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機電一體化的前景范文1
關鍵詞:機械工業;機電一體化;數控;模塊化
現代科學技術的發展極大地推動了不同學科的交叉與滲透,引起了工程領域的技術改造與革命。在機械工程領域,由于微電子技術和計算機技術的迅速發展及其向機械工業的滲透所形成的機電一體化,使機械工業的技術結構、產品機構、功能與構成、生產方式及管理體系發生了巨大變化,使工業生產由“機械電氣化”邁入了“機電一體化”為特征的發展階段。
一、機電一體化的核心技術
機電一體化包括軟件和硬件兩方面技術。硬件是由機械本體、傳感器、信息處理單元和驅動單元等部分組成。因此,為加速推進機電一體化的發展,必須從以下幾方面著手。
(一)機械本體技術
機械本體必須從改善性能、減輕質量和提高精度等幾方面考慮。現代機械產品一般都是以鋼鐵材料為主,為了減輕質量除了在結構上加以改進,還應考慮利用非金屬復合材料。只有機械本體減輕了重量,才有可能實現驅動系統的小型化,進而在控制方面改善快速響應特性,減少能量消耗,提高效率。
(二)傳感技術
傳感器的問題集中在提高可靠性、靈敏度和精確度方面,提高可靠性與防干擾有著直接的關系。為了避免電干擾,目前有采用光纖電纜傳感器的趨勢。對外部信息傳感器來說,目前主要發展非接觸型檢測技術。
(三)信息處理技術
機電一體化與微電子學的顯著進步、信息處理設備(特別是微型計算機)的普及應用緊密相連。為進一步發展機電一體化,必須提高信息處理設備的可靠性,包括模/數轉換設備的可靠性和分時處理的輸入輸出的可靠性,進而提高處理速度,并解決抗干擾及標準化問題。
(四)驅動技術
電機作為驅動機構已被廣泛采用,但在快速響應和效率等方面還存在一些問題。目前,正在積極發展內部裝有編碼器的電機以及控制專用組件-傳感器-電機三位一體的伺服驅動單元。
(五)接口技術
為了與計算機進行通信,必須使數據傳遞的格式標準化、規格化。接口采用同一標準規格不僅有利于信息傳遞和維修,而且可以簡化設計。目前,技術人員正致力于開發低成本、高速串行的接口,來解決信號電纜非接觸化、光導纖維以及光藕器的大容量化、小型化、標準化等問題。
(六)軟件技術
軟件與硬件必須協調一致地發展。為了減少軟件的研制成本,提高生產維修的效率,要逐步推行軟件標準化,包括程序標準化、程序模塊化、軟件程序的固化、推行軟件工程等。
二、機電一體化技術的主要應用領域
(一)數控機床
數控機床及相應的數控技術經過40年的發展,在結構、功能、操作和控制精度上都有迅速提高,具體表現在:
1、總線式、模塊化、緊湊型的結構,即采用多CPU、多主總線的體系結構。
2、開放性設計,即硬件體系結構和功能模塊具有層次性、兼容性、符合接口標準,能最大限度地提高用戶的使用效益。
3、WOP技術和智能化。系統能提供面向車間的編程技術和實現二、三維加工過程的動態仿真,并引入在線診斷、模糊控制等智能機制。
4、大容量存儲器的應用和軟件的模塊化設計,不僅豐富了數控功能,同時也加強了CNC系統的控制功能。
5、能實現多過程、多通道控制,即具有一臺機床同時完成多個獨立加工任務或控制多臺和多種機床的能力,并將刀具破損檢測、物料搬運、機械手等控制都集成到系統中去。
6、系統的多級網絡功能,加強了系統組合及構成復雜加工系統的能力。
7、以單板、單片機作為控制機,加上專用芯片及模板組成結構緊湊的數控裝置。
(二)計算機集成制造系統(CIMS)
CIMS的實現不是現有各分散系統的簡單組合,而是全局動態最優綜合。它打破原有部門之間的界線,以制造為基干來控制“物流”和“信息流”,實現從經營決策、產品開發、生產準備、生產實驗到生產經營管理的有機結合。企業集成度的提高可以使各種生產要素之間的配置得到更好的優化,各種生產要素的潛力可以得到更大的發揮。
(三)柔性制造系統(FMS)
柔性制造系統是計算機化的制造系統,主要由計算機、數控機床、機器人、料盤、自動搬運小車和自動化倉庫等組成。它可以隨機地、實時地、按量地按照裝配部門的要求,生產其能力范圍內的任何工件,特別適于多品種、中小批量、設計更改頻繁的離散零件的批量生產。
(四)工業機器人
