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J9九游会登录入口首页J9九游会登录入口首页随着科学技术的迅猛发展,机电一体化技术得到快速的发展,这带动了工业生产机械自动化的进步,在某种程度上促进了国民经济的发展。在科技快速发展的背景下,结合机电一体化技术的现状探究其发展前景。
随着社会和科技的迅猛发展,学科之间相互渗透,这促使了工业技术的更新发展,进而带动了机电一体化技术的发展,同时机电一体化技术的发展也带动了工业技术的进步。
(一)初级阶段:20世纪60年代前。此阶段,人们自发地将电子技术和机械设备结合来改进产品的性能指标。由于科学技术发展水平的限制,使得电子技术和机械技术无法深度结合,当时的研发出于一种自发因素,生产的产品应用受到极大的制约。
(二)蓬勃发展阶段:20世纪70—80年代。此阶段,计算机技术和微电子技术的快速发展为机电一体化技术的发展提供了技术支持和基础条件。同时,国际上也逐渐重视机电一体化技术的发展。
(三)转型阶段:20世纪90年代后期。此时,机电一体化技术向多个领域进行渗透并呈现出新的特征。新型技术领域的发展也带动了机电一体化技术不断前行,这些学科和技术之间的互相渗透与融合也带动了科学技术的发展。基于上述背景,国内很多大专院校和企事业单位分别设立了专业与岗位,对机电一体化技术开始深入研究,但与外国相比仍存在较大差距。
(一)智能化的前景方向“智能化”可以理解为将计算机技术融合到机械设备中去,根据具体需求设置不同的程序,让机械设备遵循事先编制好的程序完成具体的操作功能。这种技术既可以减少劳动力又能实现资源的优化配置。机械设备的智能化是机电一体化技术智能化作为前提和保障的。因此,机电一体化技术智能化势在必行。
(二)绿色化的前景方向人类社会的发展离不开自然资源。然而,随着社会进步,剩余的自然资源有限,环境的破坏也越发严重,因此,各个国家都意识到环境对于人类的重要意义,环境保护成为各种技术和各个领域发展所考虑的基本因素。我国提出的技术发展绿色化、环保化和可持续发展正是这方面的最好体现。利用机电一体化技术生产的产品在研发、生产等各个环节,都要考虑资源的利用和对环境的影响,从而实现机电一体化技术的绿色化。
(三)微型化的前景方向随着微电子技术的快速发展,微型化已逐步渗透到各个学科领域当中。机电一体化技术的微型化必然成为其发展方向。现在许多的机电一体化产品都向微米级和纳米级发展,它们具有体积小、能耗低等优势,这些优势必将成为机电一体化技术未来发展的一大特色。
(四)网络化的前景方向网络技术的飞速发展带动了科学技术、生产、生活等多个领域的不断变化。机电一体化产品的研发和生产通过网络会迅速传播到全世界。机电一体化设备和产品更加应该顺应网络化的潮流,这样才能立于不败之地。
我国的机电一体化技术虽然起步较晚、发展较滞后,但我们看到了世界机电一体化技术发展的潮流,增强自身实力,增加信心,不断进取,脚踏实地,共同努力,让我国的机电一体化技术在智能化、绿色化、微型化、网络化的前景方向上不断前行。
[1]中国机电一体化协会.用信息化提高我国制造业竞争能力[J].Cameta资讯,2003.
[2]刘庆民.机电一体化技术的现状和发展趋势[J].科技致富向导,2011(12).
