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機械電子工程的發展前景

時間:2023-06-29 17:09:59

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篇機械電子工程的發展前景,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。

機械電子工程的發展前景

第1篇

機械電子工程專業俗稱機電一體化,是機械工程與自動化的一種,也是目前最具前景的一種技術方向。機械電子系統早已在我們的曰常生活中廣泛應用。機械電子工程專業包括基礎理論知識和機械設計制造方法,計算機軟硬件應用能力,能承擔各類機電產品和系統的設計、制造、試驗和開發工作。機械電子不僅僅局限于機械制造某個固定的方向,它同時還受到該領域所有分支學科的影響。由此可見,它是一種系統性與整體性極強的一種技術。對它進行研究不僅要研究它本身,還有其他與之相關的一些專業技術。

1.1 機械技術

機械技術是機電一體化的基礎,機械技術的關鍵在于與一體化技術匹配。機電一體化技術是一種高新技術,與之結合能提升機電產品性能。

1.2 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。

1.3 系統技術

系統技術即以整體的概念組織應用各種相關技術,從整體和部分兩方面看出發,將總體細分為各個微小的部分。系統技術中尤為重要的就是接口技術,它實現了系統各部分的有機連接。

2.機械電子技術發展的背景

第二次工業革命以后,科學技術發展迅速,各國的科技在一定程度上都取得了進步。改革開放后,我國徹底打開了國門,與世界各國聯系緊密。在與世界各國的交流中,我國引進了外國先進技術以此發展本國科技,為機械電子技術發展奠定了基礎。隨后我國教育發展顯著,我國國民的知識水平與學術素養普遍提高,為機械電子技術的發展提供了人才支持。20世紀90年代以來,黨和國家一直貫徹落實“科技興國,人才強國”戰略,鼓勵發展科技培養人才,為我國科技的發展提供了強大的資金支持與相應的政策鼓勵,給機械電子技術的發展提供了不少的機遇。

3.機械電子技術的發展趨勢

機械電子技術是現代科技發展的產物,它伴隨著現代科技產生。隨著創新觀念的深入人心,機械電子技術也不斷的發展創新。與以往相比變得更加的智能化、人性化以及網絡化。

3.1 智能化

智能化是指機電產品應該有一定的智能,使它能夠根據各種不同的情況進行科學判斷,判斷過后能夠對這些問題進行進行相應的處理。例如美的最新的物聯網“云空調”,能夠利用二維碼、溫濕度傳感器等能夠隨時隨地采集空調的動態信息,再通過射頻、WI-FI技術3G、Internet網絡將空調的信息實時進行傳遞,使得用戶能夠使用手機、iPad、電腦等設備對空調進行遠程狀態查詢與控制。初次之外還新增了手機遙控器,它集成了智能語音控制系統,讓控制空調也是種享受。未來手機遙控器還將集成溫、濕度等環境舒適度控制,實時顯示您身處環境的溫度、濕度,并會對您身處環境的舒適度進行評價,您可以根據反饋及時調節溫度和濕度,幫助您和家人監控房間環境,呵護舒適健康。

3.2 人性化

機電產品的服務對象是人,所以它們應該與人們的實際需求相連接。人們的行為動作往往表現了他們不同的心理活動或實際需求。機電產品應該自此出發,更好的服務于人類。例如Iphone6S新增了3DTouch的功能,在屏幕下方增加了壓力感應,從而可以檢測平時手指按壓屏幕的力度,然后系統可以識別到壓力強度,再給出相應的選項。下面簡單介紹下在iPhone6S3DTouch操作的方法,以及設置選項。對于3DTouch功能而言,當然自家的應用肯定都是率先支持這個功能的。只要用力按下屏幕上應用圖標,就可以看到額外的功能選項,就好比在電腦上右鍵的選項功能。在使用3DTouch前,你自然需要先掌握如何開關調節它。

3.3 網絡化

隨著互聯網的興起和普遍發展,網絡進入了我們的生活并發揮著重大的作用。網絡化是時展趨勢,因此我各種電子產品都趨于網絡化。智能手機的興起就是手機網絡化的一個重要體現,隨后出現的平板電腦以及家用電視機也日漸網絡化,這不僅為人們的生活提供了便利,也促進了信息網絡技術的發展。由此可見,發展網絡化是順應時代潮流之舉。

4.機械電子技術的發展前景

互聯網的發展為我們帶來了一個信息化時代,我們四周充斥著機電產品,它們占據了我們的生活。離開了它們我們就與世界脫節了。這種高新技術產業發展前景是巨大的。他帶來了新的就業機會也帶來了新的經濟增長點。手機的迅猛發展使得我國國產手機層出不窮,早先的小米、步步高到后來興起的華為。開始并不被國人看好,華為更被成為盜版“三星”。國人不屑的華為一直在上下求索,探尋自身的發展道路。隨后開辟國外市場,外國人甚至把華為視作高性能的好手機。為我國經濟發展注入了新動力,這正印證了“科技是第一生產力”的說法。另外,與之相伴的一些企業例如富士康等也為就業者提供了不少就業機會,增加了不少的就業崗位,一定程度上降低了失業率,相對緩解了就業壓力。

5.結語

第2篇

在高速發展的社會時代,我國的經濟和科學技術也在不斷發展,機械電子工程涉及到我國各個行業領域,目前在研究上取得一定的成果,推動了教育,科研等方面的快速發展,它是衡量我國對外貿易的重要標志。然而我國機械電子工程技術設計過程還不夠完善,還存在諸多問題亟待解決。本文主要對機械電子工程中的技術要點以及技術的應用進行淺談,希望給相關工程人員提供參考。

關鍵詞:

機械電子;工程設計;技術要點

眾所周知,電子工程是由聚集電路、系統、數字信號處理、教育等多方面的綜合性學科,是推動我國經濟增長的主要力量。近些年來,電子工程快速發展,在教育和科研等多方面取得很大的成功,其水平達到了一個新的高度,但是電子工程在發展的過程中難免產生一些問題,并且其設計人員應該儲備一定的知識,在設計方案中能發現問題,并采取解決措施,在此基礎上優化設計方法。

1EDA 技術的發展介紹

EDA 技術在機械電子工程設計當中發揮了重大的作用,其構成部件主要包括下載器、適配器、編譯器、綜合器等,每個部件發揮著特定的功能,EDA 技術的主要載體是可以進行大規模編程的邏輯器件,硬件描述語言是 EDA 技術在編輯中的表達方式。EDA 技術擁有公開優勢和描述范圍廣的優點,其自動化程度高,同時,在設計方案中有很高的輔助作用,減輕設計者在后期交流、修改和保存中的壓力,能夠快速解決在設計工程中出現的錯誤,方便操作者的調試。也正是因為 EDA 技術擁有很多的優勢,因此逐漸被人們關注,但是迄今為人們對機械電子工程持有不同的態度和觀點,人們質疑 EDA 技術認識不夠,同時又由于 EDA 技術沒有確切的定義及其機械電子工程的使用涉及到多種領域,因此電子工程將面臨諸多的挑戰。

2機械電子設計要點

2.1仿真技術

機械電子工程設計方案完成后通過一個系統的結構模擬,對設計方案的可行性進行分析的一門技術便稱為仿真技術,其作用在于對設計方案在實際應用的模擬,通過建立數學模型及進行處理,發現設計方案的是否合理和科學,驗證設計方案,避免在實際操作應用中出現一些可控性的問題,保證方案在實際中的應用,同時,EDA 技術還具有對電路結構和性能,各個電路的實際結構等進行檢測和分析。

2.2對電路特性進行有效分析

對電路特性進行有效分析能決定設計方案在應用中的有效性高低,是 EDA 技術中不可或缺的部分,它決定設計方案能否在實際中得以應用,機械電子工程設計方案中所有的理論分析是通過 EDA 技術對電路特性進行有效分析,從獲取其數據測試結果和特性分析來判斷設計方案的可行性,因此在數據測試和特性分析這兩方面必須保證其準確性高。在傳統的電子工程設計方法中,其技術相對落后,從而在數據測試和特性分析等方面不能確保其準確度和電路測試的實際精度,可能對產品后期使用的穩定性有所影響。但是,EDA 技術能夠精密準確的測試,確保該測量的準確度在一個較高的水平,在電路特性分析中具有系統性和全面性的優點,因此能夠避免設計方案出現結構性的錯誤,確保機械電子工程設計方案在應用擁有較高可靠性和科學性。

2.3優化設計

EDA 技術可以測量電子工程在實際情況中的確切環境溫度和其他數據,能對電子工程工作所需要的環境進行全面的檢查及反饋分析結果,優化設計就是利用 EDA 技術,保證電子工程的正常使用外擁有最適宜的環境溫度計和容差,提高方案的有效性,保證其可以正常的實施。設計者可以通過檢查和分析結果對電子工程設計方案進行調整優化,完善設計方案,但是傳統的機械電子設計檢查技術無法達到此要求,不能保證其準確性及完整性,無法發現設計方案中存在的問題,難以使電子工程在實際應用中發揮最大的優勢,提高其效率,可見,優化設計必須的使用 EDA 技術。

2.4機械結構要注意防止靜電

機械結構是以一定的理論為依據,根據實際需求從而設計出具體的結構圖的一種方案,應用于實物,最終要求達到設計方案中的結構構思。隨著社會的發展,電子產品以輕、薄占極大的發展優勢,因此,就必須對集成電路元件加以嚴格的管理,提高技術要求,基礎的工作就是縮小線路和密集的電子組件排列的工作,減小集成電路占據較大的空間。機械就是用一定的理論作為支撐,設計者根據構思畫出機械結構圖,該機械結構圖要滿足實際方案且可以在具體實施中應用。而造成電子組件毀壞的致命因素是靜電電場和靜電電流,該破壞因素會影響到周圍絕體元器件,致使元器件敏感度減低,從而產生許多安全隱患,因此,機械結構圖一定的檢查是否產生靜電,及時修改機構設計圖。

