按最佳的路線通過，縮短了生產(chǎn)周期，產(chǎn)能大大提升。
然后，機(jī)電一體化產(chǎn)品的操作更簡(jiǎn)單，按鍵更少更清晰，而且工作進(jìn)程可由計(jì)算機(jī)控制指揮，使之實(shí)用性能大大提升，可自我優(yōu)化。
還有，機(jī)電一體化產(chǎn)品因?yàn)槿诤狭硕喾矫娴募夹g(shù)，適用范圍不再局限于一處，產(chǎn)品擁有及優(yōu)秀的復(fù)合功能，自動(dòng)化水平也大大提升，具有自動(dòng)控制、補(bǔ)償、校驗(yàn)、調(diào)節(jié)、保護(hù)、美化等多種多樣的功能，應(yīng)用于多領(lǐng)域多方面，滿足了多種多樣的客戶群體。
最后，機(jī)電一體化產(chǎn)品還優(yōu)秀在易檢修易調(diào)控。
因?yàn)樽詣?dòng)化程度的提升，使用者能通過計(jì)算機(jī)極快的調(diào)整參數(shù)，通過控制系統(tǒng)啟動(dòng)控制程序，而不需要手動(dòng)更換設(shè)備的組成部分。
而維修更加方便，只需事先存儲(chǔ)全面的解決方案，產(chǎn)品就能憑借自身超強(qiáng)的自動(dòng)化系統(tǒng)及時(shí)解決問題，很方便便捷。
2、主要技術(shù)和產(chǎn)品種類a
2.1主要技術(shù)
2.1.1機(jī)械技術(shù)。
機(jī)械技術(shù)是根本，機(jī)電技術(shù)建立在機(jī)械技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)與電子技術(shù)，最大程度發(fā)揮機(jī)械技術(shù)的特性與優(yōu)點(diǎn)，從材料、性能、結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化。
2.1.2計(jì)算機(jī)技術(shù)。
計(jì)算機(jī)技術(shù)是控制核心，它負(fù)責(zé)信息交換、存儲(chǔ)、計(jì)算和命令。
計(jì)算機(jī)技術(shù)包括人工智能技術(shù)、專家系統(tǒng)技術(shù)等。
2.1.3系統(tǒng)技術(shù)。
系統(tǒng)技術(shù)指將整體分解成無數(shù)個(gè)相互關(guān)聯(lián)的功能單元的相關(guān)技術(shù)，其中最重要的是接口技術(shù)，它肩負(fù)著系統(tǒng)各部分緊密連接的重?fù)?dān)。
2.2 產(chǎn)品種類
2.2.1數(shù)控機(jī)械類。
執(zhí)行機(jī)構(gòu)為機(jī)械的產(chǎn)品，如洗衣機(jī)、機(jī)床等。
2.2.2機(jī)電結(jié)合類。
執(zhí)行機(jī)構(gòu)為電子與機(jī)械相互融合的系統(tǒng)，如自動(dòng)探傷機(jī)等。
2.2.3電液伺服類。
控制機(jī)構(gòu)為液壓伺服閥，如電子伺服萬能材料試驗(yàn)機(jī)等。
2.2.4信息控制類。
執(zhí)行機(jī)構(gòu)的行動(dòng)被接受的數(shù)據(jù)所控制，如傳真機(jī)、打印機(jī)等。
2.2.5電子設(shè)備類。
執(zhí)行結(jié)構(gòu)為電子設(shè)備，如電火花加工機(jī)床。
3、機(jī)電一體化產(chǎn)品的構(gòu)成
3.1機(jī)械系統(tǒng)。
是產(chǎn)品的基本骨架，支撐著其他所有系統(tǒng)，包括機(jī)身、框架、連接部分等。
3.2動(dòng)力系統(tǒng)。
產(chǎn)品整體的能量來源，維持產(chǎn)品的正常工作，受控制機(jī)嘻嘻處理系統(tǒng)控制。
3.3傳感系統(tǒng)。
檢測(cè)監(jiān)測(cè)產(chǎn)品各系統(tǒng)的正常工作并采集外界環(huán)境信息，將信息狀變成電子信號(hào)，傳輸給處理單元，并經(jīng)處理后返還執(zhí)行。
3.4驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
是產(chǎn)品動(dòng)作部分的支撐，用以獲得能量轉(zhuǎn)變成相應(yīng)動(dòng)作，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行各種指令。
3.5執(zhí)行系統(tǒng)。
即運(yùn)動(dòng)部件，受驅(qū)動(dòng)部分驅(qū)動(dòng)完成相應(yīng)動(dòng)作。
3.6控制及信息處理部分。
含處理單元，收集各處傳感器發(fā)送的電子信號(hào)，集中處理、存儲(chǔ)、分析，并按照程序發(fā)布命令控制整個(gè)產(chǎn)品的高效工作。
4、應(yīng)用領(lǐng)域
4.1數(shù)控機(jī)床。
數(shù)控機(jī)床是應(yīng)用的最主要方面之一。
