機電一體化技術應用論文

　　機電一體化技術應用論文【1】

　　摘要：隨著我國經濟水平的提高，科學技術的不斷進步，機電一體化技術也被廣泛使用。

　　本文首先對機電一體化技術進行闡述，并結合自身工作了解的情況，對其發展加以論述，為機電一體化的技術應用提供重要的理論依據。

　　關鍵詞：機電一體化;技術;應用

　　隨著社會不斷發展，科學技術廣泛運用到各個領域，機電一體化這個名詞不僅僅是理論，更被人們熟練運用到企業發展上。

　　按照系統科學的觀點，機電一體化又可稱為機電一體化系統，它是集機械元件和電子元件為一體的復合系統。

　　隨著機電一體化的迅速發展，它主要結合了光學、電子學、計算機技術、機械技術等領域知識，使整個機電一體化系統變得柔性化、智能化。

　　更加合理、高效，它大幅度地推動了整個工業的生產。

　　對社會的不斷進步具有深遠的意義。

　　一、機電一體化技術主要運用領域

　　(一)在數控機床中的應用。

　　傳統數控機床及數控技術結構比較簡單，性能低，操作復雜笨拙，控制精度較差。

　　然而經過40多年的發展，機電一體化的投入，除了解決了上述傳統數控技術的弊端更增添了其他的。

　　先進的數控技術以信息為主導，其開發性設計即硬件體系結構和功能模塊具有標準性、兼容性、層次性，最大限度提高了其可操作性，大大提高了經濟效益。

　　現代的數控技術充分結合現代科學技術，能實現多過程、多通道控制即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。

　　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。

　　(二)在計算機集成制造系統(CIMS)中的應用。

　　機電一體化以其發展快適用范圍廣的特點深受各行各業的歡迎。

　　機電一體化技術打破原有部門之間的界限，使各分散系統最優的結合，充分做好“物流”和“信息流”之間的關系，將生產線各個環節有機的結合，大大提高各種生產要素之間的連接作用，從而生產能力得到了很大的提高，使得各種生產要素充分發揮提高企業經濟效益。

　　(三)在現代機械制造中的應用。

　　傳統的機械制造主要依賴于企業規模、生產批量、產品結構和重復性來獲得競爭優勢的，它著重考慮的是資源的有效利用，用低成本換取高效率，以機器代替人力，靠復雜的專業加工取代人的技能來獲取的。

　　然而，先進的機械制造業是以信息為主導，采用先進生產模式、先進制造系統、先進制造技術和先進組織管理形式的全新的機械制造業，其特征是全球化、網絡化、虛擬化、智能化以及環保協調的綠色制造。

　　現代制造業集成了現代科學技術的發展，充分利用電子計算機技術，使制造技術提高到新的高度。

　　二、機電一體化技術的發展趨勢

　　(一)智能化。

　　機電一體化與傳統機械的主要區別在于技術是否智能化，即使機電一體化產品具有類似人的邏輯思考、判斷推理、自主決策等能力。

　　如傳統的數控機床像個被動執行者，它只能按照事前規定好的程序去嚴格執行操作，而現代的只能數控機床，它被結合了人的思想與感知，它可以主動地對自己的環境和加工條件進行感知及分析，從而采取相應的措施。

　　利用這種智能化產品，從而能夠大大減少人的腦力勞動。

　　為機電一體化技術發展開辟了廣闊天地。

　　(二)系統化。

　　機電一體化可以看成為系統結構，它主要采用開放式和模式化的總線結構。

　　這種系統結構的組態比較靈活，在任何情況下都可以剪裁和組合，從而達到各個子系統之間的協調控制和統一管理。

　　其次，通過機電一體化的系統化結構信息的傳遞功能極強，它可以使遠程網絡更穩定。

　　然而，隨著科技的不斷發展，相信機電一體化產品還會更加完善，人類會賦予它更人性的發展，從而想著生物系統化飛躍。

　　(三)模塊化。

　　機電一體化的正向著模塊化發展。

　　眾所周知機電一體化產品種類和生產廠家繁多，故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十分重要的工作。

