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1、探析机电一体化技术的现状和发展趋势 摘要简述了机电一体化技术的基本概要和发展背景。综述了国内外机电一体化技术的现状,分析了机电一体化技术的发展趋势。 关键词机电一体化技术现状产品制造技术发展趋势 绪论现代科学技术的不断发展,极大地推动了不同学科之间的交叉与渗透,决定了工程领域的技术革命与改造。在机械工程领域,由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化,使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化,使工业生产正式迈人由机械电气化
2、向机电一体化转化为特征的发展阶段。 是发展到机电一体化后,其中的微电子装置除可取代某些机械部件的原有功能外,还能赋予更多新的功能,如自动检测、自动信息处理、自动记录显示、自动调节与控制、自动诊断与保护等诸多方面。 机电一体化概要机电一体化是指在机构的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术,将机械装置与电子技术结合起来所构成的系统的总称。 机电一体化发展至今已经成为一门自成一体的新型学科,随着科学技术的不断发展,必将被赋一予新的内容。但其基本特征可概括为机电一体化是从系统的观
3、点出发,综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、、汁算机技术、信息技术、传感测控技术、电力电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术,根据系统功能目标和优化组织目标,合理配置与布局各功能单元,在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值,并使整个系统最终达到最优化的系统工程技术。由此而产生的功能系统,就成为一个机电一体化系统或机电一体化产品。因此,机电一体化涵盖技术和产品两个方面。只是,机电一体化技术是基于上述群体技术有机融合的一种综合技术,而不是机械技术、微电
4、子技术以及其它新技术的简单组合、拼凑。这是机电一体化与机械加电气所形成的机械电气化在概念上的根本区别。 机械工程技术由纯技术发展到机械电气化,仍属传统机械,其主要功能依然是代替和放大的体现。但机电一体化的发展状况机电一体化的发展大体可以分为个阶段。 世纪年代以前为第一阶段,这一阶段称为初级阶段,在这一时期,人们不自觉地利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能,特别是在第二次世界大战期间,战争极大地刺激了机械产品与电子技术的结合,这些机电相结合的军用技术,战后转为民用,对战后经济的恢复起到了
5、积极的作用。 从当时研制和开发的总体上看还处于自发状态。 由于当时电子技术的发展尚未达到一定水平,机械技术与电子技术的结合还不可能广泛和深入发展,已经开发的产品也无法大量推广使用。世纪一年代为第二阶段,可称为蓬勃发展阶段,这一时期,计算机技术、控制技术、通信技术的发展,为机电一体化的发展奠定了坚实的技术基础。大规模、超大规模集成电路和微型计算机的迅猛发展,为机电一体化的发展提供了充分的物质基础。 世纪年代后期,开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段,机电一体化进人深人发展时期。一方面
6、,光学、通信技术等进人了机电一体化,微细加工技术也在机电一体化中崭露头脚,出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支另一方面对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法,机电一体化的学科体系和发展趋势都进行了深入研究。同时,由于人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取得的巨大进步,为机电一体化技术开辟了发展的广阔天地。这些研究,将促使机电一体化进一步建立完整的基础和逐渐形成完整的机电一体化的发展趋势机电一体化是集机械、电子、光学、控制、计算机、信息等多学科的交叉综合,它的发展和进步依赖并促进相关
7、技术的发展和进步。因此,机电一体化的主要发展方向如下智能化智能化是世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向。人工智能在机电一体化建设的研究日益获得重视,机器人与数控机床的智能化就是重要应用。这里所说的智能化是对机器行为的描述,是在控制理论的基础上,吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法,模拟人类智能,使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力,以求得到更高的控制目标。诚然,使机电一体化产品具有与人完全相同的智能,是不可能的,也是不必要的。但是,高性
8、能、高速的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或人的部分智能,则是完全可能而又必要的。 模块化模块化是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多,研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又是非常重要的事。如研制集减速、智能调速、电机于一体的动力单元,具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元,以及各种能完成典型操作的机械装置。这样,可利用标准单元迅速开发出新产品,同时也可以扩大生产规模这需要制定各项标准,以便各部件、单元的