3EDA 技術在機械電子工程設計中的應用

隨著社會的進步,機械電子工程的應用滲透到多個領域,同時吸引了許多機械工程人員參與其研究。與傳統的機械電子工程相比,EDA 技術能滿足廣泛的生產需求,而傳統的機械工程適用領域比較狹窄,僅僅只能在要求較低的基礎領域才能發揮其優勢,其無法引領世界電子工程技術的發展,俗話說,適者生存,傳統的機械電子工程在科技進步的工程中將被遺棄,新型技術機械工程將引領我國電子工程的發展,恰好 EDA 技術的最大優勢就是在于它的應用領域傳統能填補傳統機械工程中的欠缺,因此,EDA 技術在機械電子工程有很大的發展前景。

4結語

總之,EDA 技術在機械電子工程、社會發展和科技進步中有著不可忽視的功勞,其應用范圍廣,可行性高,適合社會的發展需求,因此我們應該推廣 EDA 技術的使用與開發。為了滿足社會的進步,與時俱進,設計人員必須要嚴格的按照設計流程進行,對設計方案進行仿真性檢驗、電路特性進行有效分析、優化設計,對電路進行分析,檢查是否會產生靜電;再者,必須大力支持從事機械電子技術人的工作人員,號召更多學者參與電子工程的研究發,盡可能彌補現有技術的不足,推動電子工程技術的改革與發展。

參考文獻:

[1]杜景明.對機械電子工程的探究[J].科技創新與應用,2014(07:)90.

[2]潘雍,傅明星,于晨.機械電子工程綜述[J].機電工程,2014(05):553-558.

第3篇

[關鍵詞]機械電子;機電一體化;研究發展

中圖分陳類號:TP391 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2016)05-0273-01

引言

機械電子工程是制造業當中的重要環節,也是我國各個技術部門基礎性設備,有效的調整并完善了我國工業體系,對我國工業體系的發展起到了極大的推動作用。近年來,科技技術開始不斷創新,在這種發展背景下,我國的工業企業如果想要獲得長遠的發展,就必須深入研究和了解機械電子工程技術,對該技術進行不斷的完善,從而拓展其在行業當中的應用領域,真正提高了這種技術的應有價值。不過,雖然我國在該項技術的研究領域切實取得了一定的成績,但是相對那些較為發達的工業發展國來說,中國在機電一體化的領域當中,所取得的研究成果還相對薄弱,所以對我國機械設電子工程的研究成為當下重要的研究課題。

1.機械電子工程的特點

在當前科學技術日新月異的時代,各種新技術、新工藝、新材料、新設備的出現,機械機電一體化已不再是單純某一門學科的發展,而是各門相關學科,多種先進技術的互相滲透和相輔相成的結果。機械機電一體化技術就是一種這樣的新技術,它是在信息論、控制論和系統論的基礎上建立起來的綜合技術。其實質是從系統觀點出發,運用過程控制原理,將機械、電子與信息、檢測等有關技術進行有機地組合,實現整體最佳化。工程機械機電一體化從根本上改變了機械的面貌。[1]在這種機械中,微機作為它的大腦,取代了常規的控制系統。機械結構是其主體和軀干,各種儀器、儀表、傳感器是其感官,它們感受各種機械參數的變化,并反饋到大腦(微機)中,各種執行機構則是它的手足,用以完成操作所必需的動作。一個完整的工程機械機電一體化系統,一般包括微機、傳感器、動力源、傳動系統、執行機構等部分。它摒棄了常規機械中的繁瑣和不合理部分,而將機械、微機、微電子、傳感器等多種學科的先進技術融為一體,給工程機械在設計、制造和控制方面都帶來了深刻的變化,從根本上變了工程機械的面貌。

2.機械電子工程向模塊化的發展方向

由于機械電子的產品種類豐富多樣,對其生產廠家的生產質量具有一定的影響,所以就需要研發具有標準傳感接口、微動力接口、環境接口等機電一體化產品,這本身會有一定難度,不過這一方向還是具有十分廣泛的重要意義。就比如在研制集減速、智能減速、電動機于一體的動力單元方面,其同時具有視覺、圖像處理、識別以及測距等功能的控制單元,這樣就有利于新型產品的迅速開發,在產品的生產規模方面也在逐漸的擴大,并最終實現了電氣產品的系統化化、標準化,并最終使機械電子企業的平衡發展和可持續發展。

3.機械電子工程向人工智能化的發展方向

機械電子工程的未來發展是以智能化發展為首要趨勢。所謂機械制造系統的智能化,其實就是人機一體化的相關智能系統當中所具備的一些智能性的操作行為,涉及到機械本體技術、信息處理技術、傳感技術等等。人工智能的定義人工智能是一門綜合了控制論、信息論、計算機科學、神經生理學、心理學、語言學、哲學等多門學科的交叉學科,是21世紀最偉大的三大學科之一。機械電子工程并非是一門獨立學科,而是一種包含有各類學科精華的綜合性學科。在設計時,以機械工程、電子工程和計算機技術為核心的機械電子工程會依據系統配置和目標的不同結合其他技術。工程師在設計時將利用自頂向下的策略使得各模塊緊密結合,以完成設計;產品特征不同。機電一體化產品的結構相對簡單,沒有過多的運動部件或元件。它的內部結構極為復雜,但卻縮小了物理體積.拋棄了傳統的笨重型機械面貌,但卻提高了產品性能。

4.機械電子工程向網絡化的發展方向

隨著我國計算機網絡技術的蓬勃發展,工業業體系當中的網絡數字化已經成為了當今機械制造技術行業的中心環節。很多機械制造企業所傳遞出來的信息通過了數字化的處理之后,再進行網絡方面的傳輸,所傳輸的包括知識和圖形的信息傳輸,同時還有相關的技術能力在其中,這些都已經開始實施數字化技術的處理。數字化信息技術可以實現機械設計資料的搜集、分析,重新組合以及規劃處理。這其中所涉及到的計算機技術包括數據庫、環境的虛擬化以及多媒體技術等等,開展機械產品的方針設計、加工、生產等等,而且也是為了滿足社會多方面的需求[2]。另外,由于數字化技術是將制造技術、計算機以及及相關的網絡信息技術等進行有效的結合,所以在制造當中針對于自身產品并通過相關網絡技術來進行機械設計信息,這樣就能建立起一個行業內的聯盟,能夠在實現優勢互補的前提下,研發出所需的機械產品,這已經成為了當今工業體系行業發展的趨勢。

5.機械電子工程向環保化的發展方向

隨著我國先進制造業的飛速發展,環境污染開始不斷加劇,可使用、可回收的資源不斷減少。為了尋求從根本上解決制造業環境污染的有效方法,到了90年代,隨著全球性產業結構的調整和人類對客觀認識的日益深化,在全球掀起了一股“綠色消費浪潮”。在這股“綠色浪潮”中設計師們更多地以冷靜、理性的思辯來反省一個世紀以來工業設計的歷史進程。人們在呼吁保護資源、回收資源,維護生態環境的同時,還在堅持倡導綠色生產,制造綠色產品。這一發展方向同樣也是機械電子工程將來的發展方向,這一發展方向深刻的表達出人們對于環保問題的高度重視。機械電子工程逐漸朝著綠色設計的方向發展著,在設計過程的每一個決策中都充分考慮到環境效益,盡量減少對環境的破壞。[3]產品及工藝設計,可持續發展的綠色設計觀要求產品設計要綜合考慮環境、材料、工藝、造型、使用環境、消費者心理等各種因素,而以環境親和性、使用合理性、消費者心理的滿足性為開發重點。

6.結語

總而言之,機械電子工程并不是獨有向單一方向發展,他具有人工智能化、人性化的特點,主要是向模塊化、人工智能化、網絡化以及環保化的方向發展,增強了機電一體化產品的可靠性、實用性的同時,也為逐漸走向環保的方向,為我國先進制造業的發展,提供了廣闊的發展空間。

參考文獻

[1] 張曉亮.淺談機電一體化的未來發展[J].才智.2013.

第4篇

關鍵詞:農業機械;控制工程;技術;發展

隨著自動控制技術的發展,其在各個行業得到了廣泛的應用,在農業機械生產中,控制技術的應用可以極大地提高農業機械智能化發展,對于實現農業信息化、智能化發展具有重要意義,控制技術的研究水平逐漸引領著世界農業的發展方向。控制工程與農業機械技術相結合能夠有效增強作業效率,使農業機械技術在現代化農業發展中得到更大的利用,兩者可以相互促進發展。控制工程可以為農業機械化技術的研究提供多樣化的技術支撐,從而實現互相促進的目的,在當前農業現代化發展的中,農業機械化技術水平的高低將直接影響到農業現代化的發展,因此,農機控制技術的發展對于當前農業現代化的發展起著不可或缺的作用[1-2]。我國農機控制技術起步相對較晚,但是發展速度較快,目前基本實現農機各個方面的控制[3]。但是我國農機控制技術仍然存在農業信息化基礎設施薄弱、控制精度差、智能化水平較低等問題,導致農業物聯網、大數據、云平臺等技術還處于初級階段,農業智能化發展較為落后。未來我國應該積極引進國外先進經驗和技術措施,基于我國農業生產實際國情,不斷進行技術改革與創新,逐步完善適合我國現代農機控制技術與發展體系,逐步建立完善的農機控制工程相關技術體系,推動控制工程技術在我國現代農業生產的高效運用[4-6]。

