發(fā)布時(shí)間：2014-09-02所屬分類：科技論文瀏覽：1次
摘 要： 摘要：新興的一些諸如微電子技術(shù)等技術(shù)的引入，已經(jīng)使傳統(tǒng)的產(chǎn)品在功能上、性能上以及制造工藝上提高到了一個(gè)嶄新的高度。制造出了很多革命性的新產(chǎn)品和新設(shè)備，給整個(gè)社會(huì)帶來(lái)了極大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效率。不斷發(fā)機(jī)電一體化技術(shù)，設(shè)計(jì)生產(chǎn)出更好的產(chǎn)品，改
摘要：新興的一些諸如微電子技術(shù)等技術(shù)的引入，已經(jīng)使傳統(tǒng)的產(chǎn)品在功能上、性能上以及制造工藝上提高到了一個(gè)嶄新的高度。制造出了很多革命性的新產(chǎn)品和新設(shè)備，給整個(gè)社會(huì)帶來(lái)了極大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效率。不斷發(fā)機(jī)電一體化技術(shù)，設(shè)計(jì)生產(chǎn)出更好的產(chǎn)品，改變機(jī)械產(chǎn)品和機(jī)械工業(yè)的面貌，滿足社會(huì)和生活的各種需求，已經(jīng)成為了機(jī)電行業(yè)從業(yè)人員肩負(fù)的歷史使命。
1、機(jī)電一體化基本組成部分
1.1機(jī)械系統(tǒng)
機(jī)械系統(tǒng)是機(jī)電—體化系統(tǒng)的本體，其包括了框架、機(jī)身、機(jī)械傳動(dòng)和連接等部分。機(jī)械系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品功能的機(jī)械基礎(chǔ)。所以機(jī)械系統(tǒng)的質(zhì)量檔次要求十分高，需要在材料、結(jié)構(gòu)、工藝、尺寸等全方位的滿足機(jī)電一體化產(chǎn)品可靠、節(jié)能、高效、盡量小輕便等現(xiàn)代化要求。針對(duì)機(jī)械系統(tǒng)的硬性指標(biāo)也比較多，除了機(jī)械的剛度、體積、精度、強(qiáng)度、重量等指標(biāo)外，機(jī)械系統(tǒng)技術(shù)開發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、模塊化都屬于對(duì)機(jī)械系統(tǒng)的指標(biāo)考察范圍。對(duì)機(jī)械系統(tǒng)的嚴(yán)格要求對(duì)整個(gè)機(jī)電一體化系統(tǒng)是有基礎(chǔ)性意義的，也便于機(jī)械系統(tǒng)的快速組合和更換。
1.2動(dòng)力系統(tǒng)
機(jī)電一體化系統(tǒng)中，動(dòng)力系統(tǒng)的作用十分大，動(dòng)力系統(tǒng)為機(jī)電一體化系統(tǒng)提供必要的能量和動(dòng)力。為執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作以完成預(yù)定的主要目標(biāo)性功能。機(jī)電一體化系統(tǒng)中的動(dòng)力系統(tǒng)主要包括液、電、氣或者其他一些動(dòng)力來(lái)源。如今我國(guó)國(guó)內(nèi)的機(jī)電一體化產(chǎn)品動(dòng)力來(lái)源以電為主。而電力動(dòng)力系統(tǒng)一般包括驅(qū)動(dòng)電力、電源、電動(dòng)機(jī)等等。
1.3傳感檢測(cè)系統(tǒng)
傳感檢測(cè)裝置是機(jī)電一體化系統(tǒng)的感覺(jué)器官，它是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、自動(dòng)調(diào)節(jié)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其功能越強(qiáng)，系統(tǒng)的自動(dòng)化程度越高。傳感檢測(cè)技術(shù)的內(nèi)容：一是研究如何將各種被檢測(cè)量(包括物理量化學(xué)量和生物量等)轉(zhuǎn)換為與之成比例的電量 二是研究對(duì)轉(zhuǎn)換的電信號(hào)的加工處理，如放大、補(bǔ)償、標(biāo)定及變換等。
傳感檢測(cè)系統(tǒng)的功能一般由測(cè)量?jī)x器或者測(cè)量?jī)x表來(lái)實(shí)現(xiàn)，由于現(xiàn)代機(jī)電一體化系統(tǒng)對(duì)系統(tǒng)要求比較高，于是對(duì)傳感與檢測(cè)系統(tǒng)的要求是體積相對(duì)小些，這樣便于安裝和連接，同時(shí)檢測(cè)精度也會(huì)提高，抗干擾能力隨之增強(qiáng)。
