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淺論機電一體化技術(shù)的應用及發(fā)展趨勢
摘要：本文首先介紹了機電一體化的概念與特征，對這項技術(shù)的發(fā)展趨勢做了詳細的分析，供廣大工程技術(shù)人員參考。
關(guān)鍵詞：機電一體化 發(fā)展趨勢 機械工業(yè)
1前言
現代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展．極大地推動(dòng)了不同學(xué)科的交叉與滲透，導致了工程領(lǐng)域的技術(shù)革命與改造。在機械工程領(lǐng)域．由于微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機械工業(yè)的滲透所形成的機電一體化．使機械工業(yè)的技術(shù)結構、產(chǎn)品機構、功能與構成、生產(chǎn)方式及管理體系發(fā)生了巨大變化。使工業(yè)生產(chǎn)由“機械電氣化”邁入了“機電一體化”為特征的發(fā)展階段。論文 畢業(yè)論文
2機電一體化的優(yōu)點(diǎn)
機電一體化是指在機構的主功能、動(dòng)力功能、信息處理功能和控制功能上引進(jìn)電子技術(shù)．將機械裝置與電子化設計及軟件結合起來(lái)所構成的系統的總稱(chēng) 其涵蓋“技術(shù)”和“產(chǎn)品”兩個(gè)方面．是基于上述群體技術(shù)有機融合的一種綜合技術(shù)．而不是機械技術(shù)、微電子技術(shù)以及其它新技術(shù)的簡(jiǎn)單組合、拼湊．這是機電一體化與機械+電氣所形成的機械電氣化在概念上的根本區別機械工程技術(shù)由純機械發(fā)展到機械電氣化．仍屬傳統機械．其主要功能依然是代替和放大的體力 但是發(fā)展到機電一體化后．其中的微電子裝置除可取代某些機械部件的原有功能外．還能賦予許多新的功能，如自動(dòng)檢測、自動(dòng)處理信息、自動(dòng)顯示記錄、自動(dòng)調節與控制、自動(dòng)診斷與保護等 即機電一體化產(chǎn)品不僅是人的手與肢體的延伸．還是人的感官與頭腦的眼神。機電一體化與機械電氣化在功能上的本質(zhì)區別是智能化 機電一體化產(chǎn)品的典型例子有：數控加工中心、機器人以及具有檢測控制性能的數碼相機等�？傊粋�(gè)機電一體化的系統主要是由機械裝置、執行裝置、動(dòng)力源、傳感器、計算機這五個(gè)要素構成。
3 機電一體化的發(fā)展歷史
2O世紀6O年代以來(lái)．人們自覺(jué)不自覺(jué)地利用電子技術(shù)的初步成果來(lái)完善機械產(chǎn)品的性能后．刺激了機械產(chǎn)品與電子技術(shù)的結合，再后來(lái)計算機技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展，為機電一體化的發(fā)展更進(jìn)一步奠定了技術(shù)基礎 大約到20世紀8O年代末期在世界范圍內得到比較廣泛的承認：機電一體化技術(shù)和產(chǎn)品得到了極大發(fā)展：各國均開(kāi)始對機電一體化技術(shù)和產(chǎn)品給以很大的關(guān)注和支持：2O世紀9O年代后期．開(kāi)始了機電一體化技術(shù)向智能化方向邁進(jìn)的新階段．機電一體化進(jìn)入深入發(fā)展時(shí)期。一方面，光學(xué)、通信技術(shù)等進(jìn)入了機電一體化．微細加工技術(shù)也在機電一體化中嶄露頭腳．出現了光機電一體化和微機電一體化等新分支；另一方面對機電一體化系統的建模設計、分析和集成方法．機電一體化的學(xué)科體系和發(fā)展趨勢都進(jìn)行了深入研究。
我國是從20世紀8O年代初才開(kāi)始在這方面研究和應用。許多大專(zhuān)院校、研究機構及一些大中型企業(yè)對這一技術(shù)的發(fā)展及應用做了大量的工作．取得了一定成果，但與歐美、日本等先進(jìn)國家相比仍有相當差距機電一體化是集機械、電子、光學(xué)、控制、計算機、信息等多學(xué)科的交叉綜合。它的發(fā)展和進(jìn)步依賴(lài)并促進(jìn)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步。
機電一體化發(fā)展至今也已成為一門(mén)有著(zhù)自身體系的新型學(xué)科．隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的不但發(fā)展．還將被賦予新的內容。
4 機電一體化發(fā)展趨勢的分析
機電一體化是集機械、電子、光學(xué)、控制、計算機、信息等多學(xué)科的交叉綜合，它的發(fā)展和進(jìn)步依賴(lài)并促進(jìn)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步。因此，機電一體化的主要發(fā)展方向如下：
4．1 智能化
智能化是21世紀機電一體化技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要發(fā)展方向。人工智能在機電一體化建設者的研究日益得到重視，機器人與數控機床的智能化就是重要應用。這里所說(shuō)的“智能化”是對機器行為的描述，是在控制理論的基礎上，吸收人工智能、運籌學(xué)、計算機科學(xué)、模糊數學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)和混沌動(dòng)力學(xué)等新思想、新方法，模擬人類(lèi)智能，使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，以求得到更高的控制目標。誠然使機電一體化產(chǎn)品具有與人完全相同的智能是不可能的，也是不必要的。但是高性能、高速的微處理器使機電一體化產(chǎn)品賦有低級智能或人的部分智能，則是完全可能而又必要的。