1農機控制工程系統核心技術

控制工程的存在主要是根據工程理論與先進的計算機技術相配合而形成的,如控制數據參數的改進等,從而完成對農業機械的控制。該技術首先被提出在18世紀到19世紀之間,主要被用于當時的蒸汽機中,為了提高機械的作業效率,從而控制工程這一新技術為順應當時背景發展被提出,慢慢隨著時間的推移,更多的專業技術人員提出了更加完善的控制工程技術。21世紀后,科學技術得到了空前的發展,與信息技術相結合的控制技術變得越來越成熟了,同樣,也被更多人所使用接受,形成了更廣闊的推廣發展。目前,關于農機控制工程系統的核心技術主要包括機械電子工程技術、集成控制技術、預測控制技術、模糊控制技術、神經網絡控制技術及魯棒控制技術[7]。

1.1機械電子工程技術

機械電子工程技術是農業機械技術的基礎技術之一,主要包括自動控制技術、電子信息技術、機械制造技術及傳感器技術等。其中,機械技術是機械電子工程技術的核心,支撐著其他技術的應用與發展,其機械技術的發展效率直接影響后續技術的發展及工作效率。自動控制技術主要是對機械設備及相關零部件的工作軌跡、運行狀態中的各項參數及最終要達到的目標進行控制;傳感器技術主要是對機械設備及各個關鍵零部件的工作參數及工作狀態進行精確的檢測與控制,其傳感器檢測精度直接對設備運轉產生一定的影響;電子信息技術主要是結合電路及電子學等基礎理論知識選取相應的電子產品或電器元件。

1.2集成控制技術

集成控制技術是一種常見的農機控制工程技術之一,主要是通過相關信息收集、處理系統,實現對相關農業機械產品各個零部件的數據信息進行有效的集成、融合與處理,從而實現農業機械的自動操作與決策,可以極大地提高農業生產效率,實現自動化及智能化生產。集成控制技術是目前農業生產中應用最為廣泛的控制工程技術之一[8]。

1.3預測控制技術

預測控制技術是近幾年逐漸發展起來的新型農機控制工程技術之一,可以處理相關機械設備運行中的滯后過程,屬于一種閉環控制算法,可以根據對象的歷史信息和未來輸入預測其未來輸出,具有良好的跟蹤性能和較強的抗干擾能力。預測控制技術可以對農業生產中相關設備的運行誤差及變化率進行有效控制,結合相關數據及時進行機械運行狀態的調整,對于提高農機工作效率具有重要意義。

1.4模糊控制技術

模糊控制技術主要是以模糊數學理論為基礎形成的一種控制技術,是通過模擬人的近似推理和綜合決策過程(又被稱為經驗方法)。在設計中不需要建立被控對象的精確數學模型,使控制算法的可控性、適應性和合理性提高,成為農機控制工程技術的一個重要分支,對于農業生產中難以獲取、動態特性不易掌握或變化非常顯著的過程非常適用,其魯棒性及抗干擾能力較強,因此特別適用于非線性的過程變化及滯后系統的控制。模糊控制系統的主要系統框架圖如圖1所示。

1.5神經網絡控制技術

神經網絡控制技術是指在被控制系統中可以進行系統工作優化、推理、故障診斷等功能。神經網絡具有很強的適應能力及學習能力,農業生產環境較為復雜,利用神經網絡技術可以對控制系統的不確定性、時變的環境等進行合理、精確的決策、控制及學習,是推動農機智能化發展的重要技術之一,代表了當前社會科技水平的進步,它是依托于生物學理論將控制工程與其相結合而形成的一項控制技術。該項技術的工作使用主要是將控制系統中的各連接點看作人體中的神經元,通過節點連接從而形成一個網格框架,形成一個動態的系統,通過后續操作完成信息的傳遞。在農業機械技術發展中使用該項技術,能夠對其控制數據信息完成函數賦值,利用計算得出結果,從而使得神經網絡技術能夠更加智能化地使用在農業機械作業當中,有效提高其作業效率。

1.6魯棒控制技術

通過對于魯棒控制技術的使用不會因外部的影響改變正確數據的使用,正是因為該類技術的優點,其得到了人們的認可,獲得了更加廣闊的推廣發展。例如,農業機械中的采摘機械臂,該類機械由于其參數系統的獨特存在,受到外界因素影響后容易產生變化,從而影響到其正常工作,會形成較為嚴重的作業誤差,使其操作控制變得非常困難。魯棒控制技術能夠更加良好地解決此類問題,該項技術將模態法融入其中,控制系統被分成慢速和快速系統,利用控制調節器改善系控制統的加、減速度。該類控制技術可以有效降低外部影響因素對于控制系統的影響,顯著增強了農機作業效率和工作性能[9]。

2農機控制工程技術在實際中的應用

2.1遙感技術

遙感技術自從被提出后,就被廣泛應用于現代化農業生產中,對于農業機械的發展起到了不可或缺的作用。在農作物的種植生產過程中,利用該項技術可以有效對農作物的生長狀態起到良好的監測作用,從而獲得人們通過肉眼無法發現的細節,根據所得的數據進行統計分析,對于農作物的生長開展有效的后續工作;通過對農作物的病蟲草害監控及防治,可以有效避免病蟲草害的出現,利用該項技術發現源頭所在,完成防治處理;最后,對于自然災害也可以起到一定程度的監測作用。

2.2農業無線通信技術

傳統農田作物的生長狀況監測,不但要耗費大量的人力,而且不能夠做到實時監控,如采用有線測控系統,則需要鋪設光纖或者電纜,增加了農業生產成本,降低了系統的靈活性和可擴展性。隨著傳感器技術、無線通信技術及嵌入式控制技術的發展,無線傳感器網絡可以實時監測、感知和采集監控區域的信息,并將采集到的數據處理后發送給終端用戶,降低農業生產成本,有效提高了農業實際作業效率。

3農機控制工程技術的未來發展前景

我國對于控制工程的研究與國外發達國家相比進程較慢,在該領域的技術研究中與國外相比還需繼續努力,伴隨我國經濟水平和科技水平的不斷提高,以及對于控制技術的深入研究,其得到了巨大的提升和良好的改善,控制工程應用于機械電子工程中,能夠更好地推進農業機械化的推廣發展。為了能夠使該項技術得到更好的發展,需要加大科研創新,走向全新的發展道路,從而推進農機控制工程技術更好的發展。在發展農機控制工程技術的前提下,要牢記綠色農業及農業可持續發展理念。農機控制工程技術的發展不僅僅局限在經濟效益上,還需要將其與綠色發展相結合。在發展該類技術時,需要注意其對生態環境的影響,一定要保障其綠色發展,從而做到技術環保,能夠良好的完成綠色農業的可持續發展。政府及高校教育部門應該加大科研資金投入,積極引進相關的設備與人才,進而促進農機控制工程技術在農業生產的快速應用與發展,加大科研資金的投入,促進相關農機控制技術的創新與發展,提高我國農機整體裝備水平,加快推進農業現代化進程。

4結論

第5篇

增加課堂信息量,不是簡單增加書本里面的理論知識,而是需要充分發揮多媒體教學方法,認真收集資料,做好多媒體課件,根據專業不同,適當增加課堂信息量,通過思路引導、結合系教師科研項目,講述原理、方法、技巧培養學生自學意識和自學能力。

2教學觀念的轉變

塔里木大學機械電氣化工程學院各本科專業面向全國招生,基于新疆地區生源實際情況,基礎相對內地省份學生有一定差距;學生學習習慣和自學能力都有一定差別。針對現實情況,要求教師的教學行為、教學觀念的與之適應的轉變就非常迫切,僅是傳統的導學已經是遠遠的不夠。教學過程中通過老師加入所帶班級的QQ群,建立班級學習信息員等多種手段融入學生中,真正融入學生的學習中。學習中互相交流,這樣老師在其中不僅是導學者,而且是合作者、參與者。通過緊密的交往,學生和老師之間建立友誼和互信,了解和掌握學生的具體情況,有針對性、有差異幫助學生制定學習目標和建立課程學習計劃。教學過程中與學生共同開發、豐富課堂環境,建立一種動態、和諧、積極、富有特點的學習環境。真正意義上去思考如何培養學生具備所學知識如何動手干事。思想樹立“為了我們學生的一切、一切為了我們學生、為了我們的一切學生”的觀念。

3教學方法的改進

3.1輔導方式的轉變教學內容對于全體學生來說都是一樣,由于我們學生的差異,輔導方式需要根據了解到每個學生實際情況,按照課程的教學難點、重點,問題容易出現或者出現比較集中的地方;進行集體輔導和差異的輔導。特別是針對一些少數民族學生,對于其學習情況、特點,尊重其民族習慣和信仰,與其建立更加密切輔導模式,為其建立具體的、詳細學習計劃。建立有針對性、差異性、具體性的輔導模式。

3.2計算機教學模式的改進《電工技術》課程為了增加學生實際動手能力,涉及到電路圖的繪制軟件的教學內容。學院具備2個自然班級同時上課的計算機機房,電路圖繪制選用的軟件ProtelDxp,大部分學生對該軟件都比較陌生,第一階段從零開始,需要從基礎講起,基本功能、基本指令、基本操作;第二階段電路圖繪制演示,從簡單電路到復雜電路,演示完,學生現場繪制訓練,教師在現在隨時指導;第三階段,操作指令和繪圖方法較為熟練后,課堂測試,限制時間完成電路圖繪制,并進行競賽。

4加強實驗教學

4.1實驗內容結合專業應用原先《電工技術》實驗內容主要是依靠我院農業電氣化及其自動化專業學生實驗內容,由于專業性差異,在選擇和設定機械設計、機械電子工程、農業機械化、數控技術、機電一體化等專業實驗內容時,需要結合上述專業的特點,側重于機械類實驗相結合的實驗內容。例如進行變壓器、電力拖動、電機調速等實驗,在電氣實驗進行基本原理實驗,再到機械實驗室結合數控車床實訓基地進行機床主軸電機啟動控制、主軸正反軸換向、主軸電機的自動控制;機械電子工程實驗室進行實際演示,機器人驅動電機的運動控制等實驗。實踐性強的結合學院現有實驗、實訓設備,理論性較強、必要性強同時是基礎實驗內容,可以側重于理論教學,結合實驗為輔,以課程選擇的教材為主導。

