机电一体化技术应用探究与未来发展

发表时间:2020/8/7   来源:《科学与技术》2020年8期   作者:王 正
[导读] 机电一体化又名机械电子工程,是将自动化技术和机械工程技术共同结合而
        摘要:机电一体化又名机械电子工程,是将自动化技术和机械工程技术共同结合而成。近年来,我国科技水平不断提高,有效地推动着我国工程技术的发展。当下的机电一体化技术是将微电子技术和机械技术共同集合,实现工业机械设备的智能化和人性化。目前,电子信息与机械之间的一体化技术不断得到广泛运用,为机械工程的发展发挥着重要意义。
        关键词:机电一体化;机械工程;技术应用
        机电一体化是指将电子技术融入机械信息处理、结构、控制以及动力功能中,实现电子软件、技术与机械装置的有效结合,并构建完整一体化系统。随着科学技术的迅猛发展,机电一体化技术也在不断创新和完善。在实际应用过程中,通过对机械技术、自动控制技术、信息技术、电力电子技术、信息变换技术、微电子技术、计算机技术、传感技术、接口技术、软件编程技术等的综合应用,充分发挥出机电一体化技术的作用和价值,在提升工业生产效率、质量的基础上,推动我国工业领域的长久发展。
        1机电一体化技术含义
        机械装置与电子信息技术的有效融合被称之为机电一体化技术。相较于传统电气化技术,该技术在工业生产应用、生产方式等方面存在较大差异。而纵观现阶段机电一体化技术的应用,已经普及到多个领域,如软件编程、加工中心、机械设计等领域。而随着人们对机电一体化技术研究的愈发深入,使得机电一体化技术已经形成自身的科学性与独立性,并且越来越多的高职院校进行机电一体化课程的开设,长期为国家培养、提供机电一体化专业性人才,进而推进我国工业行业的发展。
        2机电一体化技术的主要运用
        2.1数控机床
        (1)在数控机床的设计与制造方面所采用的是总线式、模块化、空间布置合理化的结构类型,也就是说运用CPU(核心处理器)以及多总结设计构成;(2)开放性的设计理念。所谓的开放性设计就是在硬件设备的结构以及功能方面添加了大量层次性明显的功能模块;(3)WOP技术以及人工智能技术。机电一体化系统可以为企业加工的批量化生产加入自主编程设计,并且还可以选择性地加入二维、三维的动态化仿真技术,通过在线诊断以及线上智能化管控的方式来完成批量化生产;(4)拥有大容量的数据储存空间和功能全面的软件模块,在完善数控功能以及CNC功能的对接和控制功能的同时,提高设备的效率性;(5)轻松实现多进程以及三通道、四通道甚至更多通道的控制。
        2.2工业机器人
        众所周知,人类在机器人的研究过程当中举步维艰,取得的进展相当有限。而造成这个原因主要是由于技术上的问题。在进行第一代机器人制造的过程当中由于技术上的限制,制作出的机器人只能够按照示教来重复人类的操作,而且对于作业环境和作业对象也都较为固定,缺少相应的灵活性和变化性,而且成本高昂;和第一代机器人相比,第二代机器人则加入了大量的电子传感设备,而且还能够依据作业环境以及操作的要求进行简单化的信息处理,而且在计算机的数据分析与编辑下还可以对一些行为作出简单的逻辑判定,对于人类的某些特定动作也可以作出反馈,在具备低级的人工智能的同时成本开始逐渐降低,被用到企业加工与生产环节当中;第三代机器人就是智能机器人,第三代机器人的感知能力开始接近人类并且还能够对于一些复杂的逻辑判精心做出正确的选择,并给出正确的答案,而且还可以在各种恶劣的作业环境里完成作业,而这与第五代电子计算机技术是分不开的。
        2.3计算机集成制造系统(CIMS)
        CIMS并非只是把系统当中零散的结构以及部件进行整合、重组,而是通过全局化的思维结合动态化的方式来进行综合运用。CIMS的运用不但摆脱了传统部门部互性不强的影响,而且将‘物流’以及‘信息流’进行系统化的整理和控制,以此来构建成一个由最初的产品的研发和设计、产品的经营、生产设备的投入、以及到产品成形的系统化结构。值得注意的是,企业集成度的高低变化,能够把原本不同的生产要素进行重新规划与配置,把效果和性能提升到最大化。