目前，數(shù)控機(jī)床大多使用功能比以前強(qiáng)大許多得多主線體系結(jié)構(gòu)，而且現(xiàn)在設(shè)計(jì)越來越來開放，智能系統(tǒng)應(yīng)用的越來越廣泛，是現(xiàn)在的數(shù)控鋸床能滿足絕大部分客戶需求。
現(xiàn)在的數(shù)控機(jī)床功能多種多樣，包括在線診斷、動(dòng)態(tài)仿真、模糊控制，提升了產(chǎn)品功能多樣化和可操控性。
此外，多過程、多通道控制以及網(wǎng)絡(luò)功能等，使數(shù)控機(jī)床能夠滿足人們?nèi)找嫣岣叩膶?duì)復(fù)雜系統(tǒng)和曲面的加工要求。
4.2交流傳動(dòng)技術(shù)。
交流傳動(dòng)技術(shù)主要基于微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上研發(fā)，交流傳動(dòng)系統(tǒng)具有極高的優(yōu)越性。
隨技術(shù)的發(fā)展交流調(diào)速系統(tǒng)的性能已經(jīng)優(yōu)于直流調(diào)速系統(tǒng)，交流傳動(dòng)技術(shù)即將占領(lǐng)市場(chǎng)。
4.3FMS(柔性制造系統(tǒng))。
FMS是計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用的一大體現(xiàn)，主要由機(jī)器人、料盤、自動(dòng)搬運(yùn)小車、計(jì)算機(jī)、數(shù)控機(jī)床和自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)等組成。
柔性制造系統(tǒng)能實(shí)施滿足提出的要求即可按規(guī)定控制生產(chǎn)，因此特別適用于多品種、中小批量、設(shè)計(jì)更改頻繁的離散零件的批量生產(chǎn)。
4.4工業(yè)機(jī)器人。
第1代機(jī)器人亦稱示教再現(xiàn)機(jī)器人，它們只能根據(jù)示教進(jìn)行重復(fù)運(yùn)動(dòng)，對(duì)工作環(huán)境和作業(yè)對(duì)象的變化缺乏適應(yīng)性和靈活性。
第2代機(jī)器人帶有各種先進(jìn)的傳感元件，能獲取作業(yè)環(huán)境和操作對(duì)象的簡(jiǎn)單信息，通過計(jì)算機(jī)處理分析做出一定的判斷，對(duì)動(dòng)作進(jìn)行反饋控制表現(xiàn)出低級(jí)智能以開始走向?qū)嵱没?/p>
第3代機(jī)器人即智能機(jī)器人具有多種感知功能，可進(jìn)行復(fù)雜的邏輯思維判斷和決策在作業(yè)環(huán)境中獨(dú)立行動(dòng)，與第5代計(jì)算機(jī)關(guān)系密切。
5、發(fā)展趨勢(shì)
5.1智能化。
智能化即發(fā)展人工智能，是機(jī)器能夠具有自主的計(jì)算推理能力。
而這一切的基礎(chǔ)，主要是模糊技術(shù)、軟件芯片技術(shù)、信息技術(shù)以及其他一些相關(guān)技術(shù)的飛速發(fā)展。
智能化是未來科技發(fā)展的必然趨勢(shì)，其中就包括機(jī)電一體化產(chǎn)品之一，智能機(jī)器人。
5.2高速、高精度化。
數(shù)控機(jī)床一直是機(jī)電一體化的一大項(xiàng)應(yīng)用，而未來數(shù)控機(jī)床勢(shì)必要比現(xiàn)在更快速、更精確。
速度方面，機(jī)床主軸的轉(zhuǎn)速、加速度都會(huì)得到極大加強(qiáng)。
而納米技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用也使機(jī)床更微型更精確，這是未來的發(fā)展方向。
5.3綠色化。
隨著科技發(fā)展，科技生產(chǎn)迅速提升的同時(shí)也在危害著環(huán)境的健康。
地球是我們共同的家園，人類的發(fā)展絕對(duì)不能以破壞生存條件作為代價(jià)，所以科技的發(fā)展的同時(shí)，也要求著生產(chǎn)的綠色化與環(huán)境保護(hù)。
產(chǎn)品的綠色化，指的是在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、使用和銷毀的生命過程中，符合特定的環(huán)境保護(hù)和人類健康的要求，資源浪費(fèi)少、排污少、對(duì)自然生態(tài)環(huán)境影響極低。
綠色化即將成為最重要的發(fā)展方向。
6、結(jié)束語
現(xiàn)今，機(jī)電一體化已經(jīng)越來越貼近我們的生活，這是讓人聞為之興奮的美好結(jié)果。
相信隨著科技的不斷發(fā)展，各類技術(shù)不斷地水乳交融，各學(xué)科的不斷滲透和影響，機(jī)電一體化必將綻放耀眼的光華，產(chǎn)生更多給于我們極大方便的產(chǎn)品，讓我們的生活彌漫著科技的芬芳。
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