　　若能制作出一系列的標準件，則對后續的產品開發大大縮短了時間。

　　由于產品的標準化和系列化，使得生產規模大大提高，非常有利于企業的發展。

　　(四)網絡化。

　　網絡技術的興起和飛速發展對全球都是一次巨大的變革，它帶給人類一次巨大的飛躍，然而對機電一體化也具有重要的作用。

　　網絡在人類的生活中越來越普及，基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾。

　　因此，機電一體化產品無疑應朝網絡化方向發展。

　　(五)人性化。

　　各類產品的生產都是為了方便于人類，故機電一體化向人性化是個必然的趨勢。

　　機電一體化產品要求除了能夠達到人類最基本的使用需求外還需要考慮它的外觀結構包括形狀及顏色等從而使產品更接近生活，讓人們在使用過程中更自然，更便捷。

　　(六)微型化。

　　機電一體化的新目標是向著微型化轉化。

　　機電一體化的微型化又稱為微型機電一體化系統，國外對其幾何尺寸定義為一般不超過1cm3，并正向微米、納米級方向發展。

　　微型機電一體化系統主要特點為具有體積小、耗能小、運動靈活等，由于微型化的特點，其可進入一般機械無法進入的空間并易于進行精細操作，故非常受生物醫學、航空航天、信息技術、工農業乃至國防等領域的歡迎。

　　(七)綠色化。

　　人類生活的巨大改變離不開工業的發展，然而在我們個人感覺到物質豐富、生活舒適的同時資源卻在大批量減少、生態環境變得極具惡化，所以急需大量開發綠色產品。

　　機電一體化產品的綠色化最根本目標為盡最大限度地減少對生態環境的破壞。

　　故這就要求產品從設計、制造、使用和銷毀的整個生命周期中，達到符合環境保護和人類健康的要求，并使得資源的利用率提高。

　　其產品的特點為低能耗、低材耗、低污染、舒適、協調而可再生利用的產品。

　　三、結束語

　　隨著機電一體化技術的發展，大量的產品與裝置都在向著機電一體化發展，在優化整體的同時，提高了產品質量和生產效率，大大縮短開發新產品的生產準備周期，有利于加速科技成果向商品轉化，有利推動傳統產業發生深刻變革;同時，隨著新產品的研發及高精密等設備的發展，要求新一代機電一體化技術、產品及系統朝著高性能、智能化、系統化以及輕量化、微型化方向發展，從而為國家帶來更大的經濟效益與社會效益。

　　參考文獻：

　　[1]袁中凡.機電一體化技術[M].北京：電子工業出版社，2006.

　　[2]殷際英.光機電一體化實用技術[M].北京：化學工業出版社，2003.

　　[3]芮延年.機電一體化系統設計[M].北京：機械工業出版社，2004.

　　機電一體化技術的應用【2】

　　摘要：隨著科學技術日益走向整體化、交叉化和數字化以及微電子技術信息技術的迅速發展，機電一體化技術的應用也越來越廣泛。

　　本文對機電一體化技術的應用進行闡述，并對其發展進行探究。

　　關鍵詞：機電一體化 應用 發展

　　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，隨著相關技術的不斷發展，其內容將不斷更新。

　　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、光學技術、電力電子技術、接口技術等群體技術，合理配置各功能單元，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，它使工業生產由“機械電氣化”邁入了“機電一體化”為特征的發展階段。

　　1.機電一體化技術的應用

　　1.1在現代機械制造業中的應用 傳統機械制造業是建立在規模經濟的基礎上，靠企業規模、生產批量、產品結構和重復性來獲得競爭優勢的，它強調資源的有效利用，以低成本獲得高質量和高效率，其生產盈利是靠機器取代人力，靠復雜的專業加工取代人的技能來獲取的。

　　現代制造業集成了現代科學技術的發展，充分利用電子計算機技術，使制造技術提高到新的高度。

　　1.2 在飲料行業中的應用 機電一體化技術是當今發展最快、應用前景最為廣泛的技術之一。

　　機電一體化技術在食品、飲料包裝機械的開發、設計和制造過程中的應用，不僅使單機的自動化程度大大提高，而且使整條包裝生產線的自動化控制水平、生產能力得到很大的提高，使其競爭能力遠遠超過傳統的機械控制的同類設備，可以大大改善食品飲料包裝生產設備產品的質量，提高其國內、國際競爭能力。

　　1.3 在鋼鐵企業中的應用

　　1.3.1 計算機集成制造系統(CIMS) 鋼鐵企業的CIMS是將人與生產經營、生產管理以及過程控制連成一體，用以實現從原料進廠，生產加工到產品發貨的整個生產過程全局和過程一體化控制。

　　1.3.2 現場總線技術(FBT) 現場總線技術是連接設置在現場的儀表與設置在控制室內的控制設備之間的數字式、雙向、多站通信鏈路。

　　采用現場總線技術取代現行的信號傳輸技術就能使更多的信息在智能化現場儀表裝置與更高一級的控制系統之間在共同的通信媒體上進行雙向傳送。

　　1.3.3 交流傳動技術 隨著電力電子技術和微電子技術的發展，交流調速技術的發展非常迅速。

　　由于交流傳動的優越性，電氣傳動技術在不久的將來由交流傳動全面取代直流傳動，數字技術的發展，使復雜的矢量控制技術實用化得以實現，交流調速系統的調速性能已達到和超過直流調速水平。

