机电一体化技术应用及其前景探究

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1、机电一体化技术应用及其前景探究摘要：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、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化，使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。本文就机电一体化技术的应用及其前景进行分析研究。关键词：机电一体化;应用；前景中图分类号:TD614文献标识码：B文章编号:1009-9166(2010)020(C)-0186-01一、概述机电一体化是众多科学技术发展的结晶，是社会生产力发展到一定

2、阶段的必然要求。它促使机械工业发生战略性的变革，使传统的机械设计方法和设计概念发生着革命性的变化。大力发展新一代机电一体化产品，不仅是改造传统机械设备的要求，而且是推动机械产品更新换代和开辟新领域、发展与振兴机械工业的必由之路。二、机电一体化技术的主要应用(%1)数控机床。数控机床及相应的数控技术经过40年的发展，在结构、功能、操作和控制精度上都有迅速提高，具体表现在：(1)总线式、模块化、紧凑型的结构，即采用多CPU、多主总线的体系结构。（2）开放性设计，即硬件体系结构和功能模块具有层次性、兼容性、符

3、合接口标准，能最大限度地提高用户的使用效益。（3）W0P技术和智能化。系统能提供面向车间的编程技术和实现二、三维加工过程的动态仿真，并引入在线诊断、模糊控制等智能机制。（4）大容量存储器的应用和软件的模块化设计，不仅丰富了数控功能，同时也加强了CNC系统的控制功能。（5）能实现多过程、多通道控制，即具有一台机床同时完成多个独立加工任务或控制多台和多种机床的能力，并将刀具破损检测、物料搬运、机械手等控制都集成到系统中去。（二）工业机器人。第1代机器人亦称示教再现机器人，它们只能根据示教进行重复运动，对工作

4、环境和作业对象的变化缺乏适应性和灵活性；第2代机器人带有各种先进的传感元件，能获取作业环境和操作对象的简单信息，通过计算机处理、分析，做出一定的判断，对动作进行反馈控制，表现出低级智能，已开始走向实用化；第3代机器人即智能机器人,具有多种感知功能，可进行复杂的逻辑思维、判断和决策，在作业环境中独立行动，与第5代计算机关系密切。（三）计算机集成制造系统（CIMS）oCIMS的实现不是现有各分散系统的简单组合，而是全局动态最优综合。它打破原有部门之间的界线，以制造为基干来控制“物流”和“信息流”，实现从经营

5、决策、产品开发、生产准备、生产实验到生产经营管理的有机结合。企业集成度的提高可以使各种生产要素之间的配置得到更好的优化，各种生产要素的潜力可以得到更大的发挥。(%1)柔性制造系统(FMS)o柔性制造系统是计算机化的制造系统，主要由计算机、数控机床、机器人、料盘、自动搬运小车和自动化仓库等组成。它可以随机地、实时地、按量地按照装配部门的要求，生产其能力范围内的任何工件,特别适于多品种、中小批量、设计更改频繁的离散零件的批量生产。三、机电一体化发展应用前景开发新一代的机电一体化系统，设计和研制各种性能优良、

6、稳定高效的机器人和机电一体化设备，实现工业和各种作业的柔性化和自动化，使机械设备具有更高的柔性。智能制造系统(MIT)是由智能机器和人类专家组成的人机一体化系统，是在专家的指导下，做到人机的有机结合，具有很强的自律能力和人机一体化能力；高水平的人机一体化(即虚拟制造技术)，在软件的支持下，有一定自组织能力、自我优化能力和自我修正能力，是机电一体化研究热点。它是在控制理论的基础上，吸收人工智能、心理学、生理学、运筹学、计算机科学等新思想、新方法，模拟人类智能,对诊断过程、人机接口、自动编程和加工过程等问题

7、进行分析、判断、推理、构思和决策，以取代或延伸制造工程中人的部分脑力劳动并对专家的制造智能进行收集、存储、完善、共享、继承和发展，以求得更高的控制目标。快速零件制造技术(RPM)是由CAD模型直接驱动的快速制造任意复杂形状三维实体技术总称。其加工过程中人工干预少或无人工干预，由CAD软件设计零件的三维实体模型的数字模型，然后根据工艺要求，按一定厚度分层，完成从三维实体模型到三维平面的转变，进行加工处理，生成数控加工代码，再以平面加工方式生产，是集计算机技术、数控技术、激光技术、材料技术等于一体，是零件制

8、造加工的前沿技术,是新的发展方向。随着新世纪的到来，人们对制造模式有了新的认识；从以“技术”为中心向以“人”为中心转变，从“金字塔式多层次管理”向“网络式管理”、由顺序工作方式向并行工作方式，由固定组织加工向敏捷制造加工转变，特别是由质量第一向快速响应市场需求的转变。因此,21世纪制造模式成为机电一体化研究的新领域。结束语：综上所述，随着新产品的研发及高精密等设备的发展，要求新一代机电一体化技术、产品及系统也必然会朝着高性能、智能化、系统化