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摘要:随着科技进步,机电一体化作为一项新技术,也做出巨大的突破,并且逐步成为工业生产的核心,其应用领域逐渐扩大,并且机电一体化技术还具备极大的进步空间。
关键词:机电一体化;内容;应用;趋势
引言:
机电一体化技术在工业实践中有着巨大的影响,成为机器设计基本组成构件。故了解其基本应用情况以及发展趋势,进而更好研究机电一体化技术、推动其继续进步,是具有长远眼光的举措。
一、关于机电一体化的基本内容
机电一体化技术是多领域交织在一起,进行功能上重新整合,并且这种整合是以实际生产的需要为基础的。具体地说,机械、电子技术、传感器技术以及计算机科学为主的多种学科,互相结合,在不断适应生产实践的过程中,逐步产生这样一门全新的技术学科——机电一体化。机电一体化的产生是机械工业生产的一大里程碑,带来生产实践上的巨大转变。机电一体化技术已经应用于许多产业生产中,不论传统工业,机械制造,还是新兴的人工智能产业,都少不了它的参与。因此,机电一体化还将在相当长的时间发挥作用,作为一种工程领域不同种类技术整合出的高新技术,推动现代工业生产继续发展。
二、机电一体化的具体应用领域
(一)全局动态集成
现代生产要求对生产要素进行最合理的配置,因此生产实践中,将机电一体化与计算机领域相结合,应用计算机知识集成不同系统,方便的观察全局生产状况,以达成统一控制生产中的各个环节的目的,这样的集成系统打破了各个部门之间信息壁垒,实现各个生产环节之间的有机协助,增加企业对生产的监管和控制,充分利用各种生产要素,将生产要素带来的收益最大化。除了最大化生产要素功效之外,这样的集成系统还具有便于维护、排查故障的优点,大大减少工业生产中日常维护的花费,同时也有利于系统的稳定运行。当今这样的机电一体化系统是生产系统的主要组成。
(二)数控机床
数控机床是现代生产实践中不可或缺重要效率工具,而机电一体化对于数控机床的完善、提升过程有着重要意义。以机电一体化技术为基础,数控机床构造结构改进成了总线式,紧凑性也得到提升,更重要的是,结构上实现了模块化,有利于数控机床的多次利用以及维护,对于降低企业成本有着重要意义。数控机床上采用了多个CPU,有多条不同线路,互不干扰,达成多工程控制的目标,同时可以实现多项加工任务,极大地提升了生产效率。采用WOP和智能化系统,数控机床可以实现生产精细化。同时添加了多种智能判断机制,让产品尽可能贴近预期。改进后的系统会提供对应变成方案,并且自动进行模拟仿真
(三)工业机器人
机器人产生的目的是代替人类工作者完成一些人类做不到的事情,发展至今,机器人已经逐步承接许多工作。机电一体化技术融入到工业机器人的设计中,甚至可以说,工业机器人就是其在生产实践中的集中体现。由于机电一体化技术的发展存在阶段性,集大成的工业机器人也有不同的阶段。
最初的工业机器人应用的机电一体化技术较简陋,只能对于某一确定动作进行机械性的重复,并不能做到自主判断工作环境,并依据工作环境改变工作方式。这时的工业机器人多用于流水线生产,设定好内部指令,可以重复完成同一工作,达到初步替代人工的目的。随着传感系统的发展,传感系统实用性增强,加装到工业生产机器人中。此时的工业机器人可以收集环境信息,并借助单片机进行分析。可以在不同的环境下,给出初步的反馈,改变工作方式,更好的适应环境。这时的工业机器人才真正具有了大规模应用的实用性。发展至今,人工智能系统也在工业机器人上得到应用,工业机器人真正能以逻辑化的思维方式,来自主分析环境状况,做出更加具体化的决策,给出的反馈也更加合理。集成机电一体化技术的工业机器人在生产实践中占主体地位,甚至说机器人制造水平可以反映国家综合技术应用情况,因此继续钻研机电一体化技术,力争做出突破仍然对实际生产有所增益。
(四)自动机与生产线
机电一体化生产早就融入了当代生产实践中,借助于其引领的自动化生产,生产早早的就已经步入了新时代,自动化也早就在各种工业生产过程得到普及,极大的推动工业生产质量与能力的提升。
三、机电一体化未来发展趋势
(一)智能化
当前智能化生产是社会生产继续发展的前景,机电一体化也适应这一趋势,主要研究方向是智能化。机器行为是智能化改造的重点对象,通过应用控制理论,运用智能化领域出现的各种新型技术,使工业生产更具有智能化,也即工业生产中机器能力更贴近人类,可以拥有自己的判断能力,懂得运用逻辑方式来思考,最终以达到更高的工程精度和便利程度。由于电子硬件的发展,高性能CPU已经可以进行微型化生产,应用这项硬件,完全可能实现让机器自主进行大量计算,以达到人的部分智能,实现智能化生产。
(二)网络化
当今社会,没有任何一项先进生产技术与网络毫无关系。机电一体化技术的未来强劲,应当充分考虑到网络化的进展方向,让机电一体化在各领域都得到应用。利用网络化的优势,可以达成机电一体化的普及,应用远程监控设备,为智能家居、智能生活提供基本的技术支持。由此观之,网络化应用是其将来必然的发展方向。
(三)柔性化
生产活动越来越具有独立性,不同的生产活动之间互不干扰有利于工业生产的稳定性。机电一体化的可预期前景中,柔性化就是重要的一部分,换句话说,就是建立一个自行分配存储的系统,在系统中,应用模块化思想,令各个子系统之间的工作互不干扰,但是又有信息上的互通。同时,系统本身也要具有一定的智能化,可以在不同情况下进行不同的分配,优化系统资源的利用,推动生产活动的效率优化。
(四)微型化
现阶段已经具有了产生微型期间的生产技术,但是机电一体化的发展尚不能达到与微小电子器件相结合的要求,阻碍了机电产品微型化的进展。如果真的能够做到机电一体化的微型化,那么各种不同的器件就可以集成在一起,可以生产出体积小功能全面的机电化产品,在工业、医药、军事等方面有着巨大的应用前景。
(五)光机电一体化
传感系统、机械系统等共同构成了现有的机电一体化系统。然而现有的机电一体化系统还具有很大缺陷。如果将光学器件纳入其中,那么就可以充分利用光学仪器的长处,进而达成改善传感、交互系统的目标,达成机电一体化系统的进一步突破,是未来机电一体化技术发展的目标。
(六)绿色化
工业发展已经对于环境产生了巨大破坏。近来,人们对于良好生态环境的需求越来越强烈,也就要求工业生产要尽可能地保护生态环境,也就促使机电一体化应用趋于绿色化。现阶段,生态系统千疮百孔,环境污染,资源减少,机电一体化技术未来应当做到对于资源的充分利用,让每一份生产要素发挥出其最大价值,即做到生产实践中利益的最大化,也达成绿色化的长远目标。
四、结束语
在现代科学技术中,机电一体化尽管是个新兴技术,但已经成为了其中不可或缺的构件,是工业生产的中流砥柱,为推动工业生产发展提供了动力。在时代浪潮不断推进中,机电一体化也应与时俱进,与工业生产相结合,促进工业生产中新的变革。
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