機(jī)電信息類論文機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用

　　本篇機(jī)電信息類論文發(fā)表機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用與趨勢(shì)，機(jī)電一體化的出現(xiàn)不是孤立的，它是許多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，是社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。當(dāng)然，與機(jī)電一體化相關(guān)的技術(shù)還有很多，并且隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種技術(shù)相互融合的趨勢(shì)將越來越明顯，機(jī)電一體化技術(shù)的廣闊發(fā)展前景也將越來越光明。

　　《鍛壓技術(shù)》主要報(bào)道鍛造和模鍛、沖壓、特種成形等領(lǐng)域的新理論、新工藝、新設(shè)備以及相關(guān)的技術(shù)問題，包括模具設(shè)計(jì)與制造技術(shù)，磨擦與潤(rùn)滑技術(shù)，鍛壓工藝參數(shù)與設(shè)備力能參數(shù)的測(cè)試技術(shù)，鍛壓CAD/CAM技術(shù)，機(jī)械化自動(dòng)化和柔性生產(chǎn)控制技術(shù)等。

　　摘要：從機(jī)電一體化在人們生活領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，論述了機(jī)電一體化在大型企業(yè)中的應(yīng)用，展望了利用高新技術(shù)推進(jìn)機(jī)電一體化產(chǎn)品的智能化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化、系統(tǒng)化的發(fā)展趨勢(shì)。

　　關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化;lA智能應(yīng)用;智能化;模塊化;微型化;系統(tǒng)化;綠色化

　　現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展極大推動(dòng)機(jī)械工業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)改造與革命，在機(jī)械工程領(lǐng)域，由于大規(guī)模集成電路技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)特別是 Internet/lntranet技術(shù)的迅速發(fā)展及向機(jī)械工業(yè)的滲透所形成的機(jī)電一體化，使機(jī)械工業(yè)的產(chǎn)品機(jī)構(gòu)、技術(shù)結(jié)構(gòu)、功能與管理體系帶來了新的變革和創(chuàng)新。

　　1 機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展歷程

　　機(jī)電一體化技術(shù)是以微型計(jì)算機(jī)為代表的微電子技術(shù)、信息技術(shù)迅速發(fā)展，向機(jī)械工業(yè)領(lǐng)域迅猛滲透，機(jī)械電子技術(shù)深度結(jié)合的現(xiàn)代工業(yè)的基礎(chǔ)上，以機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、傳感測(cè)試技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)及軟件編程技術(shù)等群體技術(shù)的綜合應(yīng)用。其發(fā)展大體可分為3個(gè)階段，20 世紀(jì)60年代以前為第一階段。20世紀(jì)七八十年代為第二階段，也是蓬勃發(fā)展的階段，這一時(shí)期，計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展，為機(jī)電一體化的發(fā)展奠定了技術(shù)基礎(chǔ)，大規(guī)模及超大規(guī)模集成電路和微型計(jì)算機(jī)的迅猛發(fā)展，為機(jī)電一體化的發(fā)展提供了充分的物質(zhì)基礎(chǔ)。20世紀(jì)90年代后期機(jī)電一體化進(jìn)入深入發(fā)展的第三階段，機(jī)電一體化技術(shù)向智能化方向邁進(jìn)。一方面通信技術(shù)、光學(xué)等進(jìn)入機(jī)電一體化，微加工技術(shù)也在機(jī)電一體化中凸現(xiàn)出來，出現(xiàn)了微機(jī)電一體化和光電一體化等新分支;另一方面對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)的建模設(shè)計(jì)、分析和集成方法，對(duì)機(jī)電一體化的學(xué)科體系和發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了深入研究。同時(shí)人工智能技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及光纖技術(shù)等領(lǐng)域的巨大進(jìn)步，為機(jī)電一體化技術(shù)開辟了發(fā)展的廣闊天地。

