下面小编为大家推荐机电一体化技术的发展及应用,欢迎各位机电一体化的同学阅读!
【摘 要】机电一体化技术是一种复合型的技术,它是机械技术,微电子技术与信息技术相互渗透融合的产物,集计算机、机械、电子、信息、光学、控制等多学科于一体。是现代工业发展的必然趋势。本文简述了机电一体化技术的基本概要和发展趋势,并详细阐述了机电一体化在各领域的应用,供以参考。
【关键词】机电一体化技术;应用;发展趋势
引言
随着现代科学技术的不断进步与发展,各种技术相互融合的趋势也越来越明显,这是社会生产力发展到一定水平的必然趋势。在机械工程领域中,随着微机电子技术和计算机技术的高速发展并与机械工业相互渗透,形成了机电一体化。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。
1 机电一体化技术的发展现状
纵观机电一体化技术的发展史,大致可以可将其分成三个阶段。20世纪60年代为初级阶段,期间,由于第二次世界战争的爆发很大程度上促进了机械产品与电子技术的结合,但这种结合由于当时电子技术发展水平有限,结合并不深入,广泛。20世纪70年代,为机电一体化蓬勃发展的阶段,该时期内,计算机技术,控制技术和通信技术的飞速发展大大促进了机电一体化的发展,并逐渐在世界范围内被普遍接受。20世纪90年代后期,机电一体化技术进入了深入发展阶段,并不断像智能化迈进,人工智能技术,光纤技术和神经网络技术的巨大进步加快了机电一体化技术的发展进程[1] 。
2 机电一体化的发展趋势
机电一体化是机械,微电子,控制,计算机,信息处理等多学科的交叉融合的结果,它的发展和进步与相关技术的进步与发展是脱不开的。机电一体化的发展方向主要包括以下几点:
2.1 智能化
智能化是机电一体化技术的重要目标和方向。该种智能化,是在控制理论的基础上,吸收人工智能,运筹学,计算机科学,心理学,生理学等新思想,新方法来模拟人类智能,使之具有逻辑思维,判断推理,自主决策等能力。当然,想要机电一体化产品能达到人类同样水平的高智能化是不现实也是没有必要的,拥有部分智能或低级智能便足够达到较高的控制目标 。
2.3 网络化
20世纪90年代,网络技术得到了前所未有的高速发展,成为计算机技术发展的突出成就之一。网络技术的不断普及给人类的生活带来了巨大的变革。无论是在工业生产,还是在人们的日常生活中,网络化技术的运用无处不在。同时,各种网络将全球经济,生产连成一片,企业间的竞争也将全球化[2] 。企业间只要研制发明出了功能独到,质量可靠的机电一体化新产品,就会通过网络畅销全球。可以说,机电一体化产品在朝着网络化方向不断快速发展。
2.4 微型化
微型化是精细加工技术发展的必然趋势,该微型化指的是机电一体化向微型机器,和微观领域发展的趋势。外国称其为微电子系统MEMS。它是指可以批量制作,集微型结构,微型传感器,微型执行器以及信号处理和控制电路,直至接口和通信电源等于一体的微型器件或系统机。微机电一体化体积小,耗能少,运动灵活,在生物医疗,军事,信息等方面具有不可比拟的优势。
2.5 绿色化
高速发展的工业社会丰富了我们的物质生活条件,给我们的生活带来了极大的便利,但与此同时,也破坏了资源,生态环境也受到严重污染 。因此,在这种情况下,人们开始呼吁生产绿色产品。绿色产品是指低能耗,低污染,舒适,协调而可再生利用的产品。生产绿色化产品是时代发展的必然趋势。绿色产品从其生产到销毁的申明过程中都符合了环境保护和人类健康要求[3] 。因此绿色的机电一体化产品具有很好的市场发展前景。
3 机电一体化技术的应用
随着我国市场经济体制的不断完善 ,机电一体化技术的应用领域也越来越广泛,主要应用在以下几个方面:
3.1 数控机床
