機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用論文

機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用論文隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)今工業(yè)科技的重要組成部分。機(jī)電一體化是從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā)，綜合運(yùn)用機(jī)械技術(shù)，微電子技術(shù)．自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)，信邑技術(shù)，傳感柵4控技術(shù)，電力電子技術(shù)、接口技米、信息變換技束以蔑軟件編程技術(shù)等群體技術(shù)，根據(jù)系統(tǒng)功能目標(biāo)和優(yōu)化組織目標(biāo)．合理配置與面局各功能單元，在多功能，高質(zhì)量、高可靠性．低能耗的意義上實(shí)現(xiàn)特定功能價(jià)值，并使整個(gè)系統(tǒng)最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術(shù)。

1機(jī)電—體化概要

機(jī)電一體化發(fā)展至夸也已成為一門有著自身體系的新型學(xué)科，隨著科學(xué)技術(shù)的不但發(fā)展，還將披賦予新的內(nèi)容。但其基本特征可概括為：機(jī)電一體化是從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā)，綜臺(tái)運(yùn)用機(jī)械技來．微電子技術(shù)。自動(dòng)控制技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)．信息技術(shù)、傳感測(cè)控技術(shù)，電力電子技術(shù)、接口技術(shù)，信息變換技術(shù)以廈軟件編程技術(shù)等群體技術(shù)，根據(jù)系統(tǒng)功能目標(biāo)和優(yōu)化組織目標(biāo)，合理配置與布局各功能單元，在多功能，高質(zhì)置，高可靠性、低能耗的意義上實(shí)現(xiàn)特定功能價(jià)值，并使整個(gè)系統(tǒng)最優(yōu)化的系統(tǒng)工輯技米。由此而產(chǎn)生的功能系統(tǒng)，則成為一個(gè)機(jī)電一體化系統(tǒng)或機(jī)電一體化產(chǎn)品。

因此"機(jī)電一體化"涵蓋技術(shù)和。產(chǎn)品!兩個(gè)方面。只是，機(jī)電一體化技術(shù)是基于上述群體技術(shù)有機(jī)融合的一種綜合技術(shù)，而不是機(jī)械技米，微電子技術(shù)以菔其它新技術(shù)的簡(jiǎn)單組合、拼湊。這是機(jī)電一體化與機(jī)械加電氣所形成的機(jī)械電氣化在概念上的根本區(qū)別。機(jī)械工程技術(shù)有純技術(shù)發(fā)展到機(jī)械電氣化，仍屬傳統(tǒng)機(jī)械，其主要功能依然是代替和放大的體力。但是發(fā)展到機(jī)電一體化后，其中的鍰電子裝置除可取代某學(xué)機(jī)械部件的原有功能外，還能賦予許多新的功能，如自動(dòng)檢測(cè)．自動(dòng)處理信息，自動(dòng)顯示記錄．自動(dòng)調(diào)節(jié)與控制自動(dòng)診斷與保護(hù)等。即機(jī)電一體化產(chǎn)品不僅是人的手與肢體的延伸，還是人的感官與頭腦的眼神，具有智能化的特征是機(jī)電一體化與機(jī)械電氣化在功能上的本質(zhì)區(qū)別。

2機(jī)電—體化的發(fā)展現(xiàn)狀

機(jī)電一體化的發(fā)展20世紀(jì)60年代以前為第一階段，這一階段稱為初級(jí)階段。在選一時(shí)期，人們自覺不自覺地利用電于技術(shù)的初步成果來完善機(jī)械產(chǎn)品的性能。特別是在第二次世界大戰(zhàn)期間，戰(zhàn)爭(zhēng)刺激了機(jī)械產(chǎn)品與電子技術(shù)的結(jié)合，這些機(jī)電結(jié)合的軍用技術(shù)，戰(zhàn)后轉(zhuǎn)為民用，對(duì)戰(zhàn)后經(jīng)濟(jì)的恢復(fù)起了積極的作用。那時(shí)研制和開發(fā)從總體上看還處于自筮狀態(tài)。由于當(dāng)時(shí)電子技術(shù)的發(fā)展尚未達(dá)到一定水平，機(jī)械拄術(shù)與電子技術(shù)的結(jié)合還不可能廣泛和深入發(fā)展，已經(jīng)開發(fā)的產(chǎn)品也無法大量推廣。20世紀(jì)70至80年代為第二階爰，可稱為蓬勃發(fā)展階段。達(dá)一時(shí)期，計(jì)算機(jī)技術(shù)，控制技術(shù)，通信技術(shù)的發(fā)展，為機(jī)電一體化的發(fā)展奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。大規(guī)模，超大規(guī)模集成電路和微型計(jì)算機(jī)的迅猛發(fā)展，為機(jī)電一體化的發(fā)展提供了充分的物質(zhì)基礎(chǔ)。