　　2機(jī)電一體化應(yīng)用現(xiàn)狀

　　機(jī)電一體化是集機(jī)械、電子、光學(xué)、控制、計(jì)算機(jī)、信息等多學(xué)科的交叉綜合，它的發(fā)展和進(jìn)步依賴并促進(jìn)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步。機(jī)電一體化系統(tǒng)中一般由結(jié)構(gòu)組成要素、動(dòng)力組成要素、運(yùn)動(dòng)組成要素、感知組成要素、智能組成要素有機(jī)結(jié)合而成。當(dāng)前機(jī)電一體化技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域，一是以全局最優(yōu)綜合，以制造為基干來控制“物流”和“信息流”，實(shí)現(xiàn)從經(jīng)營(yíng)決策、產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)準(zhǔn)備、生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)到生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理有機(jī)結(jié)合的計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)( CIMS)：二是以采用多CPU、多主總線體系，具有層次性、兼容性并能最大限度地提高用戶使用效益的硬件體系結(jié)構(gòu)和功能模塊，提供面向車間的編程技術(shù)和實(shí)現(xiàn)二維、三維加工過程的動(dòng)態(tài)仿真，引入在線診斷、模糊控制等智能機(jī)制，實(shí)現(xiàn)多過程、多通道控制的數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)：三是由計(jì)算機(jī)、數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、料盤、自動(dòng)化倉庫組成，隨機(jī)地、實(shí)時(shí)地、定量地按要求生產(chǎn)其能力范圍內(nèi)的任何工作的柔性制造系統(tǒng)(FMS);四是以實(shí)現(xiàn)在線最優(yōu)化、生產(chǎn)實(shí)時(shí)調(diào)度、生產(chǎn)計(jì)劃統(tǒng)計(jì)管理的一種測(cè)、控、管一體化的分布式控制系統(tǒng)(DCS);五是以使復(fù)雜矢量控制技術(shù)實(shí)用化得以實(shí)現(xiàn)的交流傳動(dòng)技術(shù)。

　　3機(jī)電一體化技術(shù)意義

　　1)機(jī)電一體化簡(jiǎn)化了機(jī)構(gòu)鏈，使機(jī)械磨損、配合間隙及受力變形等引起的誤差大大減少，從而達(dá)到純機(jī)械技術(shù)手段所無法實(shí)現(xiàn)的工作精度。

　　2)采用微處理器、大規(guī)模集成電路、電力電子器件裝置使機(jī)電一體化產(chǎn)品零部件數(shù)量減少，體積變小，結(jié)構(gòu)得到簡(jiǎn)化。

　　3)具備安全連鎖控制、過載及失控保護(hù)、斷電保護(hù)功能，進(jìn)一步提高了機(jī)電一體化產(chǎn)品的安全可靠性。

　　4)采用計(jì)算機(jī)技術(shù)提升了產(chǎn)品的自動(dòng)化程度.減少了操作按鈕及手柄，改善了設(shè)備的操作性能。

　　5)引入了軟件技術(shù)，實(shí)現(xiàn)機(jī)器工作程序的可修改性。通過軟件的修改，滿足了工作情況改變的需要，提高了柔性。

　　6)機(jī)電一體化產(chǎn)品具備了多種復(fù)合功能，使多臺(tái)設(shè)備的多道工序能一次完成并能自動(dòng)檢測(cè)工件和精度，其功能大大增強(qiáng)。

　　4機(jī)電一體化的發(fā)展分析

　　機(jī)電一體化經(jīng)歷了自然產(chǎn)生和發(fā)展的過程，利用高新技術(shù)對(duì)機(jī)電一體化產(chǎn)品進(jìn)行不斷地創(chuàng)新設(shè)計(jì)，推進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的智能化、自動(dòng)化、快速化。設(shè)計(jì)開發(fā)和研制的各種性能優(yōu)良、穩(wěn)定高效的機(jī)器人和機(jī)電一體化產(chǎn)品，將實(shí)現(xiàn)各種作業(yè)的柔性化和自動(dòng)化，使機(jī)械設(shè)備具有更高的柔性。