数控机床代表了一个国家机床的生产水平,经过多年发展,我国在数控机床及相应的数控技术在结构,功能,操作和控制精度上都有着迅速的提高。其主要表现在以下几个方面:其一,总线式,模块化,紧凑型的结构,即采用cpu,多住总线的体系结构;其二,设计开放,是硬件体系结构和功能模块具有层次性,兼容性,复合接口标准,大大提高了客户的使用效益;其三,一台机床能够同时完成多个独立任务,或控制多台机床的能力,并将刀具破损检测,物料搬运,机械手等都控制集成到系统中去;其四,系统的多级网络功能,加强了系统组合及构成复杂加工系统地能力。
3.2 工业机器人
一个国家机器人技术水平一定程度上反映了该国家综合技术水平的高低。随着机器人技术的不断发展,工业机器人已经广泛高效的运用于各工业领域中。该种结合了机构学,自动控制,计算机,人工智能,通讯技术,传感技术,等多种学科和技术的综合成果能够具有感知,思维和行动功能[4]。在具体操作中能够获取,处理和识别多种信息,独立完成复杂的操作任务。机电一体化在工业机器人中的运用能够很大程度上提高工业生产水平。。
3.3 自动机与自动生产线
不难发现,自动机械与自动生产线及各种自动化设备已广泛使用在国民经济生产和生活中。它是当前机电一体化技术应用的又一具体体现。如在各种印刷包装生产线,邮件信函自动分拣处理生产线,各种高速香烟生产线中,将现代电子技术与传感技术应用于其中,能够有效提高生产效率。
4 结语
机电一体化已经成为当今世界最重要的技术发展方向之一,并辐射影响到几乎全部的工业行业。机电一体化作为机械工业发展的必然趋势,将在各方面带来显著地经济效益和社会效益,具有广阔的发展前景。
参考文献
[1]刘磊,涂万阳.机电一体化在数控机床中的应用[J].经营管理者,2014(04).
[2]李晓培.浅谈机电一体化特点及发展研究[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2013(12).
[3]范基华.机电一体化技术的发展与思考[J].科协论坛(下半月),2013(09).
[4]张子方.浅析机电一体化核心技术及发展[J].天津科技,2011(02).
第二篇:机电一体化技术的应用与发展
本文主要对机电一体化技术以及其在工程机械中的应用与发展进行了分析研究,希望对大家有所帮助!
摘要:随着经济的发展,机电一体化技术也得到了快速发展,而机电一体化在工程机械中的应用与发展也促进了工程机械的不断进步。
关键词:工程机械 机电一体化技术 应用 发展
引言
随着科学技术以及新兴科技突飞猛进的发展,极大地促进了学科之间的相互渗透、融合,同时也促进了工程建设领域的革新与创新。目前,机电一体化已经渐渐成为一种独立的技术,在各行各业都有不同程度的应用。尤其是科学技术的发展,在很大程度上促进了机电一体化的进步与创新,并且在工程机械中得到了很好的应用。积极地采用机电一体化,将机械、电子技术和液压技术进行了有效的结合,大大地提高了机械的多种功能,比如说,动力性能提升,燃油的经济效益提高,安全性和可靠性大增,操作的精准度和舒适度都大幅度提高,机械的使用寿命也随之延长。所以,研究工程机械机电一体化的应用与发展有着重大意义。
一、机电一体化技术的概述
机电一体化就是综合地运用机械、计算机、微电子、电力电子、光学、接口等技术,对各个功能进行合理的配置,从而实现了高质量、多功能、低能耗的价值和功能。机电一体化也称之为机械电子学,属于一门新兴的边缘综合科学, 机电一体化技术是将机械技术、电工电子技术、微电子技术、信息技术、控制技术和
精密机械技术有机结合,并综合应用到实际中去的综合技术。主要是通过微电子技术的应用,把微电子技术引进到相关的动力功能、机械主功能、控制功能等方面,在软件方面能够使得机械装置与电子装置相互进行有机结合而形成有效的系统。而随着科学技术的发展,机电一体化技术也得到了快速发展,并且处于不断创新与进步之中。机电一体化技术逐渐走向了高智能化、微型化、网络化、个性化和绿色化的趋势。而机电一体化技术在工程机械中的应用,能够使得各种性能方面都得以明显改善,比如操作舒适性能够得以有效提高;机械能耗能有效大幅度降低,明显提高机械功效。可靠性不断提高;不断提高相应的作业精度和作业效率。
