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[摘 要]现代科技的快速发展,推动着不同学科之间的相互学习,促进了工程方面的技术改革,机械一体化作为一种崭新的学术,重点强调机与电之间的相互结合所带来的深刻意义。在机械工程方面,由微电子技术和计算机技术发展形成的机电一体化,使得机械工业技术在技术、产品和功能等方面发生巨大变化,促进工业生产由机械电气化向机电一起化发展。本文就机电一体化技术的现状及发展趋势展开了论述。
[关键词]机电一体化技术;现状;发展趋势
中图分类號:TH-39 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)21-0036-01
1 机电一起化技术概述
机电一体化随着时间的推移已经成为综合性的新兴学科,由于生产需求在不断发生变化,所以对其界定也会增加新的内容。机电一体化的基本特征可以认为是基于系统的角度,将机械领域的所有技术综合应用,为了实现系统设定的目标,需要将各个单元合理配置和布局,最终达到多功能、高质量的的要求,使系统处于最优状态。机电一体化和机械电气化还是有很多不同之处,只有纯技术才能通过不断发展才能形成机械电气化,归属为传统机械,然而发展到机电一体化,特有的微电子设置可以代替传统机械部门的某些功能,并且还存在很多新的功能,例如自动检测、自动处理信息等。换言之,机电一体化和机械电气化的本质区别在于智能化特征。
2 机电一体化技术的发展现状
机电一体化经过了三个发展时期。第一阶段是萌芽时期,它产生于二十世纪六十年代前,处在这个阶段的人会不自觉利用电子技术以逐步优化机械产品性能,特别是二次世界大战后,受战争的影响,电子技术和机械技术有机的整合在一起,并且形成了机电整合的军用产品,战后将它们变成民用性质,这在很大程度上对经济复苏发挥了重大作用。由于该时期的研发工作还处在研发的状态,所以电子技术水平整体不高,整合广度与深度明显不够,开发的新产品未能及时得到应用与推广。
第二阶段是蓬勃发展时期,这个阶段发生在20世纪七十到八十年代间。在此期间,通信与计算机技术都得到了前所未有的发展,同时为推进机电一体化建设与发展提供了很好的条件。随后出现了超大与大规模集成电路和计算机系统,为推进机电一体化发展提供了很好的支撑。该阶段的特征是mechatronics,这个词汇最早被日本认可。到二十世纪八十年代后期,开始在世界范围内得到广泛认可与应用,这为推进机电一体化产品与技术发展提供了很好的后盾,各国开始关注并支持机电一体化产品。
第三阶段是深入发展时期。在二十世纪九十年代后期,国内机电一体化开始进入智能发展时期,之后进入深入发展阶段,具体体现在两个领域。第一是机电一体化有了通信技术与光学,在细微加工等方面也有了突破,并且出现了微机电与光机电一体化。第二是机电一体化的分析、设计和集成,同时也带动了机电一体化的不断深入。另外,神经网络、人工智能与光纤技术都有很好的研究技术,并一度拓展了研究领域。上述研究都为深入机电一体化给予了很好的保障,同时健全了学科框架与模式。总的来说,机电一体化技术是融合机械技术、控制功能、微电子技术等多种技术与一体的产品,打破传统机械工程、信息工程、控制功能等学科的分类,机电一体化技术至今已成为一种具有自身体系的新型学科,鉴于人工智能技术、神经网络技术等领域取得的巨大进步,为机电一体化技术发展提供坚实的基础,促使机电一体化技术逐渐形成完整的学科体系。
3 机电一体化技术的未来发展趋势
3.1 向模块化发展