4.2實驗大綱及時更新實驗內容和實驗大綱的及時更新都是各學校比較頭疼的問題,而且是非常必須進行的問題。我院專業和學科近些年發展迅速,及時更新內容必要更強。更新《電工技術》實驗內容和大綱,需要結合學科發展、專業特點、以及《電工技術》專業特點,電子技術發展迅速,實驗內容不能總是留在過時時代;實驗大綱、實驗指導書要體現出技術的先進性、內容的新穎性。另外可以開放性實驗,學生可以自主實驗題目,教師審核同意后,進行學生獨立性實驗;鼓勵學生利用課余時間進行,教師現場指導。實驗大綱更新的過程中,還是需要注意到實驗內容要涵蓋理論教學內容;結合學院現有實驗條件選擇確定部分可行的實驗內容。

4.3實驗內容結合大學生創新項目學院學生現在可以參與創新、創業項目,機械設計大賽,電子設計大賽等科技活動;基于以上科技活動都需要進入實驗室;多數項目都和《電工技術》相關,因此《電工技術》實驗教學可以結合上述學生科技活動。教師有目的引導學生申報與《電工技術》課程相關的項目,充分發揮實驗室作用,并利用學生的科技活動建設和豐富實驗室,培養學生科研、動手、創新能力。

4.4實驗教學方式改進實驗結合學生科技活動,實驗教學方式需要進行改進,有些實驗可以集中教學,部分進行分散教學的教學方式就可以結合學生科技活動。對難度一般的實驗和難度較大的實驗進行分化管理,區別對待。同時需要結合實驗基本內容,鼓勵學生獨立思考、深入分析問題、解決問題,在實驗過程中需要看清楚問題、學清楚原理、做清楚實驗結果,充分發揮出來實驗的作用。

5學生學習興趣培養

緒論課是學生接觸到“電工技術”的第一課,上好第一堂課,對于學生對該課程和任課老師的興趣很重要;要吸引住學生,留住學生對該課程的好感。第一基本要求,要讓學生了解該課程的性質和任務要求。第二專業引導,《電工技術》作為一門非電類專業的應用基礎性課程,了解日常供電和用電的基本知識,從日常生活處處都會有的“電工技術”,小到學校照明用的聲控燈、自己使用的手機,大到家里洗衣機、電視、電冰箱等家用電器,再到專業的數控車床等設備的應用,吸引學生。第三專業使命感,大學生是一群積極向上的群體,具有強烈愛國熱情,需要合理的激發這種熱情到學習《電工技術》課程中;教師就需要收集《電工技術》在機械制造領域、電氣領域、軍事領域等等各方面的應用,用實例講述學習《電工技術》的意義;從現代化供電企業、供電設備及電氣設備、電子設備,闡述“電工技術”在工業生產中的廣泛應用,以及電氣化、自動化、信息化都與“電工技術”有關,是國家科學技術發展的重要標志,說明“電工技術”知識的博大精深,無窮奧妙和美好發展前景。同時把學生學好“電工技術”同國家建設聯系起來,增強學生的責任感和使命感,激發學生學習電工技術熱情。

6結語

第6篇

關鍵詞:機電一體化;核心技術;機械工業;傳感器技術

中圖分類號:TH-39 文獻標識碼:A 文章編號:1006-8937(2012)29-0080-02

隨著我國計算機技術、網絡技術和微電子技術的快速發展,其應用越來越廣泛,尤其是在機械工業中,機電一體化技術得到了大規模使用,該技術的誕生、普及應用為機械工業的生產方式、技術架構和管理方式都帶來了重大的改變,目前,機械工業生產應用已經從原來的“機械電氣化”發展到了“機電一體化”。

1 機電一體化的核心技術

機電一體化又被稱為機械電子學,是把計算機技術、微電子技機械技術、信息技術、傳感器技術、電工電子技術等融合在一起的一種新興科學技術。通過幾十年的發展,機電一體化已經具備自身體系,并且隨著科技的不斷發展,其內容還在不斷的更新和豐富。從系統觀點出發,機電一體技術有機集成了計算機技術、信息化技術、自動化技術、微電子技術和嵌入式編程技術等諸多技術學科,其針對機械工業各個功能單元進行合理配置,以優化系統功能為基本目標,實現了高質量、低能耗和可靠性較高的機電一體化產品。

1.1 機械本體技術

對于機電一體化技術來講,其本體技術是機械技術,其核心是采用高新技術對機械技術進行概念更新,實現機電一體化技術的有機統一。機械本體技術從減輕質量、改善性能、提高精度等方面入手,有效實現材料、性能的變更,從而真正實現體積縮小、重量減輕、剛精度提高和性能完善等要求。機械本體的重量減輕是驅動系統實現小型化的基礎,為改進控制功能提供保障,不僅有效提高功率,而且幫助減少能量的消耗。

1.2 信息處理技術

機電一體化和信息處理設備的應用普及以及微電子學的發展進步密不可分。只有提高信息處理設備的可靠性、分時處理的輸出入可靠性和模/數轉換設備的可靠性,妥善解決標準化和抗干擾問題,提升處理速度,才能促進機電一體化的快速發展。

1.3 傳感技術

傳感器存在有待提高精確度、可靠性和靈敏度等方面的問題,由于提高可靠性與防干擾有著密切聯系,因此多采用光纖電纜傳感器的方法。而就外部信息感應器而言,大多使用非接觸型的檢測技術。

1.4 驅動技術

作為驅動機構,電機得到了廣泛使用,但是它在效率等方面存在一些問題,為了有效避免其缺點,控制專用組件—傳感器—電機三位一體的伺服驅動單元和內部裝有編碼器的電機正在被研發和推廣中。

1.5 軟件技術

軟硬件的協調發展,才能更好的帶動機電一體化的發展。大力推行軟件標準化、陳旭模塊化、程序標準化、軟件工程等,可以有效提高生產維修效率,減少投入成本,提升市場競爭力。

1.6 接口技術

數據傳輸格式的規范化和標準化是實現和計算機通信的基礎。接口規格的統一為信息的傳輸和維修提供了極大便利。為了有效解決光耦器信號、電纜非接觸化和光導纖維的標準化、大容量化、小型化等問題,科研人員正在努力研發高速串行、成本較低的接口。

2 機電一體化技術的發展前景

2.1 智能化

智能化是機電一體化技術發展的重要方向之一,該方向也是機電一體化和傳統機械自動化技術之間的本質區別。機電一體化技術向智能化方向發展,這樣就可以使得機械工業產品模擬人類的思維,實現邏輯判斷、推理和自主決策的系統功能。智能化是指以自動控制理論為基礎,集成計算機科學技術、人工智能理論、心理學、運籌學和模糊數學以及混沌動力學等多學科知識,能夠實現高效的機械工業控制。隨著諸多學科技術的快速發展,機械工業的大腦——自動控制微機的性能大幅度提高,處理速度高速提升,傳感器系統也更加集成化和智能化,因此,其已經為機械工業的嵌入智能控制算法編程創造力更加有力的條件,使機電一體化產品的智能化發展方向更加突出和明顯。

2.2 微型化

微型化也是機電一體化技術發展的主要方向之一。作為機電一體化的一個發展方向,微機電一體化系統有效結合了微電子技術、軟件技術和微機械技術等高新技術。微機電一體化系統具有很多優勢,比如能耗低,體積小,移動方便靈活,其可以在微型空間內進行精細化操作,目前,微機電一體化產品已經廣泛的應用于國防、航空航天、醫療器械等諸多領域,具有非常好的發展前景。隨著科學技術的不斷發展,微電子機械系統向著微米、納米的方向發展。

2.3 系統化

系統化的主要特征表現在兩個方面:一是其系統結構采用模塊化和開放式的總線結構,因此可以實現系統的各個組件之間靈活組裝,同時可以實現多個子系統之間的綜合管理和協調控制。二是系統的通信功能大幅度提高,可以實現遠程系統通信。機電一體化在未來的發展過程中,更加注重人們的使用感知度,結合人體自身需要,向智能化、情感化和人性等多元角度發展,注重生物系統化發展。

2.4 網絡化

隨著計算機技術、通信技術的高速發展,網絡技術隨之興起,目前,網絡技術已經廣泛的應用于人們的生產生活中,為人們的生產生活方式帶來了極大的變革。隨著網絡技術的發展,其已經成為機電一體化產品發展的重要方向,在各種遠程自動化控制和視頻監控系統中,可以基于網絡技術控制各種終端設備。局域網技術和現場總線技術的發展為家用電器網絡化提供了技術支持,以計算機為中心的計算機集成家電系統的實現為人們的生活帶來快樂和便利。而與此同時,質量可靠,功能齊全、獨特的機電一體化產品一經研發和銷售,便大受歡迎。由此可以看出,機電一體化產品必將向著網絡化方向發展。

2.5 模塊化

機電一體化產品的又一發展方向是模塊化,它非常復雜、重要,它有利于企業新產品的開發和生產規模的擴大。目前,機電一體化生產制造商非常多,生產的產品應用不同的標準,無法使機電一體化技術具有統一的機械電器等接口。為了保證各個單元和部件的匹配,需要制定一整套的標準,加之企業間的利益沖突,近期內很難完成標準的制定,但是可以通過組建大型企業逐漸實現機電一體化的模塊化。毫無疑問的是,機電一體化產品的模塊化、標準化、系列化所帶來的益處是顯而易見的,必將非常有利于機電一體化企業的發展。

2.6 綠色化

工業的發展給人們的生產生活帶來便利的同時,也帶來了環境污染,受此影響,綠色產品呼之欲出。產品綠色化是科學技術發展的必然趨勢,其目標是在產品的整個生命周期中,做到資源利用最大化,把對生態環境的破壞降到最低。機電一體化產品的綠色化是指生產使用時不破壞生態環境,報廢后可以回收利用。

3 結 語

總而言之,隨著我國科學技術的發展,機電一體化技術的出現并不是孤立的,而是與其他技術相互促進的。機電一體化技術是多學科發展的結晶,是人類社會科技力量高速發展的產物。在使用過程中,機電一體化技術促進了機械工業快速實現戰略性的變革,使得傳統的機械工業設計理念和方法發生了革命性的轉變,因此,大力發展機電一體化技術,促進機電一體化產品的生產,不僅可以改造傳統機械設備的需求,而且可以快速推動機械產品向新領域邁進。未來發展過程中,隨著機電一體化相關核心技術快速發展,機電一體化的發展前景必將越來越光明。

參考文獻:

[1] 左武峰.試探機電一體化技術未來的發展[J].中小企業管理與科技,2010,(2).