二、工程机械机电一体化技术的应用
机电一体化技术具有广阔的发展前景和极高的应用价值,尤其是在工程机械中的应用更具广泛性和有效性,机电一体化技术在工程机械中的应用主要表现在以下几个方面:
1、机电一体化技术的在工程机械提高生产效率、节能降耗方面的应用
在传统的工程机械中,能量的充分利用率和使用率比较低。比如说,液压挖掘机其燃料的充分利用率仅仅占了30%,剩下的70%左右的能量都被浪费了。在能源资源高度紧张的今天,迫使机械工程的发展必须向着“节能降耗”的方向发展。比如说,小松公司生产的挖掘机能够很好地达到节能降耗的目的,大约可以节省23%的燃料,最主要的原因就是新型的控制节能器的采用。日立公司生产的挖掘机,采用了“卡特电子效率”节能控制体系,通过对泵以及发动机的综合、全面控制,大大提高了利用率,其能量利用率能够达到98%左右,生产率也相应地得到了大幅度的提升。所以说工程机械中电子节能控制器的运用,大幅度提高挖掘机等大型工程机械设备的能量利用率,一定程度上发挥到了节能的作用。电子节能控制器操作比较简单,对机械的磨损也相对减少,从而提高了工作的效率。
2、在自动化以及半自动化的作业全过程中的应用
工程机械全面地实现作业自动化以及半自动化水平,可以有效地降低操作人员的劳动强度,有效地提高生产效率,大大减少了因为操作人员的经验不足或技术不到位对于操作精度的影响。比如说,三菱公司设计生产的挖掘机,有控制挖掘机轨迹系统的功能,相关的操作人员在控制板上将铲斗的运动形状和运动轨迹设定好之后,相应的微机操作系统就会根据不同角度的传感器发出的信号,对动臂、铲刀和斗杆的运动进行自动的控制,从而实现多种特定断面沟槽、开口和斜坡的精准挖掘,有效地实现了挖掘操作的自动化水平。
3、在控制柴油机上的应用
要想进一步深入发展柴油机技术, 应该要解决发动机排放质量与最低油耗间的矛盾。在电子技术发展十分迅速的今天,采用电子节能液压泵系统能够有效减小能耗, 还能自动控制冷风扇的转速随温度的变化, 这样的条件下, 电子控制自动变速,还包括根据负荷条件自动调节柴油机油门等内容都能得以实现, 能够使得在各种变工况下的柴油机, 在满足经济指标和排放指标的最佳喷油时间的同时, 能够实现净化排气、节约能源、提高效率。
4、机械操作的自动化能够降低劳动强度
在工程机械施工操作中引入机电一体化实现操作的自动化或者半自动化,这样大大降低了劳动强度,提高了工作效率,并且大大减少了因为操作者工作经验不足而造成的作业精度的影响。
5、在工程作业精确度方面的应用
在工程机械设备中使用电子控制系统可以将称量的过程自动化,对称量系统实现微机控制,使得称量更加精确。自动找平装置的应用,大大提高了混凝土沥青摊铺机的工作效率和施工质量。自动供料系统(超声波技术)的应用,完美地完成了混凝土沥青摊铺机对于供料的自动调节,全面提升了摊铺的效果和质量。与此同时,铲运机铲斗刀、平地机刮刀以及推土机铲刀的电子化操作控制,减少了误差,提高了工作效率,同时还节约了人力,降低了施工人员的工作强度,高效、快捷,符合现代工程施工的要求。
6、电子监控、故障自诊以及自动报警
电子监控、故障自诊以及自动报警,也就是说对于工程机械的工作装置,传动系统、发动机、液压系统以及制动系统进行全面的监控,一旦在运行的过程中发生异常情况,就会自动地找出故障的位置并自动进行报警提示。机电一体化的发展和应用,大大地改善了操作人员的现实工作条件,全面提高了机械设备的工作效率。与此同时,简化了机械设备检查和维护的工作,相应地减少了维修费用,大大降低了维修停机的时间,对于提高机械设备的使用寿命有很大的作用和意义。
三、工程机械机电一体化技术的发展