第1代機器人亦稱示教再現機器人,它們只能根據示教進行重復運動,對工作環境和作業對象的變化缺乏適應性和靈活性;第2代機器人帶有各種先進的傳感元件,能獲取作業環境和操作對象的簡單信息,通過計算機處理、分析,做出一定的判斷,對動作進行反饋控制,表現出低級智能,已開始走向實用化;第3代機器人即智能機器人,具有多種感知功能,可進行復雜的邏輯思維、判斷和決策,在作業環境中獨立行動,與第5代計算機關系密切。
三、機電一體化技術的發展前景
縱觀國內外機電一體化的發展現狀和高新技術的發展動向,機電一體化將朝著以下幾個方向發展。
(一)智能化
智能化是機電一體化與傳統機械自動化的主要區別之一,也是21世紀機電一體化的發展方向。近幾年,處理器速度的提高和微機的高性能化、傳感器系統的集成化與智能化為嵌入智能控制算法創造了條件,有力地推動著機電一體化產品向智能化方向發展。智能機電一體化產品可以模擬人類智能,具有某種程度的判斷推理、邏輯思維和自主決策能力,從而取代制造工程中人的部分腦力勞動。
(二)系統化
系統化的表現特征之一就是系統體系結構進一步采用開放式和模式化的總線結構。系統可以靈活組態,進行任意的剪裁和組合,同時尋求實現多子系統協調控制和綜合管理。表現特征之二是通信功能大大加強,一般除RS232等常用通信方式外,實現遠程及多系統通信聯網需要的局部網絡正逐漸被采用。未來的機電一體化更加注重產品與人的關系,如何賦予機電一體化產品以人的智能、情感、人性顯得越來越重要。機電一體化產品還可根據一些生物體優良的構造研究某種新型機體,使其向著生物系統化方向發展。
(三)微型化
微型機電一體化系統高度融合了微機械技術、微電子技術和軟件技術,是機電一體化的一個新的發展方向。國外稱微電子機械系統的幾何尺寸一般不超過1cm3,并正向微米、納米級方向發展。由于微機電一體化系統具有體積小、耗能小、運動靈活等特點,可進入一般機械無法進入的空間并易于進行精細操作,故在生物醫學、航空航天、信息技術、工農業乃至國防等領域,都有廣闊的應用前景。目前,利用半導體器件制造過程中的蝕刻技術,在實驗室中已制造出亞微米級的機械元件。
(四)模塊化
模塊化也是機電一體化產品的一個發展趨勢,是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多,研制和開發具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、信息接口的機電一體化產品單元是一項復雜而重要的事,它需要制訂一系列標準,以便各部件、單元的匹配和接口。機電一體化產品生產企業可利用標準單元迅速開發新產品,同時也可以不斷擴大生產規模。
(五)網絡化
網絡技術的飛速發展對機電一體化有重大影響,使其朝著網絡化方向發展。機電一體化產品的種類很多,面向網絡的方式也不同。由于網絡的普及,基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾,而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品。
(六)綠色化
工業的發達使人們物質豐富、生活舒適的同時也使資源減少,生態環境受到嚴重污染,于是綠色產品應運而生。綠色化是時代的趨勢,其目標是使產品從設計、制造、包裝、運輸、使用到報廢處理的整個生命周期中,對生態環境無危害或危害極小,資源利用率極高。機電一體化產品的綠色化主要是指使用時不污染生態環境,報廢時能回收利用。綠色制造業是現代制造業的可持續發展模式。
綜上所述,機電一體化是眾多科學技術發展的結晶,是社會生產力發展到一定階段的必然要求。它促使機械工業發生戰略性的變革,使傳統的機械設計方法和設計概念發生著革命性的變化。大力發展新一代機電一體化產品,不僅是改造傳統機械設備的要求,而且是推動機械產品更新換代和開辟新領域、發展與振興機械工業的必由之路。
參考文獻:
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機電一體化的前景范文2
關鍵詞:機電一體化;礦井;技術應用
上個世紀70年代之前,我國大多數工業生產設備都是從蘇聯進口的,此時我國工業生產技術發展相對落后,很多技術理論仍不健全。自改革開放以來,我國工業生產進入飛速發展的時代,工業技術的開發和創新是我工業技術科研工作者研究的重要課題。
一、機電一體化技術在礦井中的應用
1.機電一體化技術在采煤中的應用