第7篇

關鍵詞 機電一體化 特點 發展趨勢

中圖分類號:TH-39 文獻標識碼:A

機電一體化又稱機械電子學,是以機械學、電子學和信息科學為主的多門技術學科在展過程中相互交叉、相互滲透而形成的一門新興邊緣性技術學科,發展至今也已成為一門有著自身體系的新型學科,其基本特征可概括為:機電一體化是從系統的觀點出發,綜合運用機械技術、微電子技術、自動控制技術、計算機技術、信息技術、傳感測控技術、電力電子技術、接口技術、信息變換技術以及軟件編程技術等群體技術,根據系統功能目標和優化組織目標,合理配置與布局各功能單元,在多功能、高質量、高可靠性、低能耗的意義上實現特定功能價值。

1機電一體化技術特點

1.1綜合性

機電一體化技術是由機械技術、電子技術、微電子技術和計算機技術等有機結合形成的一門跨學科的邊緣科學。各種相關技術被綜合成一個完整的系統,在這一系統中,它們相互苛刻要求,彼此又取長補短,從而不斷地向著理想化的技術發展。因此機電一體化技術是具有綜合性的高水平技術。

1.2應用性

機電一體化技術是以機械為母體,以實踐機電產品開發和幾點過程控制為基礎的技術,是可以滲透到機械系統和產品的普遍應用性技術,幾乎不受行業限制。機電一體化技術應用計算機技術,以信息化為內涵智能化為核心,開發和生產了性能更好的功能更強的機電一體化系統和產品。

1.3系統性

機電一體化是將工業產品和過程利用各種技術綜合成一個完整的系統,強調各種技術的協同和集成,強調層次化和系統化。無論從單參數、單擊控制到多參數、多級控制,還是從單件單品生產工藝到柔性及自動化生產線,直到整個系統工程設計,機電一體化技術都體現在系統各個層次的開發和應用中。

1.4可靠性

機電一體化系統幾乎沒有機械磨損,因此系統的壽命提高,故障率降低,可靠性和穩定性增強。有些機電一體化系統甚至可以做到不需要維修,具有自動診斷、自動修復的功能。

2機電一體化的發展趨勢

2.1智能化

隨著科學技術發展,機電一體化技術“全息”特征越來越明顯,智能化水平越來越高。這主要得益于模糊技術與信息技術的發展。智能化是機電一體化與傳統機械自動化的主要區別之一,也是未來機電一體化的發展方向。機電產品應具有一定的智能,使它與具有類似人的邏輯思考、判斷處理、自主決策能力。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繁多,研制和開發具有標準機械接口、電氣接口等接口的機電一體化產品單元變得至關重要,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。這樣,可利用標準單元迅速開發出新產品。為了達到以上目的,還需要制定各項標準,以便各部件、單元的匹配和接口。

2.3綠色化

科學技術的發展給人們的生活帶來巨大變化,在物質豐富的同時也帶來資源減少、生態環境惡化的后果。所以開發和研制出綠色環保的產品變得至關重要。綠色產品是指低能耗、低耗材、低污染、可再生利用的產品。在研制、使用過程中復合環保的要求,銷毀處理時對環境污染小,機電一體化產品綠色化主要也是要滿足環境保護要求,在整個使用周期內不污染環境,可持續利用。

2.4微型化

微型化是精細加工技術發展的必然,也是提高效率的需要。微機電系統是指可批量制作的,機械部分和電子完全可以“融合”,機體、執行機構、傳感器等器件可以集成在一起,減小體積,這種微型的機電一體化產品也是重要的發展方向。自1986年美國斯坦福大學研制出第一個醫用微探針,1988年美國加州大學研制出第一個微電機以來,國內外在MEMS工藝、材料以及微觀機理研究方面取得了很大進展,開發出各種MEMS器件和系統,如各種微型傳感器和微構件等。

2.5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。為了實現多品種、小批量生產的自動化與高效率,應使系統具有更廣泛的柔性。首先可將系統分解為若干層次,使系統功能分散,并使各部分協調又安全運轉,然后再通過執行部分將各個層次有機地聯系起來,使其性能最優、功能最強。

2.6數字化

微控制器及其發展奠定了機電產品數字化的基礎,如不斷發展的數控機床和機器人,同時計算機網絡的發展,為數字化設計與制造奠定了基礎,如虛擬設計、計算機集成制造等。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、自診斷能力以及人機交互界面。數字化的實現將便于遠程操作、診斷和修復。

機電一體化技術是一個多種學科技術相互融合影響的技術,是科技發展的見證和結晶,隨著科學技術水平的不斷發展和進步,機電一體化技術的發展前景也變得更加廣闊。

參考文獻

第8篇

關鍵詞:工業工程;電子技術;應用

1、前言

伴隨市場經濟的飛速發展,越來越多的現代技術融入到各行業之中,在改善民生、推動國民經濟建設進程中發揮了極為重要的作用。我國工業化社會發展進程中,工業生產始終占據主導,是現代事業的核心基礎。在歷史因素影響下,我國現代工業水平始終同國外發達國家存在一定差距。雖然經歷改革開放,工業工程領域實現了快速騰飛,然而要縮短差距,仍舊需要經歷長期的探索與努力。工業建設領域,自動化管控十分必要,其成為提升綜合國力的重要職稱。電子技術是推動自動化控制發展完善的重要技術,為實現工業自動化,我們需要由電子技術層面入手,方能取得更大的進步與提升。

2、電子技術內涵與特征

2.1電子技術內涵

電子技術伴隨科技的發展成熟形成了自成一脈的學科,由于符合經濟規律與市場需要,因而一經研發便獲取了迅猛快速的更新發展。計算機系統技術便是該領域的偉大發明,實現了數學以及機械領域的全面融合,其代表著自動化功能的實現。電子技術雖然只有百余年的發展歷史,卻經歷了數次創新改革,實現了一次又一次的突破與飛躍。電子技術以電子元器件為基礎發揮各項功能,因此后者屬性、工藝較大的影響著電子技術水平。起初階段,設備水平有限,較多電子技術功能的實現僅僅是理論上的可能,無法在工業生產中實現廣泛應用。即便如此,電子技術內在優勢也逐步受到人們重視,加之電子元器件的不斷改進優化,電子技術最終在工業工程中實現了越發廣泛的服務與應用。

2.2電子技術特征

電子技術核心特征在于智能化以及自動化,其應用服務需要借助智能芯片等工具完成。工業生產進程中,應用電子技術手段對提升日常工作效率極為有利。正是由于充分認識到電子技術這一特征,使有關經營管理人員以及技術員工更加重視電子技術,投入了較多的資源用于開發研究。另外,工業工程領域,電子技術加工生產精度也逐步提升,產品結構則變得更加復雜,因此不適宜應用傳統生產模式。例如,新型半導體生產技術突破了納米級,該精度則是人工機械生產無可匹敵的,因此要通過電子技術構建精密系統完成原料加工。

3、電子技術發展

當前,電子技術逐步在工業工程領域實現了越來越廣泛的應用,甚至在世界各國各個領域均能捕捉電子技術的影子。伴隨市場競爭的不斷激烈,可顯著提升生產力的電子技術受到越來越多企業管理者的認可與擁護,因此其逐步發展為市場之中一項主流技術。現代社會中,電能始終是主要的能源之一,其應用服務范疇涉及到社會生產建設、大眾日常生活等各個層面,這為電子技術服務應用開創了更寬闊的空間。未來,工業工程中,電子技術應用范疇還將持續擴充,由自身技術產業漸漸涉足臨近產業鏈,繼而遍布整體工業生產以及制造行業。電子技術作為一項基礎學科,其更新域完善無疑對現代科學技術形成了極大的推動作用。伴隨通信技術以及電子技術領域融合應用的不斷深化,使越來越多通信領域的瓶頸問題均需要借助電子技術應對。計算機領域也是一樣,其同電子技術的廣泛融合,推動了軟件系統、單片機遠程處理技術的持續更新發展。社會的向前進步,尤其是智能化原理的誕生,為電子技術發展引領了方向,同時也對其提出了高標準要求。電子技術要不斷完成自我突破,方能在更高層次激發自身核心功能,進而占據更廣闊的市場空間。由此我們不難看出,電子技術今后的發展前景尤為廣闊,其創造的經濟效益以及社會效益無疑是令人矚目的。

4、工業工程中電子技術應用

工業工程中電子技術應用主要包含兩個層面,即工業控制應用以及工程管理應用。伴隨越來越多電子技術的豐富應用,令自動化管理、智能化操控以及信息化工作變成可能。國外發達國家綜合生產力的持續提升同廣泛引入自動化控制系統密切相關。我國當前,自動化技術應用仍舊停留在初級階段,相關的產業系統、制度建設、人力資源培養等配套系統還沒有全面建成,然而通過多年的發展也實現了階段性進步。依照企業實踐生產狀況,依據科學合理的設計方案,應用對應性電子元器件創建一個體系,完整覆蓋企業生產建設各個流程,可最終完成對企業生產建設工藝流程的高效管控,進而顯著提升實踐生產效率。工業工程管理進程中,有效融合電子技術、信息系統、網絡平臺、計算機技術手段,可完成企業之中各類管理節點的互相通信,各項復雜指令則可實現高效傳輸以及準確反饋,進而可將企業豐富管理活動囊括到科學控制范疇中。工業管理領域電子技術應用涉及硬件以及軟件系統兩類,應用環節應依照上述兩個層面特征組織針對性規劃,方能令其功能價值最大化發揮出來。

5、結語

總之,電子技術歷經百余年的發展,逐步邁向了成熟時期,在較多行業領域均實現了廣泛應用,同時創建了自身無法動搖的控制地位。從當前來說,自動化管理以及智能化應用成為電子技術未來發展的主體目標。當下,我國正值持續推動工業現代化發展建設的重要時期,電子技術應用發展水平直接關系現代化事業的建設實效性以及科學性。為此,電子技術領域,科研人員應全面意識到此項技術在我國建設發展進程中的核心功能,了解我國同發達國家在該項技術層面存在的差距與不足,進而牟足全力推動我國電子技術的快速、科學發展。我們相信,只要持續不懈的奮斗、加強協同合作,我國電子技術發展勢必迎接更大的輝煌。

參考文獻:

[1]王德權.探索電子技術在工程領域的應用[J].科技與企業,2013(05).