近些年来,光机电一体化技术得到迅猛发展,在民用工业和军事领域得到广泛地应用。因此,光机电一体化技术成为当今机械工业技术发展的一个主要趋势。
光机电一体化系统主要由动力、机构、执行器、计算机和传感器五个部分组成,相互构成一个功能完善的柔性自动化系统。其中计算机软硬件和传感器是光机电一体化技术的重要组成要素。与传统的机械产品比较,光机电一体化产品具有以下技术特征。
1.1体积小,重量轻,适应性强,操作更方便,光机电一体化技术使得操作人员摆脱了以往必须按规定操作程序或节后频繁紧张地进行单调重复操作的工作方式,可以灵活方便地按需控制和改变生产操作程序,任何一台光机电一体化装置的动作,可由预设的程序一步一步控制实现,甚至实现操作全自动化和智能化。
1.2功能增加,精度大幅度提高,光机电一体化系统包括激光、电脑等现代技术集成开发的自动化、智能化机构设备、仪器仪表和元器件。电子技术的采用使得包馈控制水平提高,运算速度加快,通过电子自动控制系统可精确按预设动作,其自行诊断、校正、补偿功能可减少误差,达到靠单纯机械方式所不能实现的工作精度。同时,由于机械传动部件减少,机械磨损及配合间隙等引起的误差也大大减小。
1.3部分硬件实现软件化,智能化程度提高,传统机械设备一般不具有自维修或自诊断功能。光机电一体化技术使得电子装置能按照人的意图进行自动控制、自动检测、信息采集及处理、调节、修正、补偿、自诊断、自动保护直至自动记录、显示、打印工作结果。通过改变程序,指令等软件内容而无需改动硬件部分就可变换产品的功能,使机械控制功能内容的确定和变化趋势向“软件化”和“智能化”。
1.4产品可靠性得到提高,使用寿命增长,传统的机械装置的运动部分,一般都伴随着磨损及运动部件配合间隙所引起的动作误差,导致可动摩檫、撞击、振动等加重,严格影响装置寿命、稳定性和可靠性。而光机电一体化技术的应用,是装置的可动部件减少,磨损也大大减少,像集成化接近开关甚至无可动部件、无机械磨损。因此,装置的寿命提高,故障率降低,从而提高了产品的可靠性和稳定性。
1.5融合了多种学科新技术,衍生出许多功能更强、性能更好的新产品,光机电一体化产品的研究开发涉及到许多学科和专业知识,包括数学、物理学、化学。
1.6产品系统性增强,各部分系统间协调性要求提高,光机电一体化是一门学科的边缘科学技术,多种技术的综合及多个部分的组合,使得光机电一体化技术及产品更具有系统性、完整性和科学性。其各个组成部分在综合成一个完整的系统中相互配合有严格的要求,这就要求各种技术扬长避短,提高系统协调性。
2.1研究现状,自从我国实行改革开放以来,科技领域急起直追,我国的光机电一体化技术已取得明显的成效,数控产品有了很大的提高,尤其是经济型灵敏数控装置发展很快,是我国特有的经济适用产品,不但适用国内市场的需要,部分产品还随主机配套出口。国内的机械产品采用可编程控制器(PC)和微电子技术控制设备越来越多,覆盖面也日益扩大,从纺织机械、轴承加工设备、机床、注塑机到橡胶轮胎成型机、重型机械、轻工业机械都是如此,我国自行研制和生产的光机电设备,在质量上也有重大突破,为今后的推广应用打下良好的基础。
2.2发展趋势光电机一体化技术已经渗透到各个学科、领域、成为一种新兴的的学科、并逐渐成为一种产业,而这些产业作为新的经济增长点越来越受到高度重视。
机电一体化专业论文从世界科学技术的发展情况来看,光电一体化技术的未来技术热
(1)高单色性,利用激光高单色性精密测量时,可极大地提高测量精度和量程。
(2)高方向性,因具有很远距离传输光能和传输控制指令的能力,从而可以进行远距离激光通信、激光测距、激光雷达、激光导航以及遥控。
