机电信息类论文机电一体化技术的应用

　　本篇机电信息类论文发表机电一体化技术的应用与趋势，机电一体化的出现不是孤立的，它是许多科学技术发展的结晶，是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。当然，与机电一体化相关的技术还有很多，并且随着科学技术的发展，各种技术相互融合的趋势将越来越明显，机电一体化技术的广阔发展前景也将越来越光明。

　　《锻压技术》主要报道锻造和模锻、冲压、特种成形等领域的新理论、新工艺、新设备以及相关的技术问题，包括模具设计与制造技术，磨擦与润滑技术，锻压工艺参数与设备力能参数的测试技术，锻压CAD/CAM技术，机械化自动化和柔性生产控制技术等。

　　摘要：从机电一体化在人们生活领域的广泛应用，论述了机电一体化在大型企业中的应用，展望了利用高新技术推进机电一体化产品的智能化、模块化、网络化、系统化的发展趋势。

　　关键词：机电一体化;lA智能应用;智能化;模块化;微型化;系统化;绿色化

　　现代科学技术的发展极大推动机械工业领域的技术改造与革命，在机械工程领域，由于大规模集成电路技术和网络技术特别是 Internet/lntranet技术的迅速发展及向机械工业的渗透所形成的机电一体化，使机械工业的产品机构、技术结构、功能与管理体系带来了新的变革和创新。

　　1 机电一体化技术的发展历程

　　机电一体化技术是以微型计算机为代表的微电子技术、信息技术迅速发展，向机械工业领域迅猛渗透，机械电子技术深度结合的现代工业的基础上，以机械技术、微电子技术、信息技术、自动控制技术、传感测试技术、电力电子技术、接口技术及软件编程技术等群体技术的综合应用。其发展大体可分为3个阶段，20 世纪60年代以前为第一阶段。20世纪七八十年代为第二阶段，也是蓬勃发展的阶段，这一时期，计算机技术、控制技术、通信技术的发展，为机电一体化的发展奠定了技术基础，大规模及超大规模集成电路和微型计算机的迅猛发展，为机电一体化的发展提供了充分的物质基础。20世纪90年代后期机电一体化进入深入发展的第三阶段，机电一体化技术向智能化方向迈进。一方面通信技术、光学等进入机电一体化，微加工技术也在机电一体化中凸现出来，出现了微机电一体化和光电一体化等新分支;另一方面对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法，对机电一体化的学科体系和发展趋势进行了深入研究。同时人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域的巨大进步，为机电一体化技术开辟了发展的广阔天地。

　　2机电一体化应用现状

　　机电一体化是集机械、电子、光学、控制、计算机、信息等多学科的交叉综合，它的发展和进步依赖并促进相关技术的发展和进步。机电一体化系统中一般由结构组成要素、动力组成要素、运动组成要素、感知组成要素、智能组成要素有机结合而成。当前机电一体化技术的主要应用领域，一是以全局最优综合，以制造为基干来控制“物流”和“信息流”，实现从经营决策、产品开发、生产准备、生产实验到生产经营管理有机结合的计算机集成制造系统( CIMS)：二是以采用多CPU、多主总线体系，具有层次性、兼容性并能最大限度地提高用户使用效益的硬件体系结构和功能模块，提供面向车间的编程技术和实现二维、三维加工过程的动态仿真，引入在线诊断、模糊控制等智能机制，实现多过程、多通道控制的数控机床系统：三是由计算机、数控机床、机器人、料盘、自动化仓库组成，随机地、实时地、定量地按要求生产其能力范围内的任何工作的柔性制造系统(FMS);四是以实现在线最优化、生产实时调度、生产计划统计管理的一种测、控、管一体化的分布式控制系统(DCS);五是以使复杂矢量控制技术实用化得以实现的交流传动技术。

　　3机电一体化技术意义

　　1)机电一体化简化了机构链，使机械磨损、配合间隙及受力变形等引起的误差大大减少，从而达到纯机械技术手段所无法实现的工作精度。

　　2)采用微处理器、大规模集成电路、电力电子器件装置使机电一体化产品零部件数量减少，体积变小，结构得到简化。

　　3)具备安全连锁控制、过载及失控保护、断电保护功能，进一步提高了机电一体化产品的安全可靠性。

　　4)采用计算机技术提升了产品的自动化程度.减少了操作按钮及手柄，改善了设备的操作性能。

　　5)引入了软件技术，实现机器工作程序的可修改性。通过软件的修改，满足了工作情况改变的需要，提高了柔性。

　　6)机电一体化产品具备了多种复合功能，使多台设备的多道工序能一次完成并能自动检测工件和精度，其功能大大增强。

　　4机电一体化的发展分析

　　机电一体化经历了自然产生和发展的过程，利用高新技术对机电一体化产品进行不断地创新设计，推进产品设计的智能化、自动化、快速化。设计开发和研制的各种性能优良、稳定高效的机器人和机电一体化产品，将实现各种作业的柔性化和自动化，使机械设备具有更高的柔性。

　　1)智能化。机电一体化产品以某种程度的智能是机电一体化永恒的追求目标，21世纪更是机电一体化向智能化发展的一个重要时期。通过模糊逻辑控制技术、专家系统技术、人工神经网络系统等多种多样的途径，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方法，模拟人类智能，以求得到更高的控制目标。当然，机电一体化产品不可能达到具有与人完全相同的智能，但高性能、高速的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或人的部分智能，则是完全可能的。

　　2)网络一体化。由于网络的普及，在20世纪90年代，网络技术的飞速发展给科学技术、工业生产、政治教育及人们的日常生活带来了巨大的变革，各种网络将全球经济、生产、生活连成一片，推动全球化的进度。而基于网络的各种远程控制和监控技术，让家用电器网络化成为可能。把各种家用电器连接成以计算机为中心的家用电器系统，使人们无论在家里还是在外面，都能随时享受各种机电产品带来的好处。因此，机电一体化产品无疑将朝着网络化方向发展。

　　3)模块化。模块化是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有不同标准的机械接口、电气接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元非常重要。如研制集减速、智能调速、电机于一体的动力单元，具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元以及各种能完成典型操作的机械装置。这样，可利用标准单元迅速开发出新产品，同时也可以扩大生产规模。显然，从电气产品的标准化、系列化可以肯定，规模化将给机电一体化企业带来美好前程。

　　4)微型化。国外称其为微电子机械系统，泛指几何尺寸不超过1 cni3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、信息等方面具有不可比拟的优势。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术，加工采用精细加工技术，即超精密技术，它包括光刻技术和蚀刻技术两类。

　　5)绿色化。工业的发达给人们生活带来了巨大变化。一方面，物质丰富，生活舒适：另一方面，资源减少，生态环境受到严重污染。绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中，符合特定的环境保护和人类健康的要求，对生态环境无害或危害极少，资源利用率极高。设计绿色机电一体化产品具有远大的发展前途。

　　6)系统化。系统化的表现特征为系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态，进行任意剪裁和组合，同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。机电一体化的人格化有两层含义。一是机电一体化产品的最终使用对象是人，如何赋予机电一体化产品人的智能、情感、人性显得越来越重要，特别是对家用机器人，其高层境界就是人机一体化。二是模仿生物机理，研制各种机电一体化产品。

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