广州中国科学院工业技术研究院 511458
摘要:机电一体化属于设备以及技术的高度结合,彼此发挥着自己的优势作用,并对自身存在的技术缺点进行了弥补。该技术还可以将其认为是电力、电子技术和机械之间的高度结合,所以也被称之为机械电子学。文章针对机电一体化技术的现状和发展趋势进行详细的分析。
关键词:机电一体化;现状;发展趋势
一、机电一体化技术概述
机电一体化技术从字面上理解,就是机械设备和电子技术相互融合的一种工业生产方式,而机电一体化技术是在与机械电子技术深度结合的现代工业的基础上,加上以微型计算机为代表的微电子技术使机械设备的动力以及对信息的处理与控制上达到智能自动化的一种工业生产模式。在现代化技术的基础上,机电一体化技术是建立在与机械技术、电子技术、网络技术和自动处理技术的基础上而进行的生产技术。科技的进步与发展,使人们对机械一体化技术的研究与融合更加了解和重视,同时也取得了相应的成功。在目前看来,国家已大力支持机电一体化的推广,很多学校都把这个设立成为了一门单独的课程,国家重视培养机电一体化的技术人员,为社会的经济发展做出努力与贡献。
机电一体化不只是一体化那么简单,而是要同时兼顾技术和产品两个方面,在研究的时候应当考虑到这两者之间的关系构成,不能只追求技术上的创新,同时也要看到产品的质量,这样才能以高效的技术生产出高质量的产品,从而达到深化发展机电一体化技术的最高境界。
二、机电一体化技术在工业制造中的发展与应用
在新时期的发展中,很多先进技术已得到了十分广泛的应用。机电一体化技术在工业智能制造过程中得到了一定的发展,并取得了很大的成就。因此,随着社会经济的快速发展,工业企业需要加大机电一体化技术的研究力度,为工业制造的有效进行提供支持,下文主要介绍了机电一体化技术在工业智能制造中的发展与应用。
1.传感技术的应用
传感技术是机电一体化技术中的重要组成部分之一,其具有精准性、灵敏性高等特点,能够有效地避免外部信号对设备造成的影响,其在工业智能制造过程中的应用发挥着十分重要的作用。但普通的传感器无法实现预期的效果,在应用过程中需要建立传感器网络系统,实现信息之间的对接和传输。将应用计算机收集的信息进行整合和分析,有效地控制生产的全过程。通过观察生产制造过程中的各项传感器可以发现,常用的传感器是光纤电缆传感器,在应用标准化接口的情况下,能够降低设计的难度,为企业节省更多的成本,推动工业制造行业的进一步发展。
2.数控生产的应用
机电一体化技术最早被应用在数控加工技术中,有效地提升了我国机械制造的整体水平,直接影响着我国的工业化水平,其在数控制造中的应用,不仅确保了机械加工精度,还提升了机械加工的整体效率。数控生产价值主要体现在加工精度等方面,这就对智能控制系统提出了更加严格的要求。在现代社会的发展中,智能控制系统在数控机床中的应用主要使用CPU、总主线模式,这一模式应用的技术主要有诊断技术、智能控制技术、三维仿真技术,对数控技术加工的全过程进行模拟,为数控机床的实际操作提供了支持。
3.自动生产线与自动机械的应用
在现代社会的发展中,大规模生产企业普遍应用自动化生产线和生产机械,这一技术主要应用电子技术的光电控制系统、人机界面控制装置,全面控制生产的全过程。自动生产线和自动机械应用的范围比较广泛。智能制造企业在实际生产过程中,将自动生产线和自动机械应用与柔性制造系统进行了融合,通过应用计算机控制系统融合先进的生产设备,如数控设备、计算机设备等,将生产要素实行一体化管理,为生产的集约化、网络化提供了支持。
4.工业智能机器人
在现代社会的发展中,工业智能机器人是机电一体化技术在智能制造领域中最先进的应用,其将各项先进技术进行了有效融合,是人工智能技术、仿生物学技术、计算机系统等相互作用的新型成果。机器人是现阶段科学技术研究的重要方向之一,智能机器人技术将控制论、传感技术和信息技术进行了有效融合,并在实际研究过程中取得了一定的成就,在生产领域得到了十分广泛地应用。在工业制造过程中,智能机器人的应用不仅能够有效地提升产品的整体质量,为企业增收,还能够减少人力成本的投入,在现代工业制造中得到了十分广泛地应用。在新时期的发展中,工业智能机器人的应用具有很多优势,如甄别信息资料,快速完成复杂的工作流程,生产准确性较高,适用于军事生产制造,得到了社会各界的广泛关注。
三、机电一体化发展趋势深化思考
