探讨机电一体化技术的应用与发展

发表时间:2020/7/14   来源:《基层建设》2020年第8期   作者:石晓君
[导读] 摘要:本文简要介绍机电一体化技术发展现状,并分析机电一体化技术的发展方向,针对机电一体化未来发展进行深入研究分析,希望可以对机电一体化的发展起到一定的参考和帮助,更好地满足机电一体化发展需要,为我国社会经济的持续稳定发展打下良好基础。
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        摘要:本文简要介绍机电一体化技术发展现状,并分析机电一体化技术的发展方向,针对机电一体化未来发展进行深入研究分析,希望可以对机电一体化的发展起到一定的参考和帮助,更好地满足机电一体化发展需要,为我国社会经济的持续稳定发展打下良好基础。
        关键词:机电一体化技术;应用;发展
        21世纪,我国现代化水平有明显提高,已经全面进入信息时代,互联网技术以及电子信息工程等有了较为广泛应用。工业生产中机电一体化技术融合电子信息技术、互联网技术等先进科学技术,存在有非常大的发展空间和潜力。当前人们普遍认为机电一体化涉及较大跨度的学科和专业,实际上机电一体化技术与微电子技术和信息技术等相辅相成、取长补短,能够更好地满足社会经济发展中的实际需要,现就此展开探讨分析。
        1 机电一体化概述
        机电一体化技术目前经历了3个发展阶段,在20世纪60年代以前为第一阶段(初级阶段)。在这一阶段,人们为了提升机械产品生产力,将电子技术融入机械设备控制当中,以完善设备性能。在这个阶段,技术研发还处于自发性状态,电子技术与机械设备结合得还不够深入。20世纪70年-80年底,机电一体化进入了快速发展阶段。在这一时期,无论是控制技术、计算机技术,还是通信技术等,均有了空前的发展,为机体一体化提供了良好的技术支持,相关技术也得到快速普及,并受到了世界各国关注。进入20世纪90年代后,机电一体化已经逐渐朝着智能化方向发展,此时机电一体化技术就已经进入了深入发展期。微加工技术、光学技术、信息化技术逐渐融入机电一体化当中,同时机电一体化系统分析方法、集成方法机建模设计等愈来愈成熟,再加上神经网络技术等高新技术的支持,为机电一体化快速发展提供了充足的动力,也让机电一体化技术有了更大的应用空间。与欧美、日本等国家相比,我国机电一体化起步较晚,从20世纪80年代才逐步涉及该领域。但国家对机电一体化发展十分重视,并制定了相关扶持政策。国内很多大型企业、科研院校等在机电一体化领域做了大量工作,部分技术已经接近国际领先水平,取得了令人瞩目的成果。
        2 机电一体化技术的应用
        2.1 数控机床中的应用
        随着社会经济的不断进步,机电一体化在数控机床中的应用也体现出鲜明的时代特征,尤其是在数控机床构造方面,通过对多CPU的合理应用,一定程度上改善了数控机床的整体构造效果,使得数控机床更具操控性。与此同时,基于机电一体化所实现的开放性设计,使得数控机床的功能更加完善。在应用WOP技术时,通过模块化软件设计与大容量存储器的协调应用,切实提高了数控机床的操作精度,为数控机床大规模规范化生产提供可靠的技术支持。
        2.2 工业机器人中的应用
        机电一体化技术在工业机器人中的应用主要体现在三个时期,是由欠灵活到实用化再到独立性的过程,充分展示出机电一体化技术给工业机器人带来的巨大变化。第一时期是依照某一动作单纯进行重复的工业机器人,即便是环境与对象发生变更其依然无法辨识,灵敏度不高且灵活性不足。第二时期与第一时期相比,工业机器人有了一定程度的改进,通过先进传感元件的应用,能够获取相对简单的环境及对象变更信息,经由内部计算机分析处理后作出简单判断,并通过反馈动作和控制动作进行表示,具有基本实用性特征。第三时期的工业机器人则具备逻辑思维与感知能力,能够准确把握环境及对象变更,具有良好的环境适应性,能够实现独立行动并作出正确决策,真正实现智能化。