机电一体化的生产厂家与类型相对较多,所以研究与开发是一项重大的工作,如动力单位将减速、调速和电机综合在一起,这种机械装置具有识别、视觉与测距等作用,所以可充分运用标准单元做好产品研发,这样才能扩充生产规模。当然,还需要制定良好的标准,如此各个部件与单元才能真正的匹配。受利益冲突等因素影响,短时间内很难制定科学的标准,但能肯定电气产品标准化与系列化带来的利润。模块化将对整个企业带来更好的发展前景。
3.2 向网络化发展
计算机技术中最为出色的技术为网络技术,特别是Internet技术的应用,给科技、工业、政治、教育等人们日常生活带来惊人的变化,带来的不仅是企业之间的竞争信息的传输,还有企业内部生产实现网络化控制,各种网络将全球经济连接为一体。网络的普遍使用,各类远程控制技术得到迅速发展,远程控制终端本身就是机电一体化产品,利用家庭网络技术将家中各类电器连接为集成家电系统,给人们的生活工作带来新鲜体验和便利,朝向网络化发展会成为机电一体化技术更高层次的追求。
3.3 微型化
微型化作为机电一体化在微型与微观等方面的改变,西方国家称之为微电子系统(MEMS),它的尺寸在1cm内,逐步向微米与纳米等领域靠近。在实践中,微机电一体化拥有能耗低、运动灵便、体积小等一系列优点,微机械技术是它的发展瓶颈。在加工期间,使用精细化加工技术,也就是超精密技术。
3.4 光机电一体化
光电一体化技包括两方面,分别是产品和技术。光电一体化产品是一种高科技产品,是综合运用光学、机械、微电子、自控控制和通信技术,具备高功能和附加值,产品特点极其优良,产品体积较小,重量轻,能够适应各种环境,长时间使用,且使用操作方便、简洁。光电一体化技术是让产品可以通过技术原理实现特定功能的一种技术,技术发展空间较大,如果能够科学使用这种技术,就可以让产品的功能更加齐全,为生产商带来高额利润。在未来发展过程中,光电一体化热点技术是激光技术、传感器技术等等呢,另外光机器人也可以利用这项技术。
3.5 向智能化发展
我国目前机电发展的重要方向是智能化,智能主要是对机器的控制,以控制理论为基础,综合人工技能、计算机技术、心理学等方面的技术,模拟人类智能,使得该产品具有自身的逻辑思维、自主决策能力,机器人与数控机床的智能化是重要应用之一,伴随着计算机、通讯等技术的快速发展,传统现场控制技术无法满足现场控制设备的要求和变化,这就要求机械设备的智能化程度不断提高,机械设备操作所具有的安全性、燃料经济性也要有很大的提高。智能化的产品设备具有很高的评价,被当做类似人类的行为,无法代替人类的智能,但随着科技对机械设备技能化的要求,促进了机电一体化设备向更高更智能的方向发展。
3.6 向绿色化发展
工业发展给人们生活带来的变化不仅是物质方面的享受,还有资源方面的减少,生态环境受到严重破坏,在开发新型技术的同时呼吁保护环境资源,绿色产品应运而生,绿色环保化是时代的潮流,机电一体化技术在设计、制造、使用和销毁四个生命周期中,要符合环境保护和人类健康的标准,减少对生态环境的危害,提高资源的利用率是每个企业追求的目标,也是提高经济效益的前提,保护环境,绿色产品已成为国际社会重点关注的话题,在机电一体化技术未来发展的方向重,减少对资源的破坏,生产节能高效产品的绿色生产模式是实现可持续发展的基本要求。
4 结束语
总的来说,机电一体化技术的出现是科技发展和社会生产力发展的必然产物,科技的进步为机电一体化的发展提供了基础条件,而机电一体化产品不断推动社会进步和社会需求,对传统技术是一种较大冲击,未来的社会是科技的社会,机电一体化技术未来发展的前景将是一片光明。
参考文献
[1] 机电一体化技术的发展和应用探究[J].高杨,贾佳.山东工业技术.2017(05)
[2] 论机电一体化技术的研究及其应用[J].王玉刚.黑龙江科技信息.2016(34)