20世紀(jì)90年代后期，開始了機(jī)電一體他技術(shù)向智能化方向邁進(jìn)的新階段，機(jī)電一體化進(jìn)入深人發(fā)展時(shí)期。一方面。光學(xué)，通信技術(shù)等進(jìn)人了機(jī)電一體化，微細(xì)加工技術(shù)也在機(jī)電一體化中嶄露頭腳，出現(xiàn)了光機(jī)電一體化和微機(jī)電～體化等新分支-另一方面對(duì)機(jī)電一體他系統(tǒng)的建稹設(shè)計(jì)，分析和集成方法，機(jī)電一體化的學(xué)科體系和發(fā)展趨勢(shì)都進(jìn)行了深入研究．同時(shí)，由于人工智能技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及光纖技術(shù)等領(lǐng)域取得的巨大進(jìn)步，為機(jī)電一體化技術(shù)開辟了發(fā)展的廣闊天地。這些研究，將促使機(jī)電一體化進(jìn)一步建立完整的基礎(chǔ)和逐新形成完整的科學(xué)體系。

我國是從20世紀(jì)80年代初才開始在這方面研究和應(yīng)用。經(jīng)過十多年的發(fā)展取得了重大進(jìn)展，但從總體上看．離國民經(jīng)濟(jì)對(duì)先進(jìn)技術(shù)的要求還有相當(dāng)距離。與發(fā)達(dá)的工業(yè)國家相比．主要存在以下幾個(gè)問題：一是產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，產(chǎn)品水平低·二是科技基礎(chǔ)薄弱．自主開發(fā)能力差，發(fā)展后勁不足，某些技術(shù)領(lǐng)域與國際差距有拉大的趨勢(shì)-三是技術(shù)進(jìn)步體現(xiàn)不夠，高水平產(chǎn)品比重小，技術(shù)進(jìn)步對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的貢獻(xiàn)較低。

3機(jī)電—體化的應(yīng)用

各類科技學(xué)科發(fā)展愛相互摻透，促使了機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品在各行業(yè)．部門的飛速發(fā)展。在機(jī)械制造業(yè)中的數(shù)控機(jī)床，工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用，輕紡工業(yè)．辦公機(jī)械．以殛通信方面的一體化產(chǎn)品更是層出不窮。自動(dòng)化主體倉庫是機(jī)電一體他技術(shù)用于倉庫管理的典型產(chǎn)品。在位器使表、醫(yī)療器皺．工業(yè)流程管理與控制等方面機(jī)電一體化應(yīng)用和發(fā)展都十分迅速。下面以Li／MnO，扣式電池生產(chǎn)線為例說明機(jī)電～體化在制造業(yè)方面的應(yīng)用。

4機(jī)電—體化的發(fā)展趨勢(shì)

機(jī)電一體他是集機(jī)槭，電子、光學(xué)、控制，計(jì)算機(jī)．信息等多學(xué)科的交叉綜合，它的發(fā)展和進(jìn)步依賴井促進(jìn)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步。進(jìn)入2l世紀(jì)，在機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展方向中，最主要的是：智能化，數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化，微型化，綠色化，下文對(duì)此略加探討：

4.1智能化

智能化是2l世紀(jì)機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的1一個(gè)重要發(fā)展方向。人工智能在機(jī)電一體化建設(shè)者的研究日益得到重視．機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床的智能化就是重要應(yīng)用。這里所攪的。智能化”是對(duì)機(jī)器行為的描述，是在控制理論的基礎(chǔ)上，吸收人工智能，運(yùn)籌學(xué)．計(jì)算機(jī)科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)和混沌動(dòng)力學(xué)等新思想，新方法，模擬人類智能，使它具有判斷推理、邏輯思維，自主決鑲等能力，以求得到更高的控制目標(biāo)。誠然．使機(jī)電一體化產(chǎn)品具有與人完全相同的智能，是不可能的，也是不必要的。但是，高性能、高速的微處理器使機(jī)電一俸化產(chǎn)品賦有低級(jí)智能或入的部分智能，則是完全可能而又必要的。