机电一体化技术现阶段已经融入多种新兴一体设备,通常使用多媒体等技术实现全智能,而且已融入到各行各业,为社会便捷的目标更好的跟进,现今得到许多人的认同和赞扬。国内外的专家学者不断投入智慧与物资,力求将最先级的科学成果与技术和机电一体化技术结合,使机电一体化技术向着先进的方向发展。下面段落向各位阐述了机电一体化技术发展模式在日后的不断升级。
1.智能型模式
我国计算机技术在近几年有了很大的进步,让智能化技术也能得以更加深入的研究。机电一体化逐渐走向智能化,将极为显著地提升工作效率,并能够打破固有模式的生产局限,进行大规模的、高质量的产出,有效的降低了对人力物力的投入,对于优化资源结构配置有很大的作用。智能化除了能够应用于机械生产设备中,还能应用于时下最火爆、最先进的机器人研究领域,让机器人研究能够更加人性化、更加贴近于人类智慧,为人类生活更好服务。现而今,国内在机器人领域的开发与应用还不够普遍,所能应用的领域仅仅是少数的服务行业,使用机器人的营销效应远远超出机器人所能提供的智能服务。但是相信随着我国机电一体化技术智能化的发展,机器人领域定会有长足的进步,赋予机器人更多、更好、更新、更人性的功能与科技,已达到造福于人类的目的。
2.机器模块化
模块化发展是现阶段机电一体化技术发展面临的主要难题,因为现阶段进行机电一体化产品研发、生产的企业较多,虽然在具体研发、生产过程中,有固定、标准的机械接口、动力接口、电气接口、环境接口,但是仍存在较大的难题。针对机器模块化发展,例如智能调速、减速、电机集成为一体的动力单元研究,或者是具备视觉、识别、图像处理、测距等功能的控制单位,通过对上述单元的模块化发展,可以实现对生产规模的大幅度增加,并推动我国工业行业的发展。但是受到多种因素的影响,导致现阶段其单元、部件以及接口的国际标准尚未有效制定。而要想实现机器模块化发展,可以通过大企业的组建联合来逐渐形成一种模块化发展趋势,以此实现企业规模化生产。
3.环保型模式
机电一体化技术在环保化方面的发展中,会让自然界中的资源能被更加合理的开发,能有效促进人类社会的发展的进程。但随着资源减少速度的迅速提升,自然环境的变化速度也会随之加快。近几年,构建人与自然的和谐关系成为国内外专家学者的一致呼声,在不远的未来,低碳环保、可再生资源会成为各领域共同追求的目标。此种改变将会影响到人们生活的许多方面,例如环保低耗的生产过程,可回收可分解可再利用的环保产品等,从根本上让资源的利用率得到提升,最大限度的减少对环境以及不可再生资源的消耗与影响,并努力保证对既有资源的高利用率与高转化率。日后,产品从整体上会逐渐做到以下几个要求:第一资源利用率先比提升;第二,杜绝对环境的污染;第三,对资源进行二次使用。机电一体化技术环保化发展将促进我国经济发展模式的有一次升华重组,对未来环保经济的持续发展铺垫了厚厚的基石。
4.网络型模式
现阶段,全球经济一体化形势发展迅速且不可逆转,人们通过网络,可以第一时间了解想要的市场信息,最新的技术发展方向,最新的国家政策与相关规定。因为网络技术是当今科学技术发展中速度最快的,为人们的生活和工作提供了效率保障,减少了很大的劳动量。由此,机电一体化技术也将投身于网络化发展的浪潮中,通过网络了解国内外在技术领域的最新动向与研究成果,通过网络,专家学者们可以实现无国界、跨时空的交流和讨论,打破技术垄断,实现资源最有配比,共同推进人类文明向前发展。
5.体积微型化
微型化最早在20世纪80年代提出,是指机电一体化技术在发展过程中,需要朝着微观领域、微型机器的方向不断发展。在此背景下,机电一体化技术的微型化研究不断深入。当前,针对机电一体化的微型研究已经取得一定的成效,具备体积小、灵活性高、能耗低等特点,在军事、生物医疗以及信息等领域都得到充分的应用。针对微机电一体化技术而言,需要在具体应用过程中依靠精密仪器进行制造加工,所以技术性方面有着较高的要求。
结语
机电一体化技术让各个领域的技术科学的结合在一起,是科研人员历经千辛万苦奋战无数个日日夜夜的成果,也是在新时代社会生产力的发展到一定地步必然的产物,机电一体化对人们的生产生活水平的提高有非常重大的意义。随着对机电一体化技术更加深入的研究,相信将来会有更加先进、智能的技术应用于人类的生产生活,机电一体化技术的未来是不可限量的。
参考文献:
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[2]徐军,魏华.机电一体化在机械工程中的应用探讨[J].工程建设与设计,2017(22):226-227.