[3] 简述机电一体化技术发展状况及趋势[J].贾启升.中小企业管理与科技(上旬刊).2012(01)
[4] 机电一体化技术的发展状况及发展趋势[J].邱继焱,雷艳华,张海辉.电子制作.2013(16)
[关键词]机电一体化技术;现状;发展趋势
中图分类號:TH-39 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)21-0036-01
1 机电一起化技术概述
机电一体化随着时间的推移已经成为综合性的新兴学科,由于生产需求在不断发生变化,所以对其界定也会增加新的内容。机电一体化的基本特征可以认为是基于系统的角度,将机械领域的所有技术综合应用,为了实现系统设定的目标,需要将各个单元合理配置和布局,最终达到多功能、高质量的的要求,使系统处于最优状态。机电一体化和机械电气化还是有很多不同之处,只有纯技术才能通过不断发展才能形成机械电气化,归属为传统机械,然而发展到机电一体化,特有的微电子设置可以代替传统机械部门的某些功能,并且还存在很多新的功能,例如自动检测、自动处理信息等。换言之,机电一体化和机械电气化的本质区别在于智能化特征。
2 机电一体化技术的发展现状
机电一体化经过了三个发展时期。第一阶段是萌芽时期,它产生于二十世纪六十年代前,处在这个阶段的人会不自觉利用电子技术以逐步优化机械产品性能,特别是二次世界大战后,受战争的影响,电子技术和机械技术有机的整合在一起,并且形成了机电整合的军用产品,战后将它们变成民用性质,这在很大程度上对经济复苏发挥了重大作用。由于该时期的研发工作还处在研发的状态,所以电子技术水平整体不高,整合广度与深度明显不够,开发的新产品未能及时得到应用与推广。
第二阶段是蓬勃发展时期,这个阶段发生在20世纪七十到八十年代间。在此期间,通信与计算机技术都得到了前所未有的发展,同时为推进机电一体化建设与发展提供了很好的条件。随后出现了超大与大规模集成电路和计算机系统,为推进机电一体化发展提供了很好的支撑。该阶段的特征是mechatronics,这个词汇最早被日本认可。到二十世纪八十年代后期,开始在世界范围内得到广泛认可与应用,这为推进机电一体化产品与技术发展提供了很好的后盾,各国开始关注并支持机电一体化产品。
第三阶段是深入发展时期。在二十世纪九十年代后期,国内机电一体化开始进入智能发展时期,之后进入深入发展阶段,具体体现在两个领域。第一是机电一体化有了通信技术与光学,在细微加工等方面也有了突破,并且出现了微机电与光机电一体化。第二是机电一体化的分析、设计和集成,同时也带动了机电一体化的不断深入。另外,神经网络、人工智能与光纤技术都有很好的研究技术,并一度拓展了研究领域。上述研究都为深入机电一体化给予了很好的保障,同时健全了学科框架与模式。总的来说,机电一体化技术是融合机械技术、控制功能、微电子技术等多种技术与一体的产品,打破传统机械工程、信息工程、控制功能等学科的分类,机电一体化技术至今已成为一种具有自身体系的新型学科,鉴于人工智能技术、神经网络技术等领域取得的巨大进步,为机电一体化技术发展提供坚实的基础,促使机电一体化技术逐渐形成完整的学科体系。
3 机电一体化技术的未来发展趋势
3.1 向模块化发展
机电一体化的生产厂家与类型相对较多,所以研究与开发是一项重大的工作,如动力单位将减速、调速和电机综合在一起,这种机械装置具有识别、视觉与测距等作用,所以可充分运用标准单元做好产品研发,这样才能扩充生产规模。当然,还需要制定良好的标准,如此各个部件与单元才能真正的匹配。受利益冲突等因素影响,短时间内很难制定科学的标准,但能肯定电气产品标准化与系列化带来的利润。模块化将对整个企业带来更好的发展前景。