(3)高亮度性,利用激光的高亮度特性,中等亮度激光束在焦点附近可产生几千大几万度的高温,可使照射点物体熔化或汽化,对各种各样材料和产品进行特种加工。
(4)相干性,由于激光速频率单一、相位方向相同。适用于激光通信、全息照亮、激光印刷以及光学计算机的研制,而在实际运用中也会通过一些激光技术改变激光辐射的特性,应用范围更广。
(2)激光测距,其探测距离远,测距精度高,抗干扰性强,体积小,重量轻,但受天然影响大。
(3)光纤探测器,在目标很小,间隔受限或危险环境中,最常用的是光纤探测器。其他还有激光打孔、刻槽=标记、光化学沉积等加工技术。
2.2.3激光快速成型技术,激光快速成型是利用计算机将复杂的三维物体转化为二维层,将热塑性塑料粉末或胶粘衬底片材纸张烧结,有点、线构造零件的面(层),然后逐层成型。
(1)激光快速成型技术可是新产品及早投放市场,极大地提高了汽车生产企业对市场的适应能力和产品的竞争能力。
(2)激光驱动技术,利用光致变性材料可制作光致动器和光机器人。现已研制成功一种光致动器,其工作原理是将光照在形状记忆合金上,反复地通、断使材料伸缩,利用材料本身的伸缩和端部的吸附特性,加上光的通断便能实现所要求的动作。实验证明,该制动器可能在顶面步行。这种状态目标处于初级阶段,如果能发现具有优异光作用特性的动态物质,则可使光能驱动技术广泛应用。
本小节主要从机电一体化的相关基本概念、机电一体化技术的基本特征、机电一体化的最新发展趋势等三个方面对机电一体化技术做较为全面的介绍,接下来详细介绍。
机电一体化技术从大的领域来说属于机械领域,其定义版本较多,其中一种较为权威的定义表述如下:机电一体化一般是指在机械的设计与功能扩展中,应用机械特有的主要功能、信息处理、功能控制等,把机械系统的控制中心进行集成化,并且与安装在计算上的上位机软件实现双向通信,一般来说,机电一体化技术也是一门交叉学科技术,涉及到的主要技术有通信技术,机械技术,微电子技术,电力电子技术等,机电一体化技术的核心功能就是把以上技术结合起来,形成一个整体并内嵌入机械系统中。
机电一体化技术作为一门应用广泛的技术,有其自身的特点,通过实际调查总结和查阅相关资料,本文总结出了机电一体化技术的3个主要特点,接下来详细说明如下。(1)应用的广泛性:机电一体化技术由于涉及的技术较多,是一门涉及多学科的交叉技术,正是由于这一特点,使得机电一体化技术应用十分广泛,已经远远超出了机械工程的应用范畴,当然,本文的研究重点还是放在机电一体化技术在机械工程上的应用及发展趋势。(2)具有很强的逻辑性:由于机电一体化的核心任务就是把各种技术合理融合,应用到机械领域中,把系统的机械机构和上位机软件控制合为一体,也就是形成一个统一的整体,从这个层面来说,机电一体化技术具有很强的逻辑性,或者说拥有很强的系统性。(3)机电一体化具有很强的最优化建模理论:机电一体化技术经过多年的发展,已经形成完整的最优化理论体系,相关算法可以参阅相关文献,限于论文篇幅,在这里不再累述。
经过多年的发展,机电一体化技术已经形成了自己的理论体系,随着我国高新技术不断发展,越来越多的新技术被应用到机电一体化技术上,机电一体化的最新的发展趋势是控制智能化、精确化、零延迟化、结合计算机处理技术和信号传输技术,机电一体化技术也朝着无线控制、高速控制、精确控制的方向发展。