[2]劉冉.電子技術在工程領域的應用探索[J].科技創業家,2012(22).

[3]王友強,張安成.機械電子技術的發展及其對產業的影響[J].消費電子,2014(24).

第9篇

關鍵詞: 機械電子;自動控制;最新科技

0 引言

在現代機械工程控制中,機電一體化控制已成為當前的主流。機械技術、電力電子技術、信息技術和自動控制技術的結合進一步提高了生產效率,促進了制造業發展。機電一體化產品小到玩具,大到機器人,機電一體化產品幾乎已經設計社會的各個方面,給人們的生產生活帶來了極大便利。

1 機電系統的感知器件

任何機電系統都需要從外界獲取信息,類似于人的五官,傳感器是獲取信息的源頭。傳感器種類繁多,性能各異,針對不同的控制系統,需要對傳感器作出不同的選擇。

傳感器簡介:

傳感器是機電控制的基礎,是系統對外感知的基本器件,沒有傳感器就沒有外界信號的準確輸入。傳感器將感知量轉換成另一種便于測量和輸出的物理量,其中主要以電學量為主,從而大大降低信號分析的難度。

傳感器一般由敏感元件和轉換元件兩大部分組成。傳感器作為一個完整的器件,絕大部分都是把轉換電路及必要的輔助電源單元與敏感元件、轉換元件一起做成一體化的器件。傳感器通過敏感元件進行控制信息的收集,通過轉換元件進行信號數據的轉換。可以說沒有傳感器就沒有檢測和控制系統。以現在的智能手機為例,重力感應器,加速傳感器,光線傳感器,距離傳感器,三軸陀螺儀都是傳感器技術的實際應用,在傳感器技術和接口技術,信息技術的支持下,智能手機才能實現真正的智能。從廣義上來講,智能手機就是一個沒有機械輸出的小型而復雜的機電一體化系統。

2 機電系統驅動器及執行器

機電系統在對外的感知下,經過中央處理單元之后需要通過驅動執行機構進行輸出,從而真正意義上實現機電系統的各項功能。

2.1 繼電器

繼電器在機電系統中應用非常廣泛,從本質上講繼電器就是利用弱電控制強電的開關。在電路中實現電動機或其它動力裝置的啟動、調速、停止,完成生產工藝對機械動作的要求和保護(自動和手動)。

繼電器按照原理主要分為電磁繼電器、固態繼電器、時間繼電器、溫度繼電器等。其控制機理是當系統輸入的某信號達到某一定值時,能使輸出回路的被控制量跳躍式地由零變化到一定值(或由一定值突跳到零)。

2.2 電磁閥

電磁閥是一種通過電力方式對機電系統的內部氣路、水路、油路進行通斷或控制流量的器件。在液壓和氣壓系統中,基本都有電磁閥的使用。

電磁閥由電磁線圈和磁芯組成,包含一個或多個孔,通過控制線圈的通斷電帶動磁芯的運轉,使氣流、水流流過或被切斷,從而達到換向的目的。電磁閥從原理上分為三大類,直動式、分布直動式和先導式。

2.3 電機

電機在現代機電系統中常常作為機械能的終端輸出設備,配合相應設計的機械結構,可以達到轉動,平動,擺動等輸出。電機種類很多,關于電機本身已形成電機學這門學科來進行專門研究。

常見的電機主要有直流電機、步進電機和伺服電機等。直流電機輸出或輸入為直流電能,能實現直流電能和機械能的相互轉化。步進電機將電脈沖轉化為角位移,當其收到一個脈沖信號,即將轉過固定角度。通過控制脈沖個數從而控制角位移量,因此步進電機的調速比直流電機更為精確。

3 機電系統控制中心單元

控制單元是機電系統的核心,負責將來自各傳感器的檢測信號和外部輸入命令進行集中、存儲、計算、分析,根據信息處理結果,按照一定的程度和節奏發出相應的指令,控制整個系統有目的地進行運轉。

3.1 單片機

單片機是將CPU、RAM、ROM、I/O接口等單元集成到一塊硅片上構成的微型計算機系統,它在的控制單元中可以說是最小的,但是其重要性卻是其他控制單元無法比擬的。

單片機數量龐大,小到計算器,大到各種精密控制系統,它實際已成為世界上數量最多的處理器。單片機的學習和開發充滿無窮的魅力,造就了一批智能化控制的技術人才。由于單片機的超低功耗、其強大的處理能力以及豐富的片上模塊和方便高效的開發環境,它已經成功吸引了人們對單片機的發展和開發,單片機的功能甚至在逐步逼近傳統的計算機,目前已經發展到32位300M的高速單片機,可以預見單片機的發展前景是無可估量的。

3.2 PLC

PLC是可編程邏輯控制器的簡稱,它是利用計算機原理為順序控制專門設計的、通用的、使用方便的裝置。

PLC采用可以編制程序的存儲器,用來在其內部存儲執行邏輯運算、順序運算、計時、計數和算術運算等操作的指令,并能通過數字式或模擬式的輸入和輸出,控制各種類型的機械或生產過程。PLC及其有關的設備都應該按易于與工業控制系統形成一個整體,易于擴展其功能的原則而設計。

PLC通用性強,控制程序可變,使用方便,在工業自動化中控制中已成為主流。同時其編程簡單容易掌握,通過對技術人員進行短期的培訓就能夠很快學會梯形圖編制控制程序。由于PLC采用了軟件存儲邏輯取代繼電器控制系統中的中間繼電器、時間繼電器、計數器等器件的接線邏輯,因此使控制柜的設計安裝接線工作量大大減少。另外PLC體積小、重量輕、功耗低和抗干擾能力強,因此是實現機電系統控制的理想控制設備。

3.3 ARM

ARM處理器及其技術的應用幾乎已經深入到各個領域,成為嵌入式系統微處理家庭中極其重要的一員,而其在機電系統控制領域的應用只是其很小的一部分。在移動通信領域超過85%的無線通信設備都采用了ARM技術。

ARM處理器有相當多的技術優勢,采用哈佛結構的ARM9處理器執行效率較早期的ARM7處理器效率更高。ARM處理器體積小、功耗低、低成本、高性能,尋址方式靈活簡單,執行效率高,在工業控制領域已經占據很大份額。從全球來看,ARM公司本身并不生產芯片,但是世界上各大半導體生產商都從ARM公司購買其CPU架構。然后各生產商自行設計電路用于不同功能的使用。就機電控制領域而言器ARM結構和移動通信領域的ARM結構本沒有顯著的差異,但是其電路卻大相徑庭。由于ARM的諸多優勢,ARM在機電控制領域的使用非常廣泛。

4 自動控制系統

控制理論的誕生大大推動了工程的發展,特別是在機械和電子領域,兩者結合并誕生了現在的機電一體化系統,隨著光電技術,信息技術的發展,各學科愈來愈呈現交叉發展的趨勢,目前的光機電一體化技術就是在這樣的背景下產生的。

自動控制指的是在沒有人直接參與的情況下,利用控制裝置,使機器設備或生產過程的某個工作狀態或參數,自動地按照規律運行。因此在機電控制中自動控制技術進一步提高了機械設備的精度,使機械設備向智能化邁出了重要一步。

加載到反饋系統上的作用主要有輸入和擾動。輸入決定系統被控制量的變化規律,擾動破壞輸入對系統的控制。在實際系統中擾動是不可避免的,一個系統通常受到多種因素的擾動,反饋控制就是按照偏差進行控制,不論什么原因被控制量偏離期望值而出現偏差時,必定會產生一個相應的控制作用去減小或消除這個偏差,使被控量與期望趨于一致。

綜上所述,現代機電控制系統正在向著智能化,精確化,學科交叉化的方向發展,電子信息和控制技術將對機械制造業的發展帶來新的革新。

參考文獻:

[1]肖世德、唐猛,機電一體化系統監測與控制[M].成都:西南交通大學出版社,2011.