中國市場經濟體制的變革,使很多留居海外的商人和科研人員看到了中國發展的曙光,紛紛從海外歸來,這股歸國浪潮不僅推動了我國市場經濟的發展,還為我國工業生產帶來了先進的工業技術。1972年,我國首次將機電一體化技術應用在礦產工程施工過程中,其在綜合機械化采煤中的應用,使我國當年煤產量劇增,隨后這種綜合機械化技術一直沿用到80年代后期,成為我國采煤工業的核心技術。
第一套機械化采煤工作面機電一體化技術的應用,將采煤機傳統的液壓牽引轉化為電牽引,采煤裝置的液壓支架控制系統不再是單一的人為操作,而是逐漸被計算機系統所取代,這種以計算機為核心的控制系統,能夠實時有效的監測采煤設備裝置的運行情況,使電液控制、支架位移監測、設備故障維修等方面實現自動化。另外,機電一體化技術在采煤設備的工作面也進行了技術調控,采煤設備工作面的運輸機是系統的重要運輸設備,所以其設備運行的準確性直接影響采煤工程的施工質量,在運輸機上安裝計算機監控裝置,對運輸機準確移動起到了很大的幫助,實現了運輸設備的自動化。
近幾年,機電一體化技術的革新和創新,使其技術在采煤中的應用越來越廣泛,我國采煤工程施工技術也逐漸成熟,采煤施工設備之間的協調工作越來越完善,系統運行的安全性、可靠性、穩定性越來越高。操作系統的高準確性和時效性使我國煤炭產量和質量逐年升高,為煤炭企業帶來了更高的經濟效益的同時,也推動了我國采煤事業的蓬勃發展[1]。
2.機電一體化技術在監控系統上的應用
煤礦設備中的監控系統是煤炭工程的核心系統,影響著礦井施工、煤炭產量、煤炭質量、煤炭施工設備等多個煤炭生產的重要部分。現階段,從我國煤炭監控系統的使用效果來看,我國煤炭監控系統的機電一體化技術仍不成熟,還存在很多問題,具體表現在一下幾個方面:①傳感器穩定性較差,在煤炭監控系統運行時,由于煤炭開發環境惡劣,電量供應經常會中斷,這都會嚴重影響監控系統的運行質量和使用壽命;②影響監控系統出現故障的因素有很多,如:信號干擾、電源電量供給不足、人為系統操作失誤、設備資深故障、計算機程序錯誤等;③監控系統的程序很容易受到黑客入侵。
針對以上問題,我國相關科研機構和計算機科研工作者經過長時間的實踐和研究,對監控系統中的關鍵技術進行了多次的技術改進,使監控系統達到預期的運行效果,但是目前,監控系統在煤炭施工現場的應用率仍不高。在很多發達國家,計算機網絡技術發展很快,其運行速度和運行效果正在不斷提高,我國通過引進國外的先進計算機技術,已開發出了光纜傳輸介質,這種傳媒介質的研發使信息媒體由字符發展到聲像,使煤炭工程控制系統的穩定性、可靠性都有了很大的發展,同時也使煤炭安全生產監控系統成為煤炭行業機電一體化技術應用推廣應用最快的產品[2]。
二、煤礦機電一體化技術
隨著國內大量引進國外采掘機械,國產化機械機電一體化技術的革新,我國煤礦機電一體化水平不斷增高。并取得了顯著成效。目前,我國中遠距離遙控技術的發展和高端電器控制元件的應用使我國煤炭采掘控制系統、施工系統、監測系統都逐步實現了自動化建設。設備中的自身檢查、監控、部分控制已逐步轉變為計算機程序化管理,這給煤礦采掘工作帶來了很大的便利。
機電一體化技術應用在液壓支架控制系統中,為我國自動化技術的發展提供了重要的參考經驗,現階段我國液壓支架自動化、智能化控制水平已逐漸達到世界先進水平。自動化控制系統和保護閉鎖的引入,使煤炭工程的運輸設備實現了超遠距離運輸,控制程序通過智能化操作,使運輸設備實行自動化管理,這都對我國煤礦施工的智能化運作提供了很大的助力[3]。
三、機電一體化技術應用在礦井中存在的問題
機電一體化技術對礦井機械設備的發展方向和煤礦的生產方式都產生了重大的影響。現階段,我國煤礦地下開采工程施工條件非常惡劣,施工作業空間狹窄、環境潮濕、粉塵濃度高等惡劣的施工條件,對我國煤礦開采工人的身體健康造成了巨大的影響,同時也大大增加了開采工人的勞動強度。最近幾年,我國煤礦事故頻發,水、火、瓦斯及粉塵的噴涌與爆炸以及頂板跨落等自然災害更會對礦工的生命與安全造成嚴重威脅。這些客觀條件,使得大部分專業知識過硬的煤礦工人紛紛轉行,礦井作業的勞動力資源越來越少、素質和知識結構偏低的煤礦工人無法正確落實先進技術等諸多問題都嚴重影響采礦工業的現代化進程。
四、礦井機電一體化技術的發展
1.系統化