1.4信息處理控制系統(tǒng)
根據(jù)機(jī)電—體化的產(chǎn)品的功能和性能要求，信息處理及控制系統(tǒng)接收傳感和檢測(cè)系統(tǒng)的反饋信息，井對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的處理、決策和運(yùn)算，以對(duì)產(chǎn)品的運(yùn)行施以規(guī)定的控制，實(shí)現(xiàn)控制的功能。機(jī)電一體化產(chǎn)品中，信息處理及控制系統(tǒng)主要是讓計(jì)算機(jī)的軟件和硬件及其相應(yīng)的接口所組成。信息處理技術(shù)信息處理技術(shù)包括信息的交換存取運(yùn)算判斷和決策。實(shí)現(xiàn)信息處理的主要工具是計(jì)算機(jī)，因此信息處理技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)是密切相關(guān)的。機(jī)電一體化系統(tǒng)中主要采用工業(yè)控制機(jī)(包括可編程控制器，單多回路調(diào)節(jié)器，單片微控制器，總線式工業(yè)控制機(jī)，分布式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng))進(jìn)行信息處理。自動(dòng)控制技術(shù)的目的在于實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化系統(tǒng)的目標(biāo)最佳化。自動(dòng)控制所依據(jù)的理論是自動(dòng)控制原理(包括經(jīng)典控制理論現(xiàn)代控制理論和智能控制理論)，機(jī)電一體化系統(tǒng)中的自動(dòng)控制技術(shù)主要包括位置控制、速度控制、最優(yōu)控制、自適應(yīng)控制和智能控制等。
1.5執(zhí)行系統(tǒng)
機(jī)電一體化中的執(zhí)行系統(tǒng)就如同軍隊(duì)中的司令部一樣支配著機(jī)電一體化系統(tǒng)中的各個(gè)部分去完成各自的任務(wù)，從司令部中發(fā)出各種指令和控制信號(hào)，協(xié)調(diào)系統(tǒng)中的各個(gè)部件合理地完成所有的既定功能和作用。都需要執(zhí)行系統(tǒng)的直接參與完成，執(zhí)行系統(tǒng)是運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，一般采用電液、電和磁以及機(jī)械等常見運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)。
2、機(jī)電一體化系統(tǒng)常見的應(yīng)用領(lǐng)域
隨著全球一體化的迅速發(fā)展，各個(gè)領(lǐng)域之間相互滲透也逐步深入，進(jìn)一步給機(jī)電一體化系統(tǒng)的發(fā)展提供了很好的平臺(tái)。機(jī)電—體化系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域也越來(lái)越多，越來(lái)越豐富 一般來(lái)講，機(jī)電一體化系統(tǒng)在以下領(lǐng)域運(yùn)用的較為深入。
2.1機(jī)器人設(shè)計(jì)領(lǐng)域
工業(yè)機(jī)器人在我國(guó)工業(yè)中的發(fā)展中起到了不可替代的作用，業(yè)內(nèi)曾經(jīng)總結(jié)，工業(yè)機(jī)器人在我國(guó)工業(yè)中大致可以分為三個(gè)時(shí)期。第一個(gè)時(shí)期被稱之為再現(xiàn)機(jī)器人，這些機(jī)器人只能根據(jù)芯片要求進(jìn)行活動(dòng)，智能性很差，難以根據(jù)第一代機(jī)器人的具體工作環(huán)境以及不同的操作背景進(jìn)行適應(yīng);第二個(gè)時(shí)期工業(yè)機(jī)器人已經(jīng)有了較大規(guī)模的改進(jìn)，通過(guò)在之前的基礎(chǔ)上加入傳感模塊，這個(gè)時(shí)代的機(jī)器人以及能夠表現(xiàn)出一定的智能性。逐步的可以對(duì)一些實(shí)際睛況作出一定的反饋控制，逐步是的工業(yè)機(jī)器人的實(shí)用性增強(qiáng)。在機(jī)電一體化技術(shù)逐步增強(qiáng)的基礎(chǔ)之上，第三時(shí)期的工業(yè)機(jī)器人已經(jīng)在計(jì)算機(jī)技術(shù)的深入滲透之下，可以進(jìn)行相對(duì)復(fù)雜的判斷、決策、以及邏輯推理能力。可以在一定的環(huán)境中相對(duì)自主的進(jìn)行作業(yè)。在這個(gè)問(wèn)題上機(jī)電一體化技術(shù)功不可沒(méi)。
