時間:2018-10-30 17:12:47來源:董鵬
摘要:機電一體化技術是眾多科學技術發(fā)展的結晶,是社會生產力發(fā)展到一定階段的必然要求。本文立足于機電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀,簡要分析了機電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀及其未來發(fā)展趨勢,旨在提高和促進機電一體化技術的發(fā)展,為機電一體化技術的發(fā)展注入新的活力。
任何一項技術的發(fā)展都會經歷從無到有的一個過程,對于機電一體化技術也不例外,機電一體化技術是人們在長期的工業(yè)實踐中通過經驗的積累和技術的積累并且伴隨著信息化、智能化科技的發(fā)展而自然而然出現(xiàn)的。機電一體化是一門新興的綜合學科,涉及自動控制技術、傳感技術、機械技術、信息技術以及伺服傳動技術等。目前在國內外正在迅速發(fā)展。對其現(xiàn)在社會的工業(yè)化發(fā)展起著巨大的推動作用,因此每個國家為了振興民族工業(yè)都在大幅度的推廣機電一體化技術,以增強綜合國力。
1機電一體化技術的發(fā)展現(xiàn)狀
1.1數(shù)控技術方面
目前數(shù)控技術方面正在朝著高速化、高精密化、高可靠性、結構設計模塊化、智能化發(fā)面發(fā)展。為了滿足市場的多變需求,數(shù)控機械不斷的提高切削速度,干切削和準干切削成為發(fā)展的主流,精度也在不斷提高。數(shù)控車床隨著技術的發(fā)展取消了皮帶、帶輪等傳統(tǒng)的驅動結構,采用電主軸技術,用直線電機做伺服驅動,省去滾珠絲杠這一傳統(tǒng)的傳送環(huán)節(jié)。使得主軸轉速達到了10000r/min以上,目前我國的普通數(shù)控車床加工精度已經達到了5μm,精密級加工達到了1~1.5μm,超精密加工精度已步入了納米級時代。
1.2工業(yè)機器人方面
隨著勞動力資源的不斷緊張,用工成本大幅度提升,目前越來越多的企業(yè)投入巨資引進機器人自動生產線,供需關系的產生督促著機器人控制技術,驅動系統(tǒng)設計技術,軟件及編程技術以及周邊配套設備的發(fā)展。中國市場上現(xiàn)擁有近萬臺工業(yè)機器人,完全由中國研發(fā)及生產的機器人占據30%的市場份額。未來越來越多的機器人技術將進入加工制造行業(yè),成為我國緩解勞動力短缺的重要發(fā)展方向。
1.3現(xiàn)代計算機集成制造系統(tǒng)
計算機集成制造系統(tǒng)代表了當今工廠自動化的最高水平,被譽為是未來工廠的發(fā)展方面,CIMS的概念被越來越多的人所接受,成為了指導工廠自動化的哲理,當前CIMS的應用不僅僅在機械制造業(yè)中得以發(fā)展,同時涉及電子、航空、輕工、冶金、化工、紡織等各個領域,正被各個行業(yè)越來越多的得以關注和投入發(fā)展。目前我國的清華大學已經建成國家CIMS工程研究中心,著名高校和研究單位也越來越多的向此方向發(fā)展,最終得以實現(xiàn)無人化制造。
2機電一體化的發(fā)展趨勢
機電一體化的特點是交叉多個學科且綜合性很強,它的發(fā)展進步促進機械、電子、光學、控制學、計算機等多個學科的發(fā)展,縱觀國內外目前機電一體化發(fā)展的現(xiàn)狀,未來的機電一體化技術將朝著智能
(1)智能化。智能化是研究開發(fā)用于模擬、延伸和擴展的智能理論、方法、技術的一門新型學科,目前正在逐漸向機電技術靠攏,是21世紀機電一體化技術發(fā)展的重要方向,它本是在控制理論的基礎上,吸收人工智能、模糊數(shù)學、心理學和混沌動力學等。使其具有一定的判斷思維、邏輯思維、決策思維等能力,以求達到更高的控制目標。未來的機電一體化產品智能化水平將會越來越高,不僅僅體現(xiàn)在生產加工方面,同時產品的系統(tǒng)層次結構也會由簡單的從上到下的形式變?yōu)閺碗s以及相互交接有更多冗余度的雙向聯(lián)系。
(2)網絡化。隨著網絡技術的發(fā)展,市場環(huán)境競爭發(fā)生著重要的變革,不僅僅在生產企業(yè)內部實現(xiàn)了網絡技術的控制,同時產品的虛擬化、產品銷售的線上變革、基礎消費的網絡化、服務技術的多元化、都將成為市場競爭的必然發(fā)展趨勢,機電一體化產品基于網絡的各種遠程控制和監(jiān)視技術方興未艾,而控制的終端設備本身就是機電一體化的產物。利用網絡將數(shù)據終端與集成家電系統(tǒng)相互連接,使得人們體驗控制各種高科技產物帶來的方便與快樂,因此機電一體化未來的發(fā)展將緊密與網絡化融為一體。
(3)微型化。進幾年來,微電子技術與機械工程技術融合的緊密程度越來越高,它的操作范圍在微米范圍內,甚至有之更小的納米機電系統(tǒng),以微型化制作的產品,體積更小、能耗更小,可進入更小的空間,因此在醫(yī)療、軍事、信息等方面有著更大的優(yōu)勢,在航空技術、生物醫(yī)學、信息技術以及國防軍事領域有著更為廣闊的應用前景,目前利用硅制造的集成電路、利用半導體器件在制造過程中的蝕刻技術,已經大面積的利用于軍用及民用產業(yè)。其未來的發(fā)展道路更為寬廣。
(4)模塊化。機電一體化產物一般分為機械部分、電子部分和軟件部分。模塊化技術是這三個部分的共同產物,模塊化技術可以大幅度降低產品的研發(fā)及生產成本,提高不同產品之間的通用化程度,提高產品的可裝配性、可維修性、可擴展性,同時也更方便于企業(yè)產品的更快速發(fā)展。模塊化是機電一體化系統(tǒng)的基本方法和發(fā)展趨勢,小到家庭所用的插座鍵盤,大到汽車及耗材,越來越多的模塊化機電產品將出現(xiàn)在市場上,利用這些不斷發(fā)展的模塊化機電產物,企業(yè)可以迅速的設計和制造出更好更為人性化的機電一體化產品。
(5)綠色化。隨著機械工業(yè)的飛速發(fā)展,傳統(tǒng)的發(fā)展模式基本上是以消耗大量資源為基礎而得到的。隨著社會對物質生活越來越高的要求,這種高投入高輸出的發(fā)展模式已經被社會所淘汰,這種粗放型生產,違背了可持續(xù)發(fā)展的的基本方針,降低機械系統(tǒng)的生產材料消耗、降低機械系統(tǒng)的能耗消耗、降低其對環(huán)境的污染、提高機械系統(tǒng)的回收性,是未來發(fā)展的必要方向,最終機械產品要朝著可持續(xù)性發(fā)展的綠色化道路前進。
3結語
隨著社會的不斷進步,各種技術及學科之間相互融合的趨勢將越來越明顯,機電一體化技術的不斷發(fā)展?jié)M足了科學技術的進步和社會的基本需求保證,機電一體化已經充分顯示了其強大的生命力,并以超前的的速度和力度沖擊著傳統(tǒng)的技術思維及生產生活方式,社會經濟及各個領域都將發(fā)生深刻的改變,機電一體化技術的發(fā)展前景也將越來越廣闊。
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