現階段,我國礦井的機械設備已逐漸實現機電一體化建設,但是其設備體系還沒有形成完善的系統化機制。我國大中型煤炭企業因為有強大的資金支持,所以其煤礦設備自動化系統建設發展很快,技術研發成果顯著,應用情況很好,但是在資金相對匱乏、先進科技研發技術落后的小型煤炭企業,機電一體化的系統化建設發展緩慢,應用情況很差。所以煤礦機械生產中,,零散自動化的技術手段向系統化配套方面轉化是我國礦井機電一體化技術發展的必然方向。
2.程序化
機電一體化產品在程序化應用, 在我國煤炭企業的機械裝備上應用了大量的機電一體化程序化產品,但是其程序化設備大多都是從國外進口來的,我國機電一體化程序化產品發展很落后,要提高我國煤炭開采技術的核心競爭力,就要大力發展我國機電一體化程序化產品研究項目。
3.多途化
煤炭企業的機電一體化設備大多只具備一種使用功能,其性能相對單一,已無法適用于程序越來越復雜的煤炭開采工程,所以研發多用途、高效率、綜合化的煤炭機電設備已逐漸成為我國機電一體化技術研究的重要課題。
4.綠色化
煤礦開采項目對我國環境污染嚴重,能源消耗量巨大,所以開發優質、高效節能、環保、噪聲低、低污染、低粉塵、可靠性強的技術設備,是煤炭企業機電一體化的發展趨勢,這也是我國煤礦采掘行業的發展趨勢。
結論:通過上述對機電一體化在礦井中的應用分析可知,要實現井下作業的自動化和機械化是世界各國采礦技術科研工作者和采礦工人奮斗的共同目標,機電一體化技術在導引工業機智能化的同時,為我國煤礦開采提供了廣泛的空間,也為采煤行業的經濟發展做出了巨大的貢獻。
參考文獻:
[1]胡福慶.機電一體化技術在現代煤礦生產中的應用[J].科技致富向導,2013,23(11):120-124.
機電一體化的前景范文3
關鍵詞:發展歷程;發展前景;應用領域;形勢和任務及對策
1機電一體化發展的歷程
自從有電子技術,電子與機械技術就開始結合了,出現半導體集成電路,機電一體化有明顯的進展,開始引起注意。“機電一體化”是日本電機公司在二十世紀最先創用的。當時,人們把“機電一體化”當作是機械和電子的結合。20世紀80年代初,信息技術的出現,使更高級的機電一體化的產品出現,典型的產品如數控機床,工業機器人,汽車電子控制系統等。“機電一體化”早在1971年,日本“機械設計”雜志就提出的,它融合了機械和電子及信息等多種技術成為一體的。是采用“機電一體化”技術制造出的產品,稱它為“機電一體化”產品。機械系統也利用了數據庫,如洗衣機等其它消費品用了數據庫的驅動系統。此外,機電一體化也用在光學,出現了光機電一體化的新領域。到了20世紀90年代,進入了微機電一體化,機器可像機器人那樣有多用途。隨后,機電一體日益發展,進入了21世紀。
2機電一體化發展前景
機電一體化的發展有以下幾個方向:
2.1智能化
智能化是機電一體化發展的方向,智能化產品可以判斷、推理和邏輯思維及決策能力,從而代替了一部分的腦力勞動。2.2系統化系統化一方面是開放式和模式化的結構。系統可以任意的剪裁與組合,同時實現多個系統協調控制與綜合的管理。系統化另一方面是通信功能強,實現遠程及局部網絡被采用。
2.3微型化
微型化融合了機械、電子和軟件技術的微技術,是機電一體化的又一個新的發展方向。國外微機械系統幾何尺寸一般小于1cm,甚至微米、納米級。由于微機電可進入有的機械無法進入的空間能進行精細的操作,所以在生物、航空、信息、工農業等領域,有很寬的應用前景。現在,用半導體器件制作的蝕刻技術,已造出亞微米級的機械元件。
2.4模塊化
模塊化是機電一體化一個發展趨勢,是一項重要的工程。機電一體化種類和生產廠家繁多,研制具有標準機械、電氣、動力、信息接口的機電一體化的產品是一項復雜的事,它需要制訂標準,以便各部件與單元的匹配和接口。
2.5網絡化
網絡化是機電一體發展的目標。機電一體化的產品面向網絡的方式是不一樣的。網絡已經普及,遠程控制終端設備本就是機電一體化產品。
2.6綠色化
工業的發展使人們的環境受到污染,綠色化尤為重要。綠色化是時展的必然結果。對于產品從制造,包裝,運輸和使用到報廢的整個過程中,對環境應無危害。綠色化是指使用時不污染環境,報廢時可以回收再利用。
3機電一體應用領域
3.1數控機床
數控機床經過幾十年的發展,在各個方面都有迅速提高,表現在:總線、模塊、緊湊的結構,能實現有一臺機床完成多個加工任務或控制幾臺和幾種機床的能力,并能破損檢測,物料搬運,機械手等控制。系統的多級網絡功能,加強了系統組合及構成復雜加工系統的能力。可見數控機床用途的廣大。
3.2計算機集成系統
