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摘要:现阶段在我国的机电行业中,各项技术都得到了一定的发展,机电一体化水平也越来越高,机电一体化因此受到了社会各界的广泛关注,这从另一方面也就说明了机电一体化是现代科学技术发展的必然结果。机电一体化技术是一种综合性很高的技术,涉及的有机械、电子及信息技术等内容,目前其主要是被应用在自动生产设备中,其他领域应用还不是很广泛,为促进机电一体化技术的更好发展,文章在概述了机电一体化的相关内容后,从机电一体化发展进程入手,分析了机电一体化向智能化迈进的趋势。
关键词:机电一体化;智能化;发展趋势
1导言
随着科学技术的蓬勃发展,工业科技成了当今重要的组成部分,机电一体化科技是必不可少的。机电一体化综合运用多个系统技术,主要包括机械、微电子、自动控制、计算机、信息、电力电子、软件编程等技术。机电一体化根据系统技术的优化组合合理配置,使整个工程技术能够达到多功能、高质量、高效率、低能耗。
2机电一体化的概念
早期机电一体化的概念是机械和电子技术结合的名称,是从国外逐渐传递到国内的,该技术从深层次的水平上来看是对于机械电子技术和计算机技术的一种集合,综合性的使用了微控电子技术、信息处理技术、自动化技术等方法。从理论水平上来看,依照系统性的结构和强化组织结构的目的,要合理的对于不同组织中的构成要素,具体包含接口的链接、运动的转接、能量的变换、信息的自动处理、能量系统的转换等整体性进行研究,让整个运行过程保证基础条件上实行信息的集合和有效性的结合,在系统化的控制程序以及微电子环节全部的科学资源信息流通下,形成有关物质和能量的运动形式。
3机电一体化的发展进程
3.1数控机床阶段
数控机床阶段,起源于上世纪六十年代,但是人们自然会用电子技术的初步结果改善机械产品性能,数控机床就是此阶段的重要产物,但因电子技术的发展限制使得开发的产品应用不是很广泛。
3.2微电子技术阶段
这一阶段机电一体化技术开始被用在工业设计与制造中,对促进了工业化生产的发展。比如在当时的汽车行业中微电子产品基本占产品总数的七成以上,后来又引入了集成电路,进而提升了制造精度,基本实现了信息化应用。
3.3PLC控制阶段
进入这一发展阶段显示了机电一体化的可编程控制发展。第三阶段的发展时间比较长,主要是完成了单机向多CPU控制转变的发展过程。PLC机电一体化的常用控制有SCADA、DCS及ESD系统。在PLC控制阶段的发展后期,其还完成了现场总线布设,实现了网络化应用。
3.4新技术阶段
在PLC阶段的发展基础上机电一体化最终完成了新技术的应用。第四阶段的新技术主要是:
3.4.1信息技术
信息技术,即应用信息处理的方式获得并加工机电信息,以此提升机电一体化技术的经济效益,比如传感技术及通信技术都属于信息技术。
3.4.2模糊技术
模糊技术,顾名思义其主要是处理模糊信息,突破传统固定的逻辑思维约束。
3.4.3激光技术
激光技术,提升了技术的集中控制度,主要用在穿孔和打孔中。
4机电一体化的发展趋势
4.1数字化
微控制器产品的出现,给我们的机电产品进行数字化奠定了长期有效的基础,而计算机网络技术的飞速发展为机电数字化设计与开发开辟了道路,有利于将来数字化机电产品的远程操作和维护。
4.2网络化
近年来网络的兴起,给国家各行各业都带来了巨大的变革,给人们的生活带来了翻天覆地的变化。网络的全球化把世界各国的经济联系到一起,有利于人们了解全球的经济动态。而机电产品的成功,与其自身的质量是分不开的,随着网络的普及,远程控制和监视技术逐渐出现在了人们的视野当中。而远程控制的终端设备本身就是机电一体化的产品,它使人们在家享受高科技带来的好处。因此,机电一体无一不是朝着网络方向发展。
4.3绿色化
工业化发达了,随之而来人们的生活也得到了提高,经济上也得到了很多实惠,在物质上也得到了享受,同时,也给我们的资源和生态环境造成破坏。所以我们应该呼吁起来,保护环境,建设绿色家园。所谓绿色就是我们所用的产品必须是低能耗、低耗材、低污染,有利于回归自然的产品。在整体的设计、制造、使用过程中,对人的身体健康、对生态环境都是没有危害的,而且很多的资源都是可以分解再利用的,这样不仅使产品的可用率得到了提升,最主要的是随着人们对生态环境的重视程度不断加深,机电一体化绿色产品的发展前景非常可观。
5机电一体化向智能化的迈进趋势分析
在上世纪九十年代后期,国外的很多发达国家逐步开始了机电一体化向智能化方向迈进的趋势。当时的微控制器发展为机电产品数字化发展奠定了良好的基础,再加上计算机网络技术的迅猛发展,整体上就为数字化设计和制造提供了很好的平台,比如虚拟设计技术以及计算机集成制造技术等。但是要实现数字化,在机电一体化产品的可靠度、操作性等方面的要求就会更高一些。为满足上述种种要求,就要保证机电一体化产品的智能性,主要是确保其能具备和人类思维逻辑相似的功能,以此进行判断推理、自主决策,还能方便远程操作、诊断以及维修。举例说明,比如在CNC数控机床上增添人机对话功能,同时还布设智能I/O接口以及工艺数据库,这样就能方便后期的操作级维护。近几年,在模糊控制、小波理论以及混神经网络等智能技术的影响下机电一体化技术的发展又进入了新的阶段。因为不论如何机电一体化产品的使用者都是人类,所以怎样赋予机电一体化产品一定的情感,使其更加人性化就显得很重要,这同样也就要求后期发展中不仅要关注产品性能,还应该重视其色彩、形态等内容与环境的协调性,这样人类使用时就会有艺术享受,家用机器人就是一种典型的代表。另外现代社会的主要问题是资源短缺和环境恶化,所以,为保证实现可持续发展,在机电一体化发展中也应该注意绿色产品概念。对这点而言也就是要求设计、制造的产品使用时不会造成环境污染,而且在产品报废后还能进行分解和再生利用。综上所述,在机电一体化向智能化迈进地过程中,还应该注重产品的环保化,这样才能保障机电一体化技术发展的有效性和正确性。
结束语
总而言之,智能化是现代社会整体的发展方向,所以确保机电一体化技术能符合时代发展的要求,就必须研究其智能化迈进的趋势,这同样也是机电一体化技术发展地必然趋势,为此要求相关人员应该在明确机电一体化基础内容的基础上,结合其发展进程加强对其智能化迈进趋势地进一步研究,以此促进机电一体化技术的更好更快发展。
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