| 河北德鹏机械设备有限公司 河北邯郸 056700 摘 要：随着社会的发展和进步，机电一体化是机械制造的发展趋势，机电一体化对于改变整个机械制造业面貌也起到了重要作用，本文主 要提出了我国机电一体化技术的发展，以及发展方向。 关键词：机电一体化；发展 中图分类号：TH-39 文献标识码：A 一、机电一体化概述 机电一体化技术是将机械技术、电工电子技术、微电子技术、信 息 技术、传感器技术、接口技术、信号变换技术等多种技术进行有机 地结合，并综合应用到实际中去的综合技术，现代化的自动生产设备 几乎可以说都是机电一体化的设备。 中国机电设计迈入PLM 全新阶段，正挑战着了前所未有的，不可 预测的难题，一个个久战沙场经久不衰精兵良将正褪去了昨日英雄的 光环，唯有CAMEL VIEW 能够胜任军统三国，光复旧业的重任，此时 数系科技与德国iXtronics GmbH 公司携手共同开拓机电设计领域的新篇 章，CAMEL VIEW 作为机电一体化设计系统，从产品的概念设计到产 品性能的测试、验证、通过都是一体化的，流程化的、规范化的，在 满足用户设计的前提下，数值实验的仿真与结果的验证无不精确化， 支持复杂环境下，多工况，多耦合场设计。 二、机电一体化的发展方向 机电一体化向智能化方向迈进.20 世纪90 年代后期，各主要发达国 家开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段。一方面，光学、 通信技术等进入了机电一体化，微细加工技术也在机电一体化中崭露 头脚，出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支；另一方面，对 机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法，机电一体化的学科体 系和发展趋势都进行了深入研究。同时，由于人工智能技术、神经网 络技术及光纤技术等领域取得的巨大进步，为机电一体化技术开辟了 发展的广阔天地，也为产业化发展提供了坚实的基础。 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。 未来机电一体化的主要发展方向有： 1.智能化。智能化是21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方 向。人工智能在机电一体化建设者的研究中日益得到重视，机器人与数 控机床的智能化就是重要应用。这里所说的“智能化”是对机器行为的 描述，是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新思想、新方法，模拟人类 智能，使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力，以求得到更高 的控制目标。诚然，使机电一体化产品具有与人完全相同的智能，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，则是完全可能而必要的。 2. 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，研制和开发具有标准机械接口、电气接口、 动力接口、环境接口的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又是非 常重要的事。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。这需要制定各项标准，以便各部件、单元的 匹配和接口。由于利益冲突，很难制定国际或国内这方面的标准，但 可以通过组建一些大企业逐渐形成。显然，从电气产品的标准化、系 列化带来的好处可以肯定，无论是对生产标准机电一体化单元的企业 还是对生产机电一体化产品的企业，规模化将给机电一体化企业带来 美好的前程。 3. 网络化。20 世纪90 年代，计算机技术等的突出成就是网络技术。 网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产、政治、军事、教 育及人们的日常生活都带来了巨大的变革。各种网络将全球经济、生 产连成一片，企业间的竞争也将全球化。机电一体化新产品一旦研制 出来，只要其功能独到，质量可靠，很快就会畅销全球。由于网络的 普及，基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾，而远程控制的 终端设备本身就是机电一体化产品。现场总线和局域网技术是家用电 器网络化已成大势，利用家庭网络（home net）将各种家用电器连接成 以计算机为中心的计算机集成家电系统（computer integrated appliance system，CIAS），使人们在家里分享各种高技术带来的便利与快乐。因 此，机电一体化产品无疑将朝着网络化方向发展。 4. 微型化。微型化兴起于20 世纪80 年代末， 指的是机电一体 化向微型机器和微观领域发展的趋势。国外称其为微电子机械系统 （MEMS），泛指几何尺寸不超过1 立方厘米的机电一体化产品，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，微机电一体化产品的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。 于是，人们呼吁保护环境资源，回归自然。绿色产品概念在这种呼声 下应运而生，绿色化是时代的趋势。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。设计绿色的机电一体化产 品，具有远大的发展前途。机电一体化产品的绿色化主要是指，使用 时不污染生态环境，报废后能回收利用。 6.系统化。系统化的表现特征之一就是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。表现之二是通信功能的大 大加强，特别是“人格化”发展引人注目，即未来的机电一体化更加注 重产品与人的关系。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。另一层含义是模仿生物机理，研制各种机电一体化产品。 三、结束语 综上所述，根据对机电一体化技术进行全面的分析，从一个更加 新颖的角度对现代化的机电一体化技术应用和发展方向进行了概述研 究，旨在更进一步的促进技术的腾飞与进步。 参考文献： 【1】何超. 浅议现代化的机电一体化技术设计基本思路【J】. 工业 技术设计资讯，2011.9：66-67 【2】张强. 试论机电一体化设计当中的机电系统建模方法初步实现 【J】. 计算机辅助设计，2011.3：55-58 【3】吴圆顺. 机电一体化技术提升探究【J】.现代工业设计，2012.1 【4】刘猛. 机电一体化技术以及技术提升的意义浅析【J】.工业建设 资讯 |
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