CIMS的實現不是簡單的組合,而是最優綜合。它打破了部門與部門之間的界線,用制造來控制物流信息流,從而實現決策、開發、準備、實驗到生產管理的有機結合。
3.3柔性系統
柔性系統是由計算機,數控機床,機器人,料盤,自動搬運小車,自動化倉庫等組成的。它可以隨機、實時、按量地照裝配部門的要求,生產任何工件,特別適于多品種,中小批量,離散零件的生產。
3.4工業機器人
第1代機器人只能根據示教,進行重復運動,對工作環境、作業對象的變化,缺乏適應性、靈活性,第2代機器人有傳感元件,能獲取作業和操作者的簡單信息,通過計算機的判斷,對動作進行控制,表現出低級智能。第3代機器人有多種感知功能,有復雜的邏輯思維進行判斷和決策,能獨立行動。
4機電一體化面形勢和任務及決策
4.1形勢
機電一體化技術改造的工作量大而廣、壓力大。產品耗能,耗水,耗材高,有污染,、擾民,責任重。近年來,工業結構,產品結構,幾經調整,成效不夠明顯。有上級領導部門的問題,有故土難離的問題,也有拿不出理想的產業,選不出好的產品問題。這就必須發展機電一體化,機電一體化產品無論在功能和性能上還是質量上都很好。成本又低。同時,向機械工業注入新的活力,從而實現了文明生產。
4.2任務
在機電一體化方面的任務兩句話:一句話是改造傳統產業;另一句話是開發機電一體化產品,使產品更新換代。促進機電一體產業的形成、為產業和產品結構調整作貢獻。
4.3對策
4.3.1統一安排,協調發展我國機電一體化的企業各自都有自己的策略。各單位只想局部利益,缺少綜觀全局的計劃和戰略。因此,有關單位要制定出有計劃的政策。4.3.2強化管理,發揮協會功能機電一體化發展較快,因此,要有機電一體化的統管機構,加強協會的建設,給予其管理職能。擴大機構,發揮好協會的作用。4.3.3優化環境優化環境指通過廣告宣傳,使社會上下都重視,支持發展,如為外商提供方便;開綠燈。要限制耗電,耗水,耗材不能對周邊環境造成污染。
5結論
機電一體化的前景范文4
本小節主要從機電一體化的相關基本概念、機電一體化技術的基本特征、機電一體化的最新發展趨勢等三個方面對機電一體化技術做較為全面的介紹,接下來詳細介紹。
1.1機電一體化的基本概念
機電一體化技術從大的領域來說屬于機械領域,其定義版本較多,其中一種較為權威的定義表述如下:機電一體化一般是指在機械的設計與功能擴展中,應用機械特有的主要功能、信息處理、功能控制等,把機械系統的控制中心進行集成化,并且與安裝在計算上的上位機軟件實現雙向通信,一般來說,機電一體化技術也是一門交叉學科技術,涉及到的主要技術有通信技術,機械技術,微電子技術,電力電子技術等,機電一體化技術的核心功能就是把以上技術結合起來,形成一個整體并內嵌入機械系統中。
1.2機電一體化技術的基本特征
機電一體化技術作為一門應用廣泛的技術,有其自身的特點,通過實際調查總結和查閱相關資料,本文總結出了機電一體化技術的3個主要特點,接下來詳細說明如下。(1)應用的廣泛性:機電一體化技術由于涉及的技術較多,是一門涉及多學科的交叉技術,正是由于這一特點,使得機電一體化技術應用十分廣泛,已經遠遠超出了機械工程的應用范疇,當然,本文的研究重點還是放在機電一體化技術在機械工程上的應用及發展趨勢。(2)具有很強的邏輯性:由于機電一體化的核心任務就是把各種技術合理融合,應用到機械領域中,把系統的機械機構和上位機軟件控制合為一體,也就是形成一個統一的整體,從這個層面來說,機電一體化技術具有很強的邏輯性,或者說擁有很強的系統性。(3)機電一體化具有很強的最優化建模理論:機電一體化技術經過多年的發展,已經形成完整的最優化理論體系,相關算法可以參閱相關文獻,限于論文篇幅,在這里不再累述。
1.3機電一體化技術的最新發展趨勢
經過多年的發展,機電一體化技術已經形成了自己的理論體系,隨著我國高新技術不斷發展,越來越多的新技術被應用到機電一體化技術上,機電一體化的最新的發展趨勢是控制智能化、精確化、零延遲化、結合計算機處理技術和信號傳輸技術,機電一體化技術也朝著無線控制、高速控制、精確控制的方向發展。
2機電一體化技術在機械工程上的應用以及發展趨勢分析
本小節在上文介紹機電一體化技術相關知識的基礎上探討機電一體化技術在機械工程領域的當前應用以及未來的發展趨勢,結合實際,本文從機電一體化技術應用于機械工程領域的歷程分析、機電一體化在現代機床控制上的應用、機電一體化技術在全自動包裝機領域的應用等三方面簡單論述機電一體化技術在機械工程上的應用以及發展趨勢,下面詳細討論。