        3机电一体化技术的未来发展趋势
        3.1微型化
        微型化是机电一体化未来的发展方向。随着时代的发展,智能机器设备的体积、尺寸要适应社会发展的需求,电脑的体积正在逐渐缩小,伴随着微型计算机、纳米计算机等相继出现,与计算机技术相结合的机电一体化技术也向着微型方面发展。
        3.2网络化
        网络一体化技术的迅速发展给企业和人们的日常生产、生活方式都带来巨大的改变。这种方式的改变也对机电一体化设备发展带来巨大的影响,比如在机电一体化设备的研发与生产上,人们很快就可以通过对网络一体化技术的方式进行数据采集与状态处理分析了解,得到企业和社会对机电一体化设备的市场需求,生产厂家也可以针对此类设备的市场需求进行开发;在机电一体化设备工艺技术的共享上,由于网络一体化技术有可能将企业信息迅速的传播,一旦机电一体化的设备出现新的生产工艺、新的产品设计与构思,很快就有可能被企业和相关的人员有所了解。人们也可以通过对网络的传播等方式共同探讨,在机电一体化技术与设备的开发与使用上,由于对网络一体化技术的迅速进步,未来对机电一体化的设备进行远程操作已经成为一种可能。
        3.3智能化
        智能化发展是各个领域都在积极探索的重要方向,机电一体化技术智能化具体来说,是机器的一种行为,其基础为控制学科理论,涵盖了人工能、智能等非常多的新思想以及新方法,实现了模式人工智能的目标,并具备相应的判断能力以及推理能力,有一定的逻辑思维,所以可以进行一些自主决策,这样可进一步实现更高的控制目的。但是,人们也渐渐意识到,该技术并不需要与人完全相同的智能。微处理器的性能更高,速度也更快,所以机电一体化会具备高级智能。
        3.4人性化
        机械产品最终是要服务于人的。为此,设计者要对产品进行人性化的设定,增添一些人类情感方面的智能。因为机电一体化产品的使用对象是人,所以,机电一体化技术要赋予人的智能和情感,为人们提供更人性化、便利化的服务。机电一体化技术除了要完善主要的功能外,还要提高其对环境、声音、情感的阅读能力,提高交互性能,让服务对象感觉到接受服务是一种艺术享受。比如,家用机器人的最高境界就是人机一体化。
        3.5自动化
        机电一体化技术在实现以上性能的同时,也要实现自动操作程度的提升。机电一体化技术主要的目的就是进行自动操作,如果其应用的范围扩展,而扩展的原因就是自动操作程序的提升。在短时间内,机电一体化技术只能由人工来编辑基本的程序,然后由操作员按开始键操作。如果自动操作的主体是电脑,就可以不需要人工多次编辑程序代码,而自动进行操作,这是研究人员需要进行研究的。同时,机电一体化技术的自动操作程序提升之后,体系也会更加完备。从现在对机电一体化技术的研究情况来看,未来机电一体化技术将具有更智能的程序,灵活性更强,让人们可以随意进行组合。
        4结语
        总之,集成多种先进技术的机电一体化技术,不仅是社会生产力不断发展的一种重要体现,更是推动我国工业领域发展的关键基础。机电一体化技术的应用已经在机电、工业行业占据着至关重要的地位,而随着科学技术的发展,机电一体化技术会得到不断的创新与优化,进而充分发挥出自身更大的价值和作用。
        参考文献
        [1]刘占国,王文清.机电一体化技术的应用和发展分析[J].南方农机,2017(12):124-137.
        [2]赵世龙,黄剑锋.机电一体化技术在现代工程机械中的发展运用分析[J].中国标准化,2018(3):155-168.
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