4．2 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(chǎn)品種類(lèi)和生產(chǎn)廠(chǎng)家繁多，研制和開(kāi)發(fā)具有標準機械接口、電氣接口、動(dòng)力接口、環(huán)境接口的機電一體化產(chǎn)品單元是一項十分復雜但又是非常重要的事。如研制集減速、智能調速、電機于一體的動(dòng)力單元，具有視覺(jué)、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(kāi)發(fā)出新產(chǎn)品，同時(shí)也可以擴大生產(chǎn)規模。這需要制定各項標準，以便各部件、單元的匹配和接口。由于利益沖突，近期很難制定國際或國內這方面的標準，但可以通過(guò)組建一些大企業(yè)逐漸形成。顯然從電氣產(chǎn)品的標準化、系列化帶來(lái)的好處可以肯定，無(wú)論是對生產(chǎn)標準機電一體化單元的企業(yè)還是對生產(chǎn)機電一體化產(chǎn)品的企業(yè)，規�；瘜⒔o機電一體化企業(yè)帶來(lái)美好的前程。
4．3 網(wǎng)絡(luò )化
20世紀90年代，計算機技術(shù)等的突出成就是網(wǎng)絡(luò )技術(shù)。網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的興起和飛速發(fā)展給科學(xué)技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)、政治、軍事、教育等人們日常生活都帶來(lái)了巨大的變革。各種網(wǎng)絡(luò )將全球經(jīng)濟、生產(chǎn)連成一片，企業(yè)間的競爭也將全球化。機電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來(lái)，只要其功能獨到，質(zhì)量可靠，很快就會(huì )暢銷(xiāo)全球。由于網(wǎng)絡(luò )的普及，基于網(wǎng)絡(luò )的各種遠程控制和監視技術(shù)方興未艾，而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產(chǎn)品�，F場(chǎng)總線(xiàn)和局域網(wǎng)技術(shù)是家用電器網(wǎng)絡(luò )化已成大勢，利用家庭網(wǎng)絡(luò )(homenet)將各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家電系統(computer integrated appliancesystem，CIAS)，使人們在家里分享各種高技術(shù)帶來(lái)的便利與快樂(lè )。因此機電一體化產(chǎn)品無(wú)疑朝著(zhù)網(wǎng)絡(luò )化方向發(fā)展。
4．4 微型化
微型化興起于20世紀80年代末，指的是機電一體化向微型機器和微觀(guān)領(lǐng)域發(fā)展的趨勢。國外稱(chēng)其為微電子機械系統(MEMS)，泛指幾何尺寸不超過(guò)1cm。的機電一體化產(chǎn)品，并向微米、納米級發(fā)展。微機電一體化產(chǎn)品體積小、耗能少、運動(dòng)靈活，在生物醫療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢。微機電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機械技術(shù)，微機電一體化產(chǎn)品的加工采用精細加工技術(shù)，即超精密技術(shù)，它包括光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)兩類(lèi)。
4．5 綠色化
工業(yè)的發(fā)達給人們生活帶來(lái)了巨大變化。一方面物質(zhì)豐富，生活舒適；另一方面，資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴重污染。于是人們呼吁保護環(huán)境資源，回歸自然。綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲下應運而生，綠色化是時(shí)代的趨勢。綠色產(chǎn)品在其設計、制造、使用和銷(xiāo)毀的生命過(guò)程中，符合特定的環(huán)境保護和人類(lèi)健康的要求，對生態(tài)環(huán)境無(wú)害或危害極少，資源利用率極高。設計綠色的機電一體化產(chǎn)品，具有遠大的發(fā)展前途。機電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指使用時(shí)不污染生態(tài)環(huán)境，報廢后能回收利用。
5結束語(yǔ)
機電一體化技術(shù)的發(fā)展使機電產(chǎn)品功能和質(zhì)量得到提高，在各方面均可帶來(lái)顯著(zhù)的經(jīng)濟效益和社會(huì )效益。機電一體化的出現不是孤立的，它是許多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結晶，是社會(huì )生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。當然與機電一體化相關(guān)的技術(shù)還有很多，并且隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種技術(shù)相互融合的趨勢將越來(lái)越明顯，機電一體化技術(shù)的廣闊發(fā)展前景也將越來(lái)越光明。
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