3.2 向网络化发展
计算机技术中最为出色的技术为网络技术,特别是Internet技术的应用,给科技、工业、政治、教育等人们日常生活带来惊人的变化,带来的不仅是企业之间的竞争信息的传输,还有企业内部生产实现网络化控制,各种网络将全球经济连接为一体。网络的普遍使用,各类远程控制技术得到迅速发展,远程控制终端本身就是机电一体化产品,利用家庭网络技术将家中各类电器连接为集成家电系统,给人们的生活工作带来新鲜体验和便利,朝向网络化发展会成为机电一体化技术更高层次的追求。
3.3 微型化
微型化作为机电一体化在微型与微观等方面的改变,西方国家称之为微电子系统(MEMS),它的尺寸在1cm内,逐步向微米与纳米等领域靠近。在实践中,微机电一体化拥有能耗低、运动灵便、体积小等一系列优点,微机械技术是它的发展瓶颈。在加工期间,使用精细化加工技术,也就是超精密技术。
3.4 光机电一体化
光电一体化技包括两方面,分别是产品和技术。光电一体化产品是一种高科技产品,是综合运用光学、机械、微电子、自控控制和通信技术,具备高功能和附加值,产品特点极其优良,产品体积较小,重量轻,能够适应各种环境,长时间使用,且使用操作方便、简洁。光电一体化技术是让产品可以通过技术原理实现特定功能的一种技术,技术发展空间较大,如果能够科学使用这种技术,就可以让产品的功能更加齐全,为生产商带来高额利润。在未来发展过程中,光电一体化热点技术是激光技术、传感器技术等等呢,另外光机器人也可以利用这项技术。
3.5 向智能化发展
我国目前机电发展的重要方向是智能化,智能主要是对机器的控制,以控制理论为基础,综合人工技能、计算机技术、心理学等方面的技术,模拟人类智能,使得该产品具有自身的逻辑思维、自主决策能力,机器人与数控机床的智能化是重要应用之一,伴随着计算机、通讯等技术的快速发展,传统现场控制技术无法满足现场控制设备的要求和变化,这就要求机械设备的智能化程度不断提高,机械设备操作所具有的安全性、燃料经济性也要有很大的提高。智能化的产品设备具有很高的评价,被当做类似人类的行为,无法代替人类的智能,但随着科技对机械设备技能化的要求,促进了机电一体化设备向更高更智能的方向发展。
3.6 向绿色化发展
工业发展给人们生活带来的变化不仅是物质方面的享受,还有资源方面的减少,生态环境受到严重破坏,在开发新型技术的同时呼吁保护环境资源,绿色产品应运而生,绿色环保化是时代的潮流,机电一体化技术在设计、制造、使用和销毁四个生命周期中,要符合环境保护和人类健康的标准,减少对生态环境的危害,提高资源的利用率是每个企业追求的目标,也是提高经济效益的前提,保护环境,绿色产品已成为国际社会重点关注的话题,在机电一体化技术未来发展的方向重,减少对资源的破坏,生产节能高效产品的绿色生产模式是实现可持续发展的基本要求。
4 结束语
总的来说,机电一体化技术的出现是科技发展和社会生产力发展的必然产物,科技的进步为机电一体化的发展提供了基础条件,而机电一体化产品不断推动社会进步和社会需求,对传统技术是一种较大冲击,未来的社会是科技的社会,机电一体化技术未来发展的前景将是一片光明。
参考文献
[1] 机电一体化技术的发展和应用探究[J].高杨,贾佳.山东工业技术.2017(05)
[2] 论机电一体化技术的研究及其应用[J].王玉刚.黑龙江科技信息.2016(34)
[3] 简述机电一体化技术发展状况及趋势[J].贾启升.中小企业管理与科技(上旬刊).2012(01)
[4] 机电一体化技术的发展状况及发展趋势[J].邱继焱,雷艳华,张海辉.电子制作.2013(16)