浅谈机电一体化技术的现状及发展趋势

发表时间:2021/8/27   来源:《城镇建设》2021年3月第9期(下)   作者:付志辉
[导读] 在机械工业领域的发展过程中,机电一体化技术是微电子技术、
        付志辉
        身份证号:13233619811212****  河北石家庄  050000
        摘要:在机械工业领域的发展过程中,机电一体化技术是微电子技术、微机技术向机械工业智能化中渗透所形成的一项技术,使机械工业产业结构、技术结构和功能、管理体系、生产方式等发生了很大的改变。机电一体化技术为相关技术的发展奠定了基础,如生物技术、材料技术、信息技术等,在机器人、数控机床、家用智能电器、无人驾驶汽车等领域中得到有效应用。因此,在未来的行业发展中,机电一体化的技术水平将得到进一步提升。
        关键词:机电一体化;技术进展;发展趋势研究
        
        在现代化科学技术水平的不断推动下,机电一体化技术也得到了突飞猛进的发展。机电一体化是机械、信息与微电子技术的综合体,也是各项技术相互融合之后的产物,是新时代的一种高科技的工程机械系统工程,是机械领域主功能、动力功能、控制功能以及信息功能向着的现代化技术的迈进。
        1机电一体化技术的认识及发展
        1.1机电一体化的概要
        机电一体化是一种综合性的技术,它涵盖了产品与技术两个方面的内容,并不是简单的机械技术与电子技术的组合,这也是机械加工及电气维修与机电一体化的根本区别之所在。在机械工程技术发展到了机电一体化之外,就赋予了它许多新的功能,可以实现自动化技术,比如说自动信息处理、自动化调节与管控、自动故障诊断等等,这也是机电一体化与科学技术发展的结晶,并且还会向着更加高端化和智能化的方向发展。
        1.2机电一体化的发展过程
        在机电一体化的长期发展中,已有了丰富的理论基础,并与很多先进技术进行了有效融合,逐渐发展成一门新的学科,在科学技术的快速发展中,融入了更多新的内容,并赋予了新的内涵。机电一体化是从整体发展的角度,将各项技术进行有效融合,如微电子技术、自动控制技术、接口技术等,通过制定科学合理的目标,实现了各项系统目标的精细化,有效地对各项功能进行了划分,使得各个单元的工作范围更加明确,为生产的整体质量和可靠性提供了保障,减少了能源的消耗量,并衍生出了很多产品种类。因此,机电一体化指的是技术和产品,但机电一体化是在以多项技术为载体的基础上,将各项技术进行有效融合所形成的综合性技术,具有系统性特点。这项技术不是简单地将相关技术进行融合,这就是与传统技术的区别。因此,在机电一体化工作中,相关人员需要引进微电子装置,使其替代原有的零件,有效地调节零件的运行速度,并完成自动检测,合理地调节相关程序,这样就能够在遇到系统故障的情况下,自动检测故障的原因,并予以保护。
        机电一体化的发展经历了一个长期而复杂的过程,从大体上来讲可以分为三个阶段,即:初级阶段(20世纪60年代以前)、发展阶段(20世纪70年代到80年代)、智能化阶段(20世纪90年代后期),而这三个不同的阶段,机电一体化技术的发展状况也不尽相同。
        第一阶段,正处于我国二十世纪六十年代,这也是机电一体化技术的初级阶段,在这个初始阶段里,人们已经能够利用电子技术来对机械产品的各項性能进行不断的改进和完善,尤其在二战期间,电子技术与各类机械产品的结合,在战争中的军用设备中起着不可忽视的作用,也在战争之后的经济复苏中起到了推动性的作用,虽然当时的机电一体化技术尚且处于无意识的自发状态,却大力的推动了电子技术与机械技术的结合,使机电一体化的深入发展成为可能。
        第二阶段,也是机电一体化蓬勃发展的阶段,这个时期的计算机技术以及各种电子通信技术等等都已经得到人们的认可和肯定,而且一些大规模的集成电路也进入了迅猛发展期,机电一体化技术就是在这样优越的环境中发展和壮大起来,并且受到了人们的关注、重视和支持。
        第三阶段,智能化阶段,这是机电一体化技术迈向的新台阶,也是深入发展时期,这时的光学、通信技术等等已经进入了机电一体化,一些微加工技术也向着机电一体化的方向发展,同时,由于人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取得的巨大进步,为机电一体化技术开辟了发展的广阔天地。

这些研究,将促使机电一体化进一步建立完整的基础和逐渐形成完整的科学体系。
        在新时期的发展中,很多先进技术已得到了十分广泛的应用。机电一体化技术在工业智能制造过程中得到了一定的发展,并取得了很大的成就。因此,随着社会经济的快速发展,工业企业需要加大机电一体化技术的研究力度,为工业制造的有效进行提供支持,下文主要介绍了机电一体化技术在工业智能制造中的发展与应用。
        2机电一体化技术的进展及发展趋势研究
        2.1智能化趋势
        智能化是21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向。这里所说的“智能化”是对机器行为的描述,是在控制理论的基础上,吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法,模拟人类智能,使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力,以求得到更高的控制目标。机电一体化产品不可能具有与人完全相同的智能。
        2.2模块化趋势
        模块化是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多,研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又是非常重要的事。如研制集减速、智能调速、电机于一体的动力单元,具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元,以及各种能完成典型操作的机械装置。这样可利用标准单元迅速开发出新产品,也可以扩大生产规模,制定各项标准,以便各部件、单元的匹配和接口。
        2.3网络化趋势
        计算机技术等的突出成就是网络技术。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。机电一体化新产品一旦研制出来,只要其功能独到,质量可靠,很快就会畅销全球。由于网络的普及,基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾,而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。现场总线和局域网技术使家用电器网络化已成大势,利用家庭网络将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电系统,使人们在家里分享各种高技术带来的便利与快乐。
        2.4微型化趋势
        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,国外称其为微电子机械系统(MEMS),泛指几何尺寸不超过1cm的机电一体化产品,并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小、耗能少、运动灵活,具有不可比拟的优势。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术,微机电一体化产品的加工采用精细加工技术,即超精密技术,它包括光刻技术和蚀刻技术。
        2.5绿色化趋势
        工业的发达给人们生活带来了巨大变化。物质丰富,生活舒适;另一方面,资源减少,生态环境受到严重污染。于是人们呼吁保护环境资源,回归自然,绿色化是时代的趋势。绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中,符合特定的环境保护和人类健康的要求,对生态环境无害或危害极少,资源利用率极高。设计绿色的机电一体化产品,具有远大的发展前途。
        3结语
        综上所述,在社会经济的快速发展和科学技术水平不断提升的大背景下,机电一体化技术得到了十分快速的发展。在机电一体化技术的发展中,工业领域的生产模式发生了很大改变,满足了社会发展的实际需求。同时,在科学技术水平快速提升的大背景下,机电一体化技术呈现出数字化、模块化的发展趋势,使得产品种类有所增加,生产规模也得到了扩大,有助于实现系统的自动化操作,实现人机互动的预期效果,为工业制造的有序进行提供了支持。
        
        参考文献:
        [1]聂海燕,王慧萍.浅谈机电一体化技术的发展现状与趋势[J].中国设备工程,2018(13):224-225.
        [2]赵长柱.机电一体化技术的现状和发展趋势[J].城市建设理论研究(电子版),2017(05):242.
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