2.1機電一體化技術應用于機械工程領域的歷程分析
在國外,機電一體化技術應用到機械工程領域較早,通過查閱資料得知,美國在上世紀90年代就把自動控制設備應用與機械制造領域,我國相對起步晚,但是起點較高,20世紀60年代,我國通過引進蘇聯控制設備,逐漸把機電一體化技術應用到機械領域,并在20世紀80年代,實現機電控制設備國產化,隨著科技不斷進步,以計算機處理技術和無線通信技術為代表的新技術不斷應用與機電一體化技術,這使得機電一體化技術煥發出勃勃生機,應用領域進一步擴大。
2.2機電一體化在現代機床控制上的應用
機電一體化在機械工程領域很重要的一個應用領域就是應用在現代機床控制上,現代機床控制要求精度高、速度快、智能化高,這就要求現代機床的控制系統具有很強的抗干擾性,機電一體化技術由于采用計算機處理技術,處理速度快,精度高、內置多塊DSP芯片,抗干擾能力強。
2.3機電一體化技術在全自動包裝機領域的應用
機電一體化技術除了應用與純機械工程領域,還大量應用于相關機械與電子相結合的控制領域,通過實際調查得知,我國全自動包裝機已經全部采用機電一體化技術,由于包裝機械不但設計機械工程知識,還涉及機電控制技術,微機處理技術等,所以一般的控制系統很難勝任,機電一體化技術由于是一門交叉學科,所以具有很強的靈活性,所以機電一體化技術較好的解決了這個問題,機電一體化把軟件控制和機械控制結合起來,融為一體,通過上位機軟件來控制包裝機的運行狀態。
3機電一體化技術在機械領域的發展前景
通過對機電一體化當前發展趨勢的調查研究,本文認為,機電一體化技術在機械領域的發展前景包括以下幾點:(1)專用化趨勢不斷加強:隨著機電一體化應用到機械領域的不斷深化,機電一體化技術表現出明顯的專用化趨勢。(2)智能化不斷加強:近年來,隨著人工智能等新技術不斷應用到機電一體化領域,機電一體化技術也呈現了智能化趨勢。(3)能耗低:節約資源,保護環境成為全社會的共識,在這種背景下,機電一體化技術積極加強自身改革,不斷研發新技術,把能耗進一步降低。
4結論
機電一體化的前景范文5
關鍵詞:機電一體化、形勢、對策、趨勢
中圖分類號:TH-39文獻標識碼: A
機電一體化發展至今也已成為一門有著自身體系的新型學科,隨著科學技術的不但發展,還將被賦予新的內容。但其基本特征可概括為:機電一體化是從系統的觀點出發,綜合運用機械技術、微電子技術、自動控制技術、計算機技術、信息技術、傳感測控技術、電力電子技術、接口技術、信息變換技術以及軟件編程技術等群體技術,根據系統功能目標和優化組織目標,合理配置與布局各功能單元,在多功能、高質量、高可靠性、低能耗的意義上實現特定功能價值,并使整個系統最優化的系統工程技術。由此而產生的功能系統,則成為一個機電一體化系統或機電一體化產品。
一、我國發展“機電一體化”面臨的形勢
機電一體化工作主要包括兩個層次:一是用微電子技術改造傳統產業,其目的是節能、節材,提高工效,提高產品質量,把傳統工業的技術進步提高一步;二是開發自動化、數字化、智能化機電產品,促進產品的更新換代。機電一體化產品功能強、性能好、質量高、成本低,且具有柔性,可根據市場需要和用戶反映時產品結構和生產過程做必要的調整、改革,而無須改換設備。這是解決機電產品多品種、少批量生產的重要出路。同時,可為傳統的機械工業注入新鮮血液,帶來新的活力,把機械生產從繁重的體力勞動中解脫出來,實現文明生產。 另外,從市場需求的角度看,由于我國研制、開發機電一體化產品的歷史不長,差距較大,許多產品的品種、數量、檔次、質量都不能滿足需求,每年進口量都比較大,因此亟需發展。我國亟須大力支持機電一體化發展
二、我國發展“機電一體化”的對策
1、加強統籌安排,協調發展計劃
目前,我國從事“機電一體化”研究開發及生產的單位很多。各自都有一套自己的發展策略。各單位的計劃由于受各自立足點、著眼點的限制,難免只考慮局部利益,各主管部門的有關計劃和規劃,也有統一考慮不足,統籌安排不夠的問題,同時缺少綜觀全局的有權威性的發展計劃和戰略規劃。因此,建議各主管部門責成有關單位在進行深入調查研究、科學分析的基礎上,制定出統管全局的“機電一體化”研究、開發、生產計劃和規劃,避免開發上重復,生產上撞車!
