问题状态 机电一体化技术发展瞻望 摘要:机电一体化是现代科技发展的肯定是结果。文章概述机电一体化的核心技术,分析机电一体化发展进程项,提出机电一体化向智能化迈进的趋势。 要害词:机电一体化;核心技术;发展进程项;发展趋势 机电一体化技术是面向应用的跨学科技术,是机械、微电子、信息和控制技术等有机融合、相互渗透的结果。今天机电一体化技术发展飞速,机电一体化产品更日新月异。 一、机电一体化的核心技术 1.机械技术:是机电一体化的基础,机械技术的着眼点在于如何与机电一体化技术相适应,利用其高、新技术来更新观点,实现结构上、材料上、性能上变更,满足减小重量、由大变小体积、提高精度、提高刚度及改善性能要求。 2.计算机与信息技术:其中信息交换、存取、运算、判断与决策、人工智能技术、专家系统技术、神经网络技术均属于计算机信息处理技术。 3.系统技术:即以整体观点社团应用各种相关技术,从全局角度和系统目标出发,将总体分解成相互关联的若干功能单元,接口技术是系统技术中一个重要方面,是实现系统各部分有机连接的保证。 4.自己主动控制技术:其范围很广,在控制理论引导下,举行系统设计,设计后的系统仿真,现场调试,控制技术包括如高精度定位控制、速度控制、自适应控制、自诊断校正、赔偿、再现、检索等。 5.传感检验测定技术:是系统的感受器官,是实现自己主动控制、自己主动调节的要害环节。其功能越强,系统的自己主动化程序就越高。 6.伺服传动技术:包括电动、气动、液压等各品类型的传动装置,伺服系统是实现电信号到机械动作的转换装置与器件、对系统的动态性能、控制质量和功能有决定性的影响。 2、机电一体化的发展进程项 1.数控机床问世:自从1952年美国第1台数控刨床问世直到现在已50个年头。我国数控机床制造业在80年代曾有过高速发展阶段,尤其是在1999年后,国家向国防工业及要害人民生活所使用的工业部门投入大量技改资金,使数控装备制造市场一派蓬勃。 2.微电子技术的发展:我国的集成电路产业起步于1965年,颠末30多年发展,已初步形成包括设计、制造、包装业共同发展的产业结构。 3.可编程序控制器(PLC)的应用于工业:上世纪60年代后期,美国汽车制造业开发一种Modular DigitalController(MODICON)取代继电控制盘。MODICON是世界上第一种投入商业生产的PLC.70年代是PLC崛起,并首先在汽车工业获得大量应用。80年代是它走向成熟,全面接纳微电子及微处理器技术。90年代又开始了PLC的第三个发展时期。90年代后期步入了第四阶段。其特征是:在保留PLC功能的前提下,接纳面向现场总线网络的体系结构,接纳开放的通信接口,如以太网、高速串口;接纳各种相关的国际工业标准和一系列的事实上的标准;从而使PLC和DCS这些原来处于不同硬件平台的系统,正随着计算技术、通信技术和编程技术的发展,趋向于建立同一硬件平台,运用同一个操作系统、同一个编程系统,执行不同的DCS和PLC功能。这就是真正意义上的EIC三电一体化。 4.激光技术、模糊技术、信息技术等新技术的出现:以激光技术为首的光电子技术是未来鸿息技术发展的要害技术,它集中了固体物理、波导光学、材料科学、微细加工和半导体科技的科研成就,成为电子技术与光子技术自然结合与扩展、具有强烈应用配景的新兴交叉学科,对于国家经济、科技和国防都具有重要的战略意义。 3、机电一体化向智能化迈进 20世纪90年代后期,各主要发达国家开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段。一方面,光学、通信技术等步入了机电一体化,微细加工技术也在机电一体化中崭露头角,出现了光机电一体化和微机电一体化等新支;另一方面,对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法,机电一体化的学科体系和发展趋势都举行了深入研究。同时,由于人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等范畴取得的巨大进步,为机电一体化技术开辟了发展的广阔六合,也为产业化发展供给了坚实的基础。未来机电一体化的主要发展方向有: 1.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,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、思维规律思维、自主决策等能力,以求得到更高的控制目标。 2.网络化:20世纪90年代,计算机技术等的突出成就是网络技术。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。因此,机电一体化产品无疑将朝着网络化方向发展。 3.微型化:兴起于20世纪80年代末,指的是机电一体化向微型呆板和微观范畴发展的趋势。国外称其为微电子机械系统(MEMS),泛指几何尺寸不跨越1立米厘米的机电一体化产品,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,在生物医疗、军事、信息等方面具有不成相比的优势。 4.绿颜色化:机电一体化产品的绿颜色化主要是指,使用时不污染生态环境,报废后能回收利用。绿颜色产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中,符合特定的环境掩护和人类健康的要求,对生态环境无害或危害少少,资源利用率极高。设计绿颜色的机电一体化产品,具有弘远的发展前途。 5.系统化:其表现特征之一就是系统体系结构进一步接纳开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态,举行任意剪裁和组合,同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现特征之二是通信功能的大大加强,特别是“人格化”发展引人注目,即未来的机电一体化越发注重产品与人的关系。一是如何赋予机电一体化产品人的智能、情感、人性显得愈来愈重要,特别是对家用呆板人,其高层境界就是人机一体化。另一层寄义是仿照生物机理,研制各种机电一体化产品。 结束语: 当然,机电一体化的发展不是孤立的,与机电一体化相关的技术另有很多,并随着科技的发展,各种技术相互融合的趋势将愈来愈明显,机电一体化技术的发展与应用也将越发广阔。 机电一体化技术 机电一体化又称机械电子学,英语称为Mechatronics,它是由英文机械学Mechanics的前半部分与电子学Electronics的后半部分组合而成。机电一体化最早出现在1971年日本杂志《机械设计》的副刊上,随着机电一体化技术的快速发展,机电一体化的观点被我们广泛接受和普遍应用。随着计算机技术的迅猛发展和广泛应用,机电一体化技术获得前所未有的发展。现在的机电一体化技术,是机械和微电子技术紧密集合的一门技术,他的发展使冷冰冰的呆板有了人性化,智能化。
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