42數(shù)字化

微控制器及其發(fā)展奠定了機(jī)電產(chǎn)品數(shù)字化的基礎(chǔ)，如不斷發(fā)展的數(shù)控機(jī)床和機(jī)器人；而計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的迅速崛起，為數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造鋪平了道路．如虛擬鹼計(jì)，計(jì)算機(jī)集成制造等。數(shù)字化要求機(jī)電一體化產(chǎn)品的軟件具有高可靠性．易操作性、可維護(hù)性、自診斷能力以及友好人機(jī)界面。數(shù)字化的實(shí)現(xiàn)將便于遠(yuǎn)程操作、診斷和修復(fù)。

4．3網(wǎng)絡(luò)化

20世紀(jì)90年代，計(jì)算機(jī)技采等的突出成就是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起和飛速發(fā)展給科學(xué)技術(shù)，工業(yè)生產(chǎn)，政治，軍事、教育義舉人幺百常生活都帶來了巨大的變革。各種踟絡(luò)將壘球經(jīng)濟(jì)，生產(chǎn)連成一片，企業(yè)間的競(jìng)爭(zhēng)也將壘球化．機(jī)電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來，只要其功能獨(dú)到，質(zhì)量可靠，很快就會(huì)暢銷壘球。由于網(wǎng)絡(luò)的普廈．基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾，而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機(jī)電一體化產(chǎn)品。現(xiàn)場(chǎng)總線和局域網(wǎng)技術(shù)是家用電器網(wǎng)絡(luò)化已成大勢(shì)，利用家庭剛絡(luò)(home11et)將備種家用電器連接成以計(jì)算機(jī)為中心的計(jì)算機(jī)集成家電系統(tǒng)(computerintegratedappliancesysteIll，cIAs)，使人們?cè)诩依锓窒韨浞N高技術(shù)帶來的便利與快樂。因此，機(jī)電一體化產(chǎn)品無疑朝若網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。

4.4微型化

微型化興起干20世紀(jì)80年代末．指的是機(jī)電一體化向微型機(jī)器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢(shì)。國外稱其為微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMs)，泛指幾何尺寸不超過lcm，的機(jī)電一體化產(chǎn)品，并向微米，納米級(jí)發(fā)展。微機(jī)電一體化產(chǎn)品體積小，耗能步，運(yùn)動(dòng)靈瑤．在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢(shì)。微扎電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機(jī)械技術(shù)．微機(jī)電一體化產(chǎn)品的加工采用精細(xì)加工技術(shù)，即超精密技術(shù)，它包括光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)兩類。

45綠色化

工業(yè)的發(fā)達(dá)給^們生括帶來了巨大變化。一方面，物質(zhì)豐富，生話舒適。另一方面，資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重污染。于是．人們呼吁保護(hù)環(huán)境資源．回歸自然。綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲下應(yīng)運(yùn)而生．綠色化是時(shí)代的趨勢(shì)。綠色產(chǎn)品在其設(shè)計(jì)、制造，使用和銷毀的生命過程中．符合特定的環(huán)境保護(hù)和人類健康的要求，對(duì)生態(tài)環(huán)境無害或危害極少，資源利用率極高。設(shè)計(jì)綠色的機(jī)電一體化產(chǎn)品，具有遠(yuǎn)大的發(fā)展前途。機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指，使用時(shí)不污染生態(tài)環(huán)境，報(bào)廢后能回收利用。

5結(jié)語

綜上所述。機(jī)電一體化是許多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶．是社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。特別指出機(jī)電一體化技術(shù)促使機(jī)械工業(yè)發(fā)生了戰(zhàn)略性變革，傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)概念正在發(fā)生著革命性的變化，新的方法有待擊刨造，去發(fā)現(xiàn)。2l世紀(jì)，機(jī)電一體化技術(shù)將扮演機(jī)械工業(yè)的主角。機(jī)電一體化技術(shù)是滲透到所有機(jī)械產(chǎn)品之中的普遍技術(shù)，幾乎沒有行業(yè)的限制。以機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)的有機(jī)結(jié)合為主體的機(jī)電～體化技術(shù)是機(jī)械工業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)機(jī)電一體化機(jī)電九班