2、強化行業管理,發揮“協會”作用
目前,我國“機電一體化”較熱,我國有必要明確一個“機電一體化”行業的統管機構,根據目前國家政治體制改革和經濟體制改革的精神,以及機電一體化行業特點,我們建議,盡快加強機電一體化協會的建設,賦予其行業管理職能。“協會”要進一步擴大領導機構——理事會的代表層面和復蓋面,要加強辦公室、秘書處的建設;要通過其精明干練的辦事機構、經濟實體,組織“行業”發展計劃、戰略規劃的擬制;指導行業布點布局的調整,進行發展突破口的選擇,抓好重點工程的試點和有關項目的發標、招標工作。
3、優化發展環境、增大支持力度
優化發展環境指通過宣傳群眾,造成一種社會上下、企業內外都重視、支持“機電一體化”發展的氛圍,如盡快為外商到我國投資發展“機電一體化”產業提供方便;盡可能為興辦開發、生產機電一體化產品的高新技術企業開綠燈;盡力為開發、生產機電一體化產品調配好資源要素等。
增大支持力度,在技術政策上,要嚴格限制耗電、耗水、耗材高的傳統產品的發展,對未采用機電一體化技術落后產品限制強制淘汰;大力提倡用機電一體化技術對傳統產業進行改造,對有關機電一體化技術對傳統產業乾地改造,對有關技術開發、應用項目優先立項、優先支持,對在技術開發、應用中做出貢獻的單位領導、科技人員進行表彰獎勵等。
4、突出發展重點,兼顧“兩個層次”
機電一體化產業履蓋面非常廣,而我們的財力、人力和物力是有限的,因此我們在抓機電一體化產業發展時不能面面俱到、平鋪直敘,而應分清主次,大膽取舍,有所為,有所不為。要注意抓兩個層次上的工作。第一個層次是“面上”的工作,即用電子信息技術對傳統產業進行改造,在傳統的機電設備上植入或嫁接上微電子(計算機)裝置,使“機械”和“電子”技術在淺層次上結合。第二個層次是“提高”工作,即在新產品設計之初,就把“機械”與“電子”統一起來進行考慮,使“機械”與“電子”密不可分,深度結合,生產出來的新產品起碼正做到機電一體化。
三、我國機電一體化的發展趨勢
機電一體化的出現不是孤立的,它是許多科學技術發展的結晶,是社會生產力發展到一定階段的必然要求。當然,與機電一體化相關的技術還有很多,并且隨著科學技術的發展,各種技術相互融合的趨勢將越來越明顯,機電一體化技術的廣闊發展前景也將越來越光明。
我國是從20世紀80年代初開始進行機電一體化技術方面的研究和應用的。雖然經過20多年的努力取得了一定成果,但與發達國家相比仍有相當差距。為了加快發展、縮小與發達國家的差距,需要我們在產業政策、金融政策和市場導向上,對機電一體化技術和產業予以積極支持,主要包括:國家在政策上對機電一體化技術給予大力支持,特別是涉及基礎技術、綜合技術等方面,要給予強有力的財政和各種扶助。由于機電一體化技術是各種高新技術的綜合和升華,需要多學科、多技術、多種機構協調研發,這也對技術研發機構和產業界的協調能力提出了挑戰,因而需要繼續發揮主管部門的作用。要明確機電一體化技術開發和產業化推廣的主力軍是企業,在這方面,技術和綜合實力雄厚的大型企業將發揮舉足輕重的作用。要把發展機電一體化技術作為增強自主創新能力的重要內容,鼓勵和促進企業在這個領域有所作為。同時,為縮小與發達國家的差距,可以通過引進、消化、升級來逐步達到提高自主創新能力的目的。有關部門可以通過政府采購、項目設立等措施,達到支持和鼓勵自主創新的目標。
機電一體化的前景范文6
知識經濟時代的到來,使得科學技術日新月異,新材料、新工藝、新技術以及新設備不斷推出,為促進現代工業機械化生產與發展創造了良好的條件。當前,計算機技術和電子信息技術不斷發展,機械工業領域的應用水平越來越高,并且呈現出良好的發展前景,在這種情況下,機電一體化技術應運而生。機電一體化技術涉及多種技術領域,其具有多功能、高效率、高質量、高可靠性以及節能降耗的優點,是一項綜合性、標準性以及優化效果最佳的系統工程技術。正因為機電一體化技術的優點突出,所以這項技術在世界各國都得到應用與發展,并且在各行業領域中發揮著不可替代的作用。