        2.3 计算机集成与制造系统中的应用
        机电一体化技术在计算机集成与制造系统之中的应用,能够突破以往部门及环节的限制,实现各环节的有机结合,有效提高部门之间的信息传递速率和协调沟通质量,提高资源优化配置效率,促进计算机集成与制造系统动态的最优化,为生产活动的高效开展提供可靠的技术支持。
        2.4 柔性制造系统中的应用
        所谓柔性制造系统即FMS,主要由计算机、机器人、数控机床及自动化仓库等组成,在实际生产活动中能够结合系统装配需求调整生产模式,即使遇到小批量生产单零件更换频率大的生产需求,也能够灵活应对,由此可知机电一体化技术在柔性制造系统中发挥着重要作用。
        3 机电一体化发展趋势分析
        3.1 网络化
        网络化是机电一体化技术重要的发展趋势之一。如今计算机技术、网络技术及信息技术已经十分成熟。网络信息化技术推动社会生产变革,也让人们的生活发生了“翻天覆地”的变化。一方面,网络信息化技术为机电一体化提供了可靠的技术支持。借助相关技术,能够实现各类远程监控、操控,各类远程控制终端设备本身就是机电一体化产品。现场总线及局域网技术的成熟,能够让各类设备以计算机为中心,形成计算机集成系统,让整个生产系统变得更为完善,其功能也更为健全。另一方面,网络环境为机电一体化产品营销提供了良好途径。只要产品功能优秀、质量可靠,借助网络信息传播,能够让人们迅速了解相关产品及特点,借助线上销售进一步扩大营销范围。
        3.2 区域模块化
        对机电一体化产品进行模块化处理,让每个单元单独负责一项功能。即便某个模块出现问题,但并不会影响到其他模块工作,有利于提升设备工作的稳定性。这些模块也能够相互串联,形成一个体系,让设备具备丰富的功能。模块化能够对相应的控制单元机动力单元做出标准化衡量,能够让单元之间匹配更优的性能。同时能够将产品相关功能集中在区域模块上,能够进一步提升产品的可转配性、维修性等。当然,要实现模块化就必须制定各项接口标准,能够让各个部件、单元有效匹配。利用标准化单元也能够缩短产品研发周期,并快速扩大生产规模。
        3.3 智能化
        智能化是机电一体化发展的重点方法。智能化即保证机电一体化产品具备一定的智能性,能够具备与人类逻辑思维相似的功能,可进行自主决策、自动推理、自我诊断维护等。例如,在CNC数控机床上借助智能化技术可实现人机交互对话。再加上工艺数据库、智能I/O接口的支持,有利于提升设备效率,也能够为设备后期维护、升级提供便捷。近年来,随着神经网络技术、小波理论、模糊控制等的不断成熟,催使机电一体化达到了一个新的发展阶段。智能化技术赋予了机电一体化设备更为强大运算能力及感知能力,进一步扩大了相关设备的应用范围。
        3.4 环保化
        工业的快速发展,提升了人们的生活质量,但同时也产生了巨大的资源消耗,并导致了生态环境污染、破坏。在这种情况下,机电一体化设备绿色环保化也愈来愈受到重视。在设备设计过程中,通过融入绿色环保理念,保证设备使用时不会对周围生态环境产生危害。即便设备损坏或报废后,相关模块或零件也可回收使用,充当二次资源利用。
        结语
        机电一体化技术发展过程中涉及不同学科之间的相互融合和交叉,同时融合各类不同科学技术,属于社会生产力发展过程中的必然产物。机电一体化的发展能够很大程度上促进社会经济发展进步,更好地满足社会发展需要。在未来,科学技术发展过程中,机电一体化技术的应用也将更为广泛,对社会发展产生更为深远的影响。
        参考文献:
        [1]靳鹄铭.机电一体化技术及其应用[J].通讯世界,2019,26(1):149-150.
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