本小节在上文介绍机电一体化技术相关知识的基础上探讨机电一体化技术在机械工程领域的当前应用以及未来的发展趋势,结合实际,本文从机电一体化技术应用于机械工程领域的历程分析、机电一体化在现代机床控制上的应用、机电一体化技术在全自动包装机领域的应用等三方面简单论述机电一体化技术在机械工程上的应用以及发展趋势,下面详细讨论。
在国外,机电一体化技术应用到机械工程领域较早,通过查阅资料得知,美国在上世纪90年代就把自动控制设备应用与机械制造领域,我国相对起步晚,但是起点较高,20世纪60年代,我国通过引进苏联控制设备,逐渐把机电一体化技术应用到机械领域,九游会 J9官方网站并在20世纪80年代,实现机电控制设备国产化,随着科技不断进步,以计算机处理技术和无线通信技术为代表的新技术不断应用与机电一体化技术,这使得机电一体化技术焕发出勃勃生机,应用领域进一步扩大。
机电一体化在机械工程领域很重要的一个应用领域就是应用在现代机床控制上,现代机床控制要求精度高、速度快、智能化高,这就要求现代机床的控制系统具有很强的抗干扰性,机电一体化技术由于采用计算机处理技术,处理速度快,精度高、内置多块DSP芯片,抗干扰能力强。
机电一体化技术除了应用与纯机械工程领域,还大量应用于相关机械与电子相结合的控制领域,通过实际调查得知,我国全自动包装机已经全部采用机电一体化技术,由于包装机械不但设计机械工程知识,还涉及机电控制技术,微机处理技术等,所以一般的控制系统很难胜任,机电一体化技术由于是一门交叉学科,所以具有很强的灵活性,所以机电一体化技术较好的解决了这个问题,机电一体化把软件控制和机械控制结合起来,融为一体,通过上位机软件来控制包装机的运行状态。
通过对机电一体化当前发展趋势的调查研究,本文认为,机电一体化技术在机械领域的发展前景包括以下几点:(1)专用化趋势不断加强:随着机电一体化应用到机械领域的不断深化,机电一体化技术表现出明显的专用化趋势。(2)智能化不断加强:近年来,随着人工智能等新技术不断应用到机电一体化领域,机电一体化技术也呈现了智能化趋势。(3)能耗低:节约资源,保护环境成为全社会的共识,在这种背景下,机电一体化技术积极加强自身改革,不断研发新技术,把能耗进一步降低。
机电一体化技术在机械领域的应用,不仅能有效整合物质资源、能源资源,还能有效整合机械资源,进而全面提升机械自动化水平。
机电一体化是机械装置与电子自动化技术的有机结合,主要是在机械装置运用、信息处理、功能等方面引入电子技术,该技术具有综合性、跨学科等性质。机电一体化技术包括产品与技术两个方面,该技术并不是对电子技术、机械技术的简单拼凑,而是将电子技术、机械技术进行完美组合,以全面提高技术先进性,其与自动化结合技术有本质区别。机电一体化技术的应用,不只是简单的劳动力替代技术,而是有机统一机械设备各个方面,从而全面提高机器设备的自动化、智能化水平。
机械设备向着智能化方向发展,智能化是生产力进步的重要体现,也是不同学科技术互为融合的结果,即结合计算机科学、控制理论以及心理学思想等,使机器本身具有自主决策能力、逻辑判断能力,从而更好地实现目标。
机电一体化产品体积向着微型化方向发展,体积小,耗能较小。目前,微型化机电一体化产品在军事、医疗等精细化行业部门广泛应用。
机电一体化产品的设计、制作以及使用会向着绿色化方向迈进,在顺应时展需求的基础上,更好地保护自然生态环境。
开发与研究标准化接口的机电一体化模块单元,对机电一体化技术的广泛应用,具有重要作用。