第10篇

關鍵詞:承載平臺;姿態可調;承載能力;通用性;自由度 文獻標識碼:A

中圖分類號:TH711 文章編號:1009-2374(2017)01-0016-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2017.01.008

1 承載平臺的背景技術

工裝承載平臺是航天航空、電子行業、儀器生產、石油化工、礦山機械、建筑行業、機械加工、汽車、水處理等20多種行業不可缺少的產品,其中以重工業使用最為普遍,約占總產量的95%。承載平臺是工業生產中劃線、測量、鉚焊、工裝工藝等不可或缺的工作臺,也可以做機械試驗臺。

平臺的局部誤差和平臺剛度是衡量平板質量的兩大基本指標,對承載平臺質量檢驗的合格與否起著決定性的作用。平臺的局部誤差是指平臺工作面局部平面度加工質量,包括工作面加工的微觀質量和工作面小范圍內的局部畸變。所謂加工的微觀質量是指加工表面極小間距微小峰谷不平度,即表面粗糙度。表面微觀質量好,耐磨損,則平臺使用壽命高,反之,則平臺使用壽命短。而工作面小范圍內的局部畸變是指加工表面不平整、有變形,這里所說的工作面小范圍,對小平臺而言是局部位置,對大平臺而言則是局部面積。平臺的平整性反映了平臺局部誤差,可以從提高平臺的平整性等方面硤岣咂教ǖ募庸ぶ柿浚延長平臺的使用壽命。平臺剛度是指平臺在承受外載時抵抗變形的能力,這個指標從整體框架結構上來衡量平臺的承載性能。平臺在使用過程中要承受一定荷重,若平臺的剛度差,承受荷重后產生的變形撓度大,使平面度變差,也就不再起到應有的基準平面作用。

2 現有承載平臺簡要介紹

隨著機械制造行業的不斷發展,為機械加工制造和裝配而設計的支撐平臺也越來越多。在機械制造行業中,裝配過程中需要不斷調節被裝配工件的位置姿態,而為裝配設計的工裝雖然可以實現這項功能,卻只能適用于大批量生產中,且通用性較差。蘇州漢諾威升降臺有限公司自主發明的一種升降臺,可以實現所承載物品的升降,用于運輸或裝置作業,結構簡單,操作方便,但是承載能力和平衡性不足。中國工程物理研究院應用電子學研究所研究出的一種多自由度隔振承載平臺,能夠在隔振條件下對平臺進行4個自由度的調節,還能夠實現平臺的水平調節,且承載平臺負載大、位置精度高、自動控制、應用廣泛,但是結構相對較復雜,造價高。北京航空航天大學研發的一種用機翼對接的多自由度可調整裝配平臺,能夠快速安全、精確和效率都較好的實現飛機機翼的對接和柔性裝配,但裝置體積較大,不適合實驗室使用,不能調節水平,屬于吊裝。重慶大學發明的自控式多自由度對接平臺,具有自適應功能,能夠自檢測出對接體與對接腔體之間的對接位置和對接角度,并自動調整對接位置和對接角度,保證對接體與對接腔體的對接質量和對接效果,但裝置不能旋轉,不能進行主動位置控制。

3 新型承載平臺技術

為了解決承載平臺難以實現姿態可調、承載能力不強的問題,本文提出了一種姿態可調的新型承載平臺。該姿態可調的新型承載平臺的動平臺與下固定平臺的兩條驅動支鏈平行分布,共同承載平臺的壓力,能夠使承載平臺具有更強的承載能力;動平臺具有三個自由度,分別為兩個坐標方向上的移動和一個坐標方向上的轉動,從而可以有較好的姿態可調性,較好地解決了目前工裝平臺存在的通用性較差的問題。

3.1 新型承載平臺采用的技術方案

本文提出的一種姿態可調的新型承載平臺,包括上固定平臺3和下固定平臺1,承載平臺整體結構圖如圖1所示。下固定平臺1直接固定在地面上,上固定平臺3通過四條支撐腿2固定在地面上,上固定平臺3通過驅動支鏈4與動平臺5側面連接,動平臺5下部通過驅動支鏈4與下固定平臺1連接,驅動液壓缸6通過轉動副與上固定平臺3和下固定平臺1連接,驅動液壓桿7通過轉動副與所述動平臺5連接。

驅動支鏈4為RPR結構,即轉動副―移動副―轉動副結構,支鏈結構圖如圖2所示。驅動支鏈由驅動液壓缸6和驅動液壓桿7組成,支鏈的數目為四條,四條驅動支鏈結構完全相同,可以使動平臺5具有兩個坐標方向上的移動和一個坐標方向上的轉動共三個自由度。連接動平臺5與上固定平臺3的兩條驅動支鏈4對稱分布,連接動平臺5與下固定平臺1的兩條驅動支鏈4平行分布。

3.2 新型承載平臺的特點和優點

這種姿態可調的新型承載平臺,其具有獨創性的設計在于:上固定平臺和下固定平臺采用分離式結構,分別與地面固定。上固定平臺和動平臺、下固定平臺和動平臺都通過驅動支鏈連接,驅動支鏈采用液壓傳動裝置,由驅動液壓缸和驅動液壓桿組成。這種新型承載平臺在生產應用中的優點體現在以下方面:

3.2.1 本文提出的姿態可調的新型承載平臺可以實現兩個坐標方向上的移動和一個坐標方向上的轉動,可以在空間中得到更多的空間姿態,能夠使該承載平臺具有更好的姿態可調性,定位精度更高。

3.2.2 本文提出的姿態可調的新型承載平臺,連接動平臺與下固定平臺的兩條驅動支鏈平行分布,共同承載平臺的壓力,能夠使承載平臺具有更強的承載能力。

3.2.3 本文提出的這種新型承載平臺中采用了液壓傳動。液壓裝置工作比較平穩,由于質量和慣性小,易于實現快速啟動、制動和頻繁的換向;當將液壓裝置和電氣控制、電子控制或氣動控制結合起來使用時,整個傳動裝置能實現很復雜的順序動作,也能方便地實現遠程控制和自動化;而且由于液壓元件已實現了標準化、系列化和通用化,其設計、制造和使用都比較方便,更換起來也比較方便,可實現重復利用,降低成本,節約資源。

3.2.4 本文提出的這種新型承載平臺中各個組成構件形狀簡單,易于加工。在普通的機械加工車間即可完成,成本較低,對工作人員的技術要求也不高,而且機械加工的工藝規程和裝配工藝規程簡單,易于加工生產。

3.2.5 本文提出的這種姿態可調的新型承載平臺的各部分組件可以達到通用性,即互換性。這樣在機械加工生產的過程中可以將一臺機器中眾多的零部件,分散地進行高效率的專業化生產,然后又集中起來進行裝配,從而為生產的專業化創造了條件,也能促M自動化生產的發展,有利于降低生產成本,提高質量。

4 新型承載平臺的應用發展前景

近些年來,微電子技術、計算機技術、網絡信息技術以及機械制造技術的發展和深度結合,將當代的很多技術和產品帶入了一個嶄新的境界,計算機輔助技術(CAX)、計算機集成制造系統、數控技術、柔性制造系統等先進的制造系統和制造模式改變了加工制造的面貌。而機械制造對整個工業的發展起到基礎和支撐的作用,是衡量一個國家科技水平和綜合實力的重要標志,在相當長的時期里,中國經濟需要靠制造業牽引,而工裝承載平臺對我們機械制造等行業的發展有著不可估量的作用。當然,如果沒有工裝承載平臺的提高和發展,很多產業都無法取得大的突破。

隨著汽車產業的不斷發展,軟工裝的設計和制造加工造成了巨大的資源浪費,為縮短汽車新車型的開發制造周期,上汽通用五菱汽車股份有限公司提出在軟工裝制造過程中,采用柔性化總拼平臺,可以大量節約軟工裝制造成本,減少工裝制造周期和人力成本等。該項技術的提出引領工裝承載平臺向著柔性化方向持續發展。

飛機數字化裝配技術興起于20世紀末,在美歐等發達國家迅速興起。空客公司2005年機翼盒自動裝配的AWBA2研究項目應用了多種數字化柔性裝配技術,減少了生產投入,縮短了成產周期,完成了月產38套機翼的目標。

隨著工業生產的不斷推進,新興的制造裝配技術帶動著承載平臺向著高精度、大負載、多自由度、組合式、柔性化、數字化等方向不斷發展。本文提出的新型姿態可調整的承載平臺符合定位精度高、負載能力強、多自由度的發展要求,因而在現代工業生產中具有良好的應用發展前景。

參考文獻

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[9] 王水生.柔性工裝平臺控制系統設計[D].沈陽航空航

第11篇

關鍵詞: 新課改背景機械專業教學改革途徑

新課改背景下,機械專業教學的改革不僅有利于提高學生的機械專業理論知識水平,還有助于提高學生的思維能力、動手能力及實踐操作能力。本文主要從如下幾個方面詳細論述了機械專業教學改革的途徑。

一、科學合理設置課程,提高學生的學習效率

在機械教學中,影響教學質量和學生學習效率的因素有很多,課程設置是一個比較重要的因素。學校在進行課程設置時應充分考慮學生的認知水平、性格、心理及生理特點,科學合理地設置機械課程設置。課程設置的任務可以由學校經驗豐富、專業知識和技能水平高的優秀教師負責,因為他們對學生的認知能力、心理特點等具有較多的了解,還可以在日常的教學中活動中不斷調整和完善課程設置。在機械教學中,教師有了科學合理的教學課程設置,便能夠最大限度地滿足學生的學習需求,提高學生的學習效率和水平,進而提高教師的整體教學水平。

二、加大實踐教學力度,培養學生的實踐操作能力

機械教學不僅要重視提高學生的理論知識水平,還要重視培養學生的動手能力及實踐操作能力,這就要求教師加大實踐教學力度,提高學生的實踐操作能力。實踐教學在機械教學中具有重要作用,有利于培養出一大批高素質、高能力及高質量的應用型人才,這是機械教學的重要教學目標。學校進行實踐教學的措施如下:一是建立健全大型的綜合性實驗體系。這一體系的構建需要學校對校內的機械基礎實驗室進行相應的整合與重組,在此基礎上建立供學生使用的機械基礎實驗中心,學生可以在此接受機電、數控方面知識的訓練,還可以學習和練習機械基礎設計方面的知識,這對提高學生的思維能力、動手能力、實踐操作能力及創新能力具有十分重要的作用。二是使學生對完整的操作流程進行練習,培養學生的實踐操作能力。在機械設計教學時,教師要重視培養學生對整個生產過程的掌控能力,從中可以鍛煉學生的技術測量能力、實踐操作能力及相關軟件的應用能力,還有助于強化學生基礎課程設計和機械工程方面的理論知識和技能知識,對培養學生的知識應用能力和動手能力具有重要作用。