一、機電一體化技術的應用
(一)現代機械制造業的應用
傳統機械制造業與現代機械制造業相比,存在很大的差異。傳統機械制造業是以經營規模為依據,主要依靠擴大生產規模,提高產量以及優化產業結構為主體,以此提高企業市場競爭力,這種經營方式注重資源的合理利用,用最低成本獲取最大經濟效益。而現代機械制造業主要以信息為載體,采用先進的生產模式、管理系統以及制造技術來提高企業市場競爭力,其具有網絡化、虛擬化、智能化以及節能環保的特殊價值和功能。現代制造業涉及了多種高新技術手段,充分利用電子計算機技術,使制造行業的生產技術取得了巨大的成績。現今,制造工程領域相繼誕生諸多高新技術,如數字控制技術、系統集成技術、虛擬制造技術等。
(二)飲料行業的應用
以往的飲料生產、包裝等一系列流程都是人工操作,機電一體化技術在飲料行業的應用,使得飲料生產的機械化水平提高,而且飲料包裝的整條生產線都實現自動化控制,使得飲料行業的生產效率和質量大大提升,對促進飲料行業發展,提高國內外的市場競爭力具有極其重要的作用。
(三)鋼鐵行業的應用
隨著鋼鐵行業的發展速度加快,機電一體化技術在鋼鐵行業的應用水平不斷提高,不僅提升了鋼鐵行業的生產效率和質量,而且為實現鋼鐵行業現代化發展提供了強有力的技術保障,其在鋼鐵行業的應用主要表現在以下幾個方面。
第一,計算機集成系統的應用,該項技術的應用使鋼鐵生產作業實現了將人、生產經營、組織管理的作業流程連接在一起,實現鋼鐵生產全過程的一體化控制。第二,現場總線技術的應用,它是通過連接設置,將設備控制室內的設備儀器進行數字式、雙向以及多種通信的一體化鏈路。這種技術能夠使大量的數據信息在智能化儀器裝置與高級控制系統間實現通信鏈路的雙向傳送。第三,交流傳動技術的應用,在計算機技術和電子信息技術不斷發展的今天,交流傳動技術的發展速度加快,由于這種技術具有一定的優越性,所以交流傳動技術將逐步取代傳統的電子傳動技術。當前,各行業領域數字化水平提高,這也使得以往復雜的矢量控制技術簡單化,交流傳動技術在鋼鐵生產中的應用效果越來越成熟。
二、機電一體化技術的發展趨勢
從最初的微電子技術、信息技術、計算機技術以及通信技術逐步延伸至數字化、網絡化、綜合化以及個性化的信息技術革命,不僅為人類社會進步與發展翻開嶄新的一頁,而且使當今世界經濟、科技以及其他行業領域發生翻天覆地的變化,從一方面能夠充分了解機電一體化在信息時代背景下的作用和意義。以下就對機電一體化技術的未來發展趨勢展開分析。
第一,機電一體化系統集合了多種技術系統,主要由傳感系統、動力系統、信息處理系統以及先進的機械部件等結構組成,將這項技術引入光學技術中,結合光學技術的特點,可以進一步完善和提高機電一體化系統中各類系統性能,從而促進機電一體化技術的發展。第二,未來,機電一體化產品的控制效果和執行效果會不斷提高,這樣就能夠提高系統的柔性,為建立系統的應急模式創造條件。可以根據系統本身的性能,設計出自律分配系統,這樣就能夠使各個子系統在相對獨立的工作狀態下為整個系統提供服務。另外,自律分配系統可以對外部環境條件做出不同反應,從而改變子系統中產生的信息,這樣能夠提高系統的柔性能力,也不會因某一子系統發生故障而影響整體系統的運行。第三,智能化是未來機電一體化技術發展的重要方向和目標,在信息技術和計算機技術不斷更新和發展的重要階段,智能化在機電一體化技術中的應用將越來越成熟,機電一體化產品的智能化水平也將不斷提升。因此,未來智能化機電一體化技術必將在各行業領域得到廣泛應用,這也成為未來機電一體化技術發展的必然趨勢。
三、結語