2.2數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域
數(shù)控機(jī)床在工業(yè)中的地位已經(jīng)毋庸置疑，經(jīng)過(guò)近五十年的發(fā)展，數(shù)控機(jī)床在機(jī)電一體化技術(shù)的幫助下，已經(jīng)逐步地在其功能、操作控制、操作精度、機(jī)床結(jié)構(gòu)上都有了十分陜的提升。具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。首先，硬件系統(tǒng)的開放性設(shè)計(jì)使得功能模塊的兼容性、層次性逐步增強(qiáng)，并極大地提高使用者的機(jī)床使用效率。其次，結(jié)構(gòu)上的設(shè)計(jì)逐步采用模塊化或者總線型以及緊湊型的結(jié)構(gòu)，一些比較好的數(shù)控機(jī)床已經(jīng)采取了多中央處理器，多總線的體系設(shè)計(jì)，整體結(jié)構(gòu)更加合理。再次，智能化、以及wOP技術(shù)的設(shè)計(jì)。在一線制造車間就可以實(shí)現(xiàn)加工過(guò)程中的動(dòng)態(tài)仿真，同時(shí)一些好的機(jī)制，如模糊控制、在線診斷等相對(duì)智能的機(jī)制。進(jìn)一步提高了一線制造車間的效率。最后，引入多通道控制以及多線程控制，一臺(tái)機(jī)床可以同時(shí)完成多個(gè)以前需要多個(gè)機(jī)床完成的不同人物，同時(shí)還能夠引入一些運(yùn)營(yíng)機(jī)制，如機(jī)床主要部件檢測(cè)、機(jī)械手情況控制、物料搬運(yùn)等，都可以集成到系統(tǒng)中去。增強(qiáng)了機(jī)床的使用效率和能力。
3、機(jī)電一體化的發(fā)展方向
3.1智能化是機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)之一
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展以及在機(jī)電領(lǐng)域的有效運(yùn)用，人工智能在這一領(lǐng)域中的運(yùn)用逐步得到業(yè)內(nèi)專家的重視，其中第三代工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用就是重要的發(fā)展體現(xiàn)。
3.2高性能化是機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)之一
社會(huì)需求隨著可支配收入的增加變得越來(lái)越旺盛，在不增加人力資源的基礎(chǔ)之上，高性能高效率就變成了機(jī)電一體化的重要發(fā)展趨勢(shì)之一。而機(jī)電一體化中的最新的CNC系統(tǒng)就是針對(duì)當(dāng)前高精度、高速度、高可靠性以及高效率的要求而產(chǎn)生的。
3.3系統(tǒng)化是機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)之一
當(dāng)前一些比較先進(jìn)的機(jī)電一體化系統(tǒng)采取了開放式以及模塊化的總線結(jié)構(gòu)，這就是系統(tǒng)化的重要表現(xiàn)特征之一。同時(shí)，分布計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的引入也大大增強(qiáng)了機(jī)電一體化的系統(tǒng)性。
參考文獻(xiàn)
[1]杜 麗.機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)[J].機(jī)電工程，1997，(6)：10-11.
[2]蔡偉文.機(jī)電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀和前景[J].廈門科技，1996，(5)：3-4.
[3]洪鐘洲 .數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)[J].機(jī)電一體化，1996，2(4)：14一17.
[4]李建勇.機(jī)電一體化技術(shù).北京：科學(xué)出版社，2004.