目前,大型挖钻机是各个重点大型工程的关键机械设备,并在大型打桩基础施工中得到广泛应用。与西方国家相比,我国旋挖钻机使用技术不到位,培训机制、配套设施均不完善,西方旋挖钻机的使用效果更好,并产生了大量衍生产品,该技术的应用比较成熟。旋挖钻机的使用方法、使用过程比较复杂,对于精细度要求极高。目前,很多企业为了全面提升操作便捷度与精细化程度,均选择了微处理器控制方式,直接将机电一体化技术运用到大型挖钻机上,进一步优化了大型挖钻机技术,全面提升了工作效率与技术成熟度。
鉴于机电一体化的安全控制功能、修复功能以及自动化功能,可直接将其应用到监控系统中去,合理利用工程机械的制动系统、发动机系统、液压系统等多种装置,对机械运行情况进行全面、动态、持续监控,以有效促进各项机器的健康运行。充分利用机电一体化技术,能自动查找机械工程存在故障问题,如果发现机器运行故障,则会自动报警。在监控系统中应用机电一体化技术,能在全面提升工作效率的基础上,改善工作环境。与此同时,还能更好地帮助工作人员发现问题故障、排解障碍,最大限度保障机器健康运行,全面提升机械运作效率。
在中国,大部分数控机床都是按照坐标轴进行运动的,通过补刀功能全面提高工作效率,完成任务目标。在机床中,合理应用机电一体化技术,能全面提升工作效率。例如,滚珠丝杠的具体应用,能有效降低机器摩擦,提高转动效率,尽可能避免低速运行状态。机电一体化技术的应用,还能有效降低生产成本,促进各项设备良好运行。
现阶段,我国炼钢行业所选用的系统是:以计算机为中心,将显示设备、操作设备、加热设备、仪器仪表、电脑等设备有机融合的系统,该系统充分运用技术手段,全面提升设备的使用年限与效率。随着微型处理技术、现代通信技术的发展,我国炼钢技术得到了突飞猛进的提升。鉴于交流传动的优越性,电气传动技术得到进一步发展,交流传动势必会取代直流传动,交流调速系统的优势将会逐渐显露。在轧钢环节中,交流传动系统的应用范围、应用规模逐渐扩大,上述技术均为炼钢行业的发展提供了强大技术支持。
目前,机电一体化技术在煤矿机械中也得到了广泛应用。例如,升降机与挖煤机均普遍利用PLC技术,通过该技术的应用,能有效提高煤矿机械安全监控水平,并在安全排查、故障报警等方面取得了质的飞跃。随着我国煤矿机数量的增加,管理部门面临的挑战与任务日益艰巨,如何高效利用机电一体化技术促进煤矿企业的安全生产,成为迫切需要解决的重要问题。
随着科学技术的不断发展,智能机器人必须充分组合、协调多种技术,从而更好地完成任务目标。目前来说,智能机器人在自适应信息控制处理方面的不足与困难逐渐显露,为了更好地解决这一问题,必须充分运用机电一体化技术。要想进一步优化工程机械内燃机的具体运行过程,传感器必须有效接收、发出多种信号,并在传感器信号支持与反馈下促进激光平地机的有效运转。地下穿孔机、掘进机应按照一定的要求进行地下穿越,与空中导弹技术相类似,一般需要内部导向的陀螺仪、加速度计以及外部导向激光技术等。机电一体化技术应用于智能机器人中,应能感知作业对象的形态、位置、方向,充分利用图像处理技术、视觉处理原理,更好地开展各项作业。目前来说,遥控型机器人、无人驾驶机械均采用机电一体化技术,通过无线电控制技术以及电液控制技术的应用,全面提高机械自动化程度。
本文结合机电一体化技术概念及发展技术入手分析,在大型挖钻机、监控系统、机床设备、智能机器人等方面,详细论述了机电一体化技术在机械领域的应用,以期为一线工作提供理论指导。
[1]邱富永.浅谈机电一体化技术在工程机械中的应用[J].科技致富向导,2014(36):109-109.
[2]陈志.机械工程测试技术实验教学改革的实践与体会[J].电子制作,2015(06):117-117.
[3]刘勇,张凤志.浅析工程机械故障诊断技术应用的必要性[J].哈尔滨铁道科技,2014(02):53-53.