三、明確機械專業的發展方向,提高學生學習的針對性

在機械教學中,只有擁有了明確的目標和方向,教師教學才有參考依據,并且有十足的動機和信心提高機械教學水平。機械專業是按“加強基礎,拓寬專業口徑”的原則設置的一個綜合性很強的專業。該專業覆蓋機械制造工藝及設備、機械加工技術、機械設計及理論、機械電子工程、材料成型及模具制造和設計等專業方向。至于如何確定一個發展前景好、更適合學生學習的專業方向,需要學校做很多工作,如通過市場調研、調查問卷等形式獲得相關的信息,還需要做一些其他調研工作,為明確機械專業的發展方向提供可靠的保障。學校通常情況下將機械專業劃分成多個子方向對學生進行培養,如模具設計、機電一體化及數控技術應用等。在機械專業方向的確定和子方向的劃分方面,學校要根據市場的發展要求和自身的實際情況確定,堅持實事求是的原則,為學校的機械教學整體水平的提高創造良好的條件,從而提高機械專業學生的學習水平。

四、運用現代教學手段,充分調動學生學習的積極性和主動性

在機械教學中,運用現代教學手段對激發學生的學習興趣,充分調動學生的積極性和主動性具有十分重要的作用。教師采用多媒體課件進行機械課程教學,能夠將抽象、難懂的機械課程知識變得更加生動、形象及趣味十足,能夠營造輕松、愉悅、和諧的課堂氛圍,有助于學生更好地學習、理解及鞏固課堂知識,充分激發學生的學習動力。

教師在講解數控系統方面的知識時,課本上的知識比較枯燥難懂,教師很難講解,學生也不愿意學習。尤其是初次學習數控技術的學生對數控系統中各組成部分的含義、功能及數控裝置到底是什么設備,以及檢測信號反饋的意義等一系列的問題都很難理解。如果只采用傳統的講授法就很難獲得好的效果。假如教師利用多媒體課件呈現這部分內容,用生動形象的圖片表示數控系統的構成部分,利用動畫的形式生動形象地表示一段輸入信號從控制介質經數控裝置輸入到伺服系統,并將該信號以動畫的特點說明其被放大處理后驅動機床的運動部件進而驅動機床進行動作。學生將會對數控系統的構成組成部分的作用、無反饋信號的區別和作用有一個具體的認識和了解。利用這樣的教學手段,更有利于教師為營造出輕松、愉悅及和諧的教學氛圍,多媒體對學生具有很強的吸引力,使學生能夠全身心地投入到機械課程教學中,極大地調動了學生學習的積極性和主動性,從而提高了教師的教學水平和學生的學習水平。

參考文獻:

[1]李麗.建筑類高等院校機械專業課程設置的思考[J].長春理工大學學報(高教版),2009(01).

第12篇

【關鍵詞】機電一體化;應用;發展

前言

隨著機電一體化技術的發展,各種產品與裝置實現了機電一體化,有利實現整體優化,提高產品質量和生產效率,縮短開發新產品的生產準備周期,加速科技成果向商品轉化,有利推動傳統產業發生深刻變革,同時,隨著新產品的研發及高精密等設備的發展,要求新一代機電一體化技術、產品及系統朝著高性能、智能化、系統化以及輕量化、微型化方向發展,從而為國家帶來更大的經濟效益與社會效益。機電一體化的出現不是孤立的,它是許多科學技術發展的結晶,是社會生產力發展到一定階段的必然要求。當然,與機電一體化相關的技術還有很多,并且隨著科學技術的發展,各種技術相互融合的趨勢將越來越明顯,機電一體化技術的廣闊發展前景也將越來越光明。

一、機電一體化技術的應用問題分析

在現代機械制造業中的應用 傳統機械制造業是建立在規模經濟的基礎上,靠企業規模、生產批量、產品結構和重復性來獲得競爭優勢的,它強調資源的有效利用,以低成本獲得高質量和高效率,其生產盈利是靠機器取代人力,靠復雜的專業加工取代人的技能來獲取的。先進的機械制造業是以信息為主導,采用先進生產模式、先進制造系統、先進制造技術和先進組織管理形式的全新的機械制造業,其特征是全球化、網絡化、虛擬化、智能化以及環保協調的綠色制造。現代制造業集成了現代科學技術的發展,充分利用電子計算機技術,使制造技術提高到新的高度。近年來,制造工程領域的新技術相繼誕生,如計算機數字控制、現代集成制造系統、柔性制造技術、敏捷制造、虛擬制造、并行工程等。機電一體化技術是以微型計算機為代表的微電子技術、信息技術迅速發展,向機械工業領域迅猛滲透,機械電子技術深度結合的現代工業的基礎上,以機械技術、微電子技術、信息技術、自動控制技術、傳感測試技術、電力電子技術、接口技術及軟件編程技術等群體技術的綜合應用。其發展大體可分為3 個階段,20 世紀60 年代以前為第一階段。20 世紀七八十年代為第二階段,也是蓬勃發展的階段,這一時期,計算機技術、控制技術、通信技術的發展,為機電一體化的發展奠定了技術基礎,大規模及超大規模集成電路和微型計算機的迅猛發展,為機電一體化的發展提供了充分的物質基礎。20 世紀90 年代后期機電一體化進入深入發展的第三階段,機電一體化技術向智能化方向邁進。一方面通信技術、光學等進入機電一體化,微加工技術也在機電一體化中凸現出來,出現了微機電一體化和光電一體化等新分支;另一方面對機電一體化系統的建模設計、分析和集成方法,對機電一體化的學科體系和發展趨勢進行了深入研究。同時人工智能技術、神經網絡技術及光纖技術等領域的巨大進步,為機電一體化技術開辟了發展的廣闊天地。

二、機電一體化技術意義分析

1、機電一體化簡化了機構鏈,使機械磨損、配合間隙及受力變形等引起的誤差大大減少,從而達到純機械技術手段所無法實現的工作精度。

2、采用微處理器、大規模集成電路、電力電子器件裝置使機電一體化產品零部件數量減少,體積變小,結構得到簡化。

3、具備安全連鎖控制、過載及失控保護、斷電保護功能,進一步提高了機電一體化產品的安全可靠

4、采用計算機技術提升了產品的自動化程度,減少了操作按鈕及手柄,改善了設備的操作性能。

5、引入了軟件技術,實現機器工作程序的可修改性。通過軟件的修改,滿足了工作情況改變的需要,提高了柔性。

6、機電一體化產品具備了多種復合功能,使多臺設備的多道工序能一次完成并能自動檢測工件和精度,其功能大大增強。

三、機電一體化技術的發展趨勢分析

1、智能化。智能化即要求機電產品有一定的智能,使它具有類似人的邏輯思考、判斷推理、自主決策等能力。例如在CNC數控機床上增加人機對話功能,設置智能I/O接口和智能工藝數據庫,會給使用、操作和維護帶來極大的方便。隨著模糊數學、神經網絡、灰色理論、心理學、生理學和混沌動力學等人工智能技術的進步與發展,為機電一體化技術發展開辟了廣闊天地。

2、數字化。微控制器和接口技術的發展奠定了機電產品數字化的基礎,如不斷發展的數控機床和機器人;而計算機網絡的迅速崛起,為數字化設計與制造鋪平了道路,如虛擬設計、計算機集成制造等。數字化要求機電一體化產品的軟件具有高可靠性、通用性、易操

作性、可維護性、自診斷能力以及友好人機界面。數字化的實現將便于遠程控制操作、診斷和修復。

3、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、動力接口、環境接口的機電一體化產品單元模塊是一項復雜而有前途的工作。如研制具有集減速、變頻調速電機一體的動力驅動單元;具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的電機一體控制單元等。這樣,在產品開發設計時,可以利用這些標準模塊化單元迅速開發出新的產品。從而避免利益的沖突,并能使之標準化、系列化。

4、網絡化。網絡技術的興起和飛速發展給社會各個領域帶來了巨大變革。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使家用電器網絡化成為可能,利用家庭網絡把各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家用電器系統,使人們在家里可充分享受各種高技術帶來的好處,因此,機電一體化產品無疑應朝網絡化方向發展。

5、自源化。自源化是指機電一體化產品自身帶有能源,如太陽能電池、燃料電池和大容量電池。由于在許多場合無法使用電能,因而對于運動的機電一體化產品,自帶動力源具有獨特的好處。

6、人性化。人性化是各類產品的必然發展方向。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,使用這些產品,對人來說更自然,更接近生活習慣。

7、微型化。微型化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。

8、綠色化。工業發達給人們的生活帶來巨大變化,在物質豐富的同時也帶來資源減少、生態環境惡化的后果,所以綠色產品概念在這種呼聲中應運而生。綠色產品是指低能耗、低材耗、低污染、舒適、協調而可再生利用的產品。在其設計、制造、使用和銷毀時應符合環保和人類健康的要求,機電一體化產品的綠色化主要是指在其使用時不污染生態環境,產品壽命結束時,產品可分解和再生利用。

四、結語

機電一體化發展至今也已成為一門有著自身體系的新型學科,隨著相關技術的不斷發展,其內容將不斷更新。但其基本特征可概括為:機電一體化是從系統的觀點出發,綜合運用機械技術、微電子技術、自動控制技術、計算機技術、光學技術、電力電子技術、接口技術等群體技術,合理配置各功能單元,在多功能、高質量、高可靠性、低能耗的意義上實現特定功能價值,并使整個系統最優化的系統工程技術,它使工業生產由“機械電氣化”邁入了“機電一體化”為特征的發展階段。

參考文獻