摘要:近几年,机电一体化的发展十分迅速,前景十分乐观。推动了机械,电子,计算机各个领域的交叉影响形成了机电一体化的发展阶段。它已经广泛应用在生产,生活,科技和军事发展上。
关键词:发展历程;发展前景;应用领域;形势和任务及对策
1机电一体化发展的历程
自从有电子技术,电子与机械技术就开始结合了,出现半导体集成电路,机电一体化有明显的进展,开始引起注意。“机电一体化”是日本电机公司在二十世纪最先创用的。当时,人们把“机电一体化”当作是机械和电子的结合。20世纪80年代初,信息技术的出现,使更高级的机电一体化的产品出现,典型的产品如数控机床,工业机器人,汽车电子控制系统等。“机电一体化”早在1971年,日本“机械设计”杂志就提出的,它融合了机械和电子及信息等多种技术成为一体的。是采用“机电一体化”技术制造出的产品,称它为“机电一体化”产品。机械系统也利用了数据库,如洗衣机等其它消费品用了数据库的驱动系统。此外,机电一体化也用在光学,出现了光机电一体化的新领域。到了20世纪90年代,进入了微机电一体化,机器可像机器人那样有多用途。随后,机电一体日益发展,进入了21世纪。
2机电一体化发展前景
机电一体化的发展有以下几个方向:
2.1智能化
智能化是机电一体化发展的方向,智能化产品可以判断、推理和逻辑思维及决策能力,从而代替了一部分的脑力劳动。2.2系统化系统化一方面是开放式和模式化的结构。系统可以任意的剪裁与组合,同时实现多个系统协调控制与综合的管理。系统化另一方面是通信功能强,实现远程及局部网络被采用。
2.3微型化
微型化融合了机械、电子和软件技术的微技术,是机电一体化的又一个新的发展方向。国外微机械系统几何尺寸一般小于1cm,甚至微米、纳米级。由于微机电可进入有的机械无法进入的空间能进行精细的操作,所以在生物、航空、信息、工农业等领域,有很宽的应用前景。现在,用半导体器件制作的蚀刻技术,已造出亚微米级的机械元件。
2.4模块化
模块化是机电一体化一个发展趋势,是一项重要的工程。机电一体化种类和生产厂家繁多,研制具有标准机械、电气、动力、信息接口的机电一体化的产品是一项复杂的事,它需要制订标准,以便各部件与单元的匹配和接口。
2.5网络化
网络化是机电一体发展的目标。机电一体化的产品面向网络的方式是不一样的。网络已经普及,远程控制终端设备本就是机电一体化产品。
2.6绿色化
工业的发展使人们的环境受到污染,绿色化尤为重要。绿色化是时代发展的必然结果。对于产品从制造,包装,运输和使用到报废的整个过程中,对环境应无危害。绿色化是指使用时不污染环境,报废时可以回收再利用。
3机电一体应用领域
3.1数控机床
数控机床经过几十年的发展,在各个方面都有迅速提高,表现在:总线、模块、紧凑的结构,能实现有一台机床完成多个加工任务或控制几台和几种机床的能力,并能破损检测,物料搬运,机械手等控制。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的能力。可见数控机床用途的广大。
3.2计算机集成系统
CIMS的实现不是简单的组合,而是最优综合。它打破了部门与部门之间的界线,用制造来控制物流信息流,从而实现决策、开发、准备、实验到生产管理的有机结合。
3.3柔性系统
柔性系统是由计算机,数控机床,机器人,料盘,自动搬运小车,自动化仓库等组成的。它可以随机、实时、按量地照装配部门的要求,生产任何工件,特别适于多品种,中小批量,离散零件的生产。
3.4工业机器人
第1代机器人只能根据示教,进行重复运动,对工作环境、作业对象的变化,缺乏适应性、灵活性,第2代机器人有传感元件,能获取作业和操作者的简单信息,通过计算机的判断,对动作进行控制,表现出低级智能。第3代机器人有多种感知功能,有复杂的逻辑思维进行判断和决策,能独立行动。
4机电一体化面形势和任务及决策
4.1形势
机电一体化技术改造的工作量大而广、压力大。产品耗能,耗水,耗材高,有污染,、扰民,责任重。近年来,工业结构,产品结构,几经调整,成效不够明显。有上级领导部门的问题,有故土难离的问题,也有拿不出理想的产业,选不出好的产品问题。这就必须发展机电一体化,机电一体化产品无论在功能和性能上还是质量上都很好。成本又低。同时,向机械工业注入新的活力,从而实现了文明生产。
4.2任务
在机电一体化方面的任务两句话:一句话是改造传统产业;另一句话是开发机电一体化产品,使产品更新换代。促进机电一体产业的形成、为产业和产品结构调整作贡献。
4.3对策
4.3.1统一安排,协调发展我国机电一体化的企业各自都有自己的策略。各单位只想局部利益,缺少综观全局的计划和战略。因此,有关单位要制定出有计划的政策。4.3.2强化管理,发挥协会功能机电一体化发展较快,因此,要有机电一体化的统管机构,加强协会的建设,给予其管理职能。扩大机构,发挥好协会的作用。4.3.3优化环境优化环境指通过广告宣传,使社会上下都重视,支持发展,如为外商提供方便;开绿灯。要限制耗电,耗水,耗材不能对周边环境造成污染。
5结论
机电一体化的技术已经广泛应用到各个领域。说明机电一体化也进入了高科技、高智能化的时代。机电一体化是科学发展的结晶,是生产力发展的必然结果。在走向高科技、高智能化的时代下,机电一体化的发展前景也会越来越宽广。
作者:徐春凤 单位:辽宁省本溪市机电工程学校
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