　　1)智能化。機(jī)電一體化產(chǎn)品以某種程度的智能是機(jī)電一體化永恒的追求目標(biāo)，21世紀(jì)更是機(jī)電一體化向智能化發(fā)展的一個(gè)重要時(shí)期。通過模糊邏輯控制技術(shù)、專家系統(tǒng)技術(shù)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等多種多樣的途徑，在控制理論的基礎(chǔ)上，吸收人工智能、運(yùn)籌學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)和混沌動(dòng)力學(xué)等方法，模擬人類智能，以求得到更高的控制目標(biāo)。當(dāng)然，機(jī)電一體化產(chǎn)品不可能達(dá)到具有與人完全相同的智能，但高性能、高速的微處理器使機(jī)電一體化產(chǎn)品賦有低級(jí)智能或人的部分智能，則是完全可能的。

　　2)網(wǎng)絡(luò)一體化。由于網(wǎng)絡(luò)的普及，在20世紀(jì)90年代，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展給科學(xué)技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)、政治教育及人們的日常生活帶來了巨大的變革，各種網(wǎng)絡(luò)將全球經(jīng)濟(jì)、生產(chǎn)、生活連成一片，推動(dòng)全球化的進(jìn)度。而基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)控技術(shù)，讓家用電器網(wǎng)絡(luò)化成為可能。把各種家用電器連接成以計(jì)算機(jī)為中心的家用電器系統(tǒng)，使人們無論在家里還是在外面，都能隨時(shí)享受各種機(jī)電產(chǎn)品帶來的好處。因此，機(jī)電一體化產(chǎn)品無疑將朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。

　　3)模塊化。模塊化是一項(xiàng)重要而艱巨的工程。由于機(jī)電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有不同標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)械接口、電氣接口、動(dòng)力接口、環(huán)境接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元非常重要。如研制集減速、智能調(diào)速、電機(jī)于一體的動(dòng)力單元，具有視覺、圖像處理、識(shí)別和測(cè)距等功能的控制單元以及各種能完成典型操作的機(jī)械裝置。這樣，可利用標(biāo)準(zhǔn)單元迅速開發(fā)出新產(chǎn)品，同時(shí)也可以擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。顯然，從電氣產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化可以肯定，規(guī)�；瘜⒔o機(jī)電一體化企業(yè)帶來美好前程。

　　4)微型化。國(guó)外稱其為微電子機(jī)械系統(tǒng)，泛指幾何尺寸不超過1 cni3的機(jī)電一體化產(chǎn)品，并向微米、納米級(jí)發(fā)展。微機(jī)電一體化產(chǎn)品體積小、耗能少、運(yùn)動(dòng)靈活，在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢(shì)。微機(jī)電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機(jī)械技術(shù)，加工采用精細(xì)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。

　　5)綠色化。工業(yè)的發(fā)達(dá)給人們生活帶來了巨大變化。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(yán)重污染。綠色產(chǎn)品在其設(shè)計(jì)、制造、使用和銷毀的生命過程中，符合特定的環(huán)境保護(hù)和人類健康的要求，對(duì)生態(tài)環(huán)境無害或危害極少，資源利用率極高。設(shè)計(jì)綠色機(jī)電一體化產(chǎn)品具有遠(yuǎn)大的發(fā)展前途。

　　6)系統(tǒng)化。系統(tǒng)化的表現(xiàn)特征為系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)一步采用開放式和模式化的總線結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)可以靈活組態(tài)，進(jìn)行任意剪裁和組合，同時(shí)尋求實(shí)現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制和綜合管理。機(jī)電一體化的人格化有兩層含義。一是機(jī)電一體化產(chǎn)品的最終使用對(duì)象是人，如何賦予機(jī)電一體化產(chǎn)品人的智能、情感、人性顯得越來越重要，特別是對(duì)家用機(jī)器人，其高層境界就是人機(jī)一體化。二是模仿生物機(jī)理，研制各種機(jī)電一體化產(chǎn)品。

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