　　1.3.4 開放式控制系統 “開放”意味著對一種標準的信息交換規程的共識和支持，按此標準設計的系統，可以實現不同廠家產品的兼容和互換，且資源共享。

　　開放控制系統通過工業通信網絡使各種控制設備、管理計算機互聯，實現控制與經營、管理、決策的集成，通過現場總線使現場儀表與控制室的控制設備互聯，實現測量與控制一體化。

　　1.3.5 分布式控制系統(DCS) 分布式控制系統采用一臺中央計算機指揮若干臺面向控制的現場測控計算機和智能控制單元。

　　利用計算機對生產過程進行集中監視、操作、管理和分散控制。

　　分布式控制系統與集中型控制系統相比，其功能更強，具有更高的安全性，是當前大型機電一體化系統的主要潮流。

　　2.機電一體化技術的發展趨勢

　　2.1 智能化 智能化即要求機電產品有一定的智能，使它具有類似人的邏輯思考、判斷推理、自主決策等能力。

　　例如在CNC數控機床上增加人機對話功能，設置智能I/O接口和智能工藝數據庫，會給使用、操作和維護帶來極大的方便。

　　2.2 數字化 微控制器和接口技術的發展奠定了機電產品數字化的基礎，如不斷發展的數控機床和機器人;而計算機網絡的迅速崛起，為數字化設計與制造鋪平了道路，如虛擬設計、計算機集成制造等。

　　數字化要求機電一體化產品的軟件具有高可靠性、通用性、易操作性、可維護性、自診斷能力以及友好人機界面。

　　2.3 模塊化 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、動力接口、環境接口的機電一體化產品單元模塊是一項復雜而有前途的工作。

　　如研制具有集減速、變頻調速電機一體的動力驅動單元;具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的電機一體控制單元等。

　　這樣，在產品開發設計時，可以利用這些標準模塊化單元迅速開發出新的產品。

　　從而避免利益的沖突，并能使之標準化、系列化。

　　2.4 網絡化 網絡技術的興起和飛速發展給社會各個領域帶來了巨大變革。

　　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，現場總線和局域網技術使家用電器網絡化成為可能，利用家庭網絡把各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家用電器系統，使人們在家里可充分享受各種高技術帶來的好處，因此，機電一體化產品無疑應朝網絡化方向發展。

　　2.5 自源化 自源化是指機電一體化產品自身帶有能源，如太陽能電池、燃料電池和大容量電池。

　　由于在許多場合無法使用電能，因而對于運動的機電一體化產品，自帶動力源具有獨特的好處。

　　2.6 人性化 人性化是各類產品的必然發展方向。

　　機電一體化產品除了完善的性能外，還要求在色彩、造型等方面與環境相協調，使用這些產品，對人來說更自然，更接近生活習慣。

　　2.7 微型化 微型化是機電一體化向微型機器和微觀領域發展的趨勢。

　　微機電系統是指可批量制作的，集微型機構、微型傳感器、微型執行器以及信號處理和控制電路，直至接口、通信和電源等于一體的微型器件和系統。

　　微機電系統產品體積小、耗能少、運動靈活，在生物醫療、信息等方面具有不可比擬的優勢。

　　2.8 綠色化 工業發達給人們的生活帶來巨大變化，在物質豐富的同時也帶來資源減少、生態環境惡化的后果，所以綠色產品概念在這種呼聲中應運而生。

　　在其設計、制造、使用和銷毀時應符合環保和人類健康的要求，機電一體化產品的綠色化主要是指在其使用時不污染生態環境，產品壽命結束時，產品可分解和再生利用。

　　3.結束語

　　隨著技術的發展，各種產品與裝置實現了機電一體化，有利實現整體優化，提高產品質量和生產效率，縮短開發新產品的生產準備周期，加速科技成果向商品轉化，有利推動傳統產業發生深刻變革，同時，隨著新產品的研發及高精密等設備的發展，要求新一代機電一體化技術、產品及系統朝著高性能、智能化、系統化以及輕量化、微型化方向發展，從而為國家帶來更大的經濟效益與社會效益。

　　參考文獻：

　　[1]袁中凡.機電一體化技術[M].北京：電子工業出版社，2006.

　　[2]殷際英.光機電一體化實用技術[M].北京：化學工業出版社，2003.

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