工程机械是整个工程建设的重要成分,只有在工程建设中科学引入机电一体化技术,才能确保工程机械的顺利使用。随着社会的进步,我国的工业模式对比之前有了明显的变化,从最初的人力施工转变为当下的机械施工,不仅减少了人工成本,而且也有力保证了工程建设的效率。在这一基础上,为了确保提高工程的工作效率,把机电一体化技术融入整个工程机械是一个比较有效的途径[1]。
现在工程机械处于过渡时期,这一时期,主要借助微电子处理器多种不同的机械设备实施处理,提升其工作效率[2]。伴随机电一体化技术的引入及其在工程机械生产各个环节的渗透,工程机械的发展进程会明显提升,包括整体性能、使用效果和经济性等方面。
机电一体化技术应用中一个特别重要的特征便是自动检测。自动检测指自动分析子系统,并对项目机械运作情况进行反馈。如果在检测过程中出现故障,系统会启动报警,并对故障进行准确的定位。有利于提高工程机械的使用效率,降低检测方面的成本[3]。
在工程机械中引入机电一体化技术,可以提高机械工作的效率和精度,规避人为操作误差,同时有效控制工程施工,提升工作效率。
自动化指的是使项目机械进行自动化作业。以往的工程操作模式很可能会出现工作人员的专业知识难以达标或缺乏足够的工作经验等问题,进而导致机械操作出现问题。然而,当工程机械中引入了机电一体化技术后,则能较好地对这些问题提出解决方案[4]。机械系统始终是自动化的,这在很大程度上减少了劳动力成本,同时也减少了人为工作量,令工作强度有所下降。
现代建筑设备构成复杂,不同部件的有效配合是保证机械设备正常运转的必要条件。实时反馈机械运行状态是相关保障工作的重要前提。在机电一体化技术的支持下,机械设备能监控自身的运行状态。在发现故障以及故障危险因素的时候,能做出有效的诊断,必要时发出有效的警报。作业人员只需根据显示器以及指示灯便可清晰掌握设备的运行状况,这对保证设备运行效率及安全性大有裨益。
当前机械设备多采用柴油发动机驱动,提高柴油发动机的动力性与积极性一直以来都是柴油机行业的重要发展目标。发动机排放质量与最低油耗之间的矛盾使得柴油发动机技术的深入发展面临较大的阻碍。随着电子技术的不断发展,电子调速器、电子油门控制等技术的应用保证了柴油发动机在各种变工况下自动选择最佳喷油定时,这对整个行业的发展产生了积极的推动效果。
建筑工程机械的施工精准度在很大程度上影响工程施工的质量,在机电一体化技术的支持下,相关机械的应用基本可以实现半自动以及自动化控制。一方面减少了相关的成本,另一方面也提高了机械设备的施工精度。以混凝土搅拌为例,在人力控制的基础上,混凝土质量往往不达标,难以满足设计要求,此时,可以在机电一体化自动控制的基础上,通过科学配比,保证混凝土达到施工要求。
在网络信息科技不断进步的社会环境中,我国逐渐步入了一个全新的发展阶段,各行各业已开始引入网络技术,机电一体化技术和互联网信息科技的互相融合是未来社会发展的必然方向。
机电一体化技术和微电子的结合能很好地调节规模,今后机械产品会更小,性能却不会降低。由此所生产的产品不但占地面积小,而且功能全,质量小,可以在多个领域得以使用。要保证两者之间的融合,便要关注微机机械技术的发展,切实执行微机电一体化的发展战略。
将机械技术与微电子技术有效结合形成的综合性生产管理技术,就是机电一体化技术,将该技术应用于工程机械领域,能够促进相关技术产品的优化,促进工程机械领域智能化水平的提升。机电一体化系统所使用的电子技术,能够充分发挥工程机械结构中的信息功能,促进机械化装置与电子设计软件的有机融合。机电一体化包括硬件和软件两个部分,硬件部分主要是各单元之间的构件,通过传感器进行相关信息的处理,随着相关技术的不断发展,传感器的更新换代十分迅速,为了满足各类型传感器的需求,信息变量通常是以数字化的形式出现的。在进行单元数据的处理过程中,系统现将数据进行存储,在完成相关信息的处理之后,再根据相关要求实现对整体系统的有效控制。从中可以看出,信息的处理单元具备较多的控制功能,主要依靠执行结构接收信息,在进行信息与指令的发生。在实际的发展过程中,机电一体化已经广泛的应用于各个领域,随着对该技术研究力度不断加大,对于机械工程的发展的推动作用会不断提升。
(一)在工程机械监控方面在工程机械的施工过程中,需要及时了解机械设备的使用情况和工作状态,才能保证机械设备的正常运行,因此需要机械监控功能。随着机电一体化在该机械工程中的应用,利用故障诊断、电子监控以及自动报警功能能够帮助工作人员及时了解到机械设备的运转情况,确保相关设备的正常工作。通过将相关技术的有效结合,可以对机械工程的传动系统和液压系统进行管理,并实时返回系统的运行状态,一旦系统在运行过程中出现故障就会发挥报警,同时机电一体化还具备故障定位功能,能够帮助工作人员准确的了解到出现故障的部位,从而提高故障维修的效率,尽可能的减少故障问题对系统运行的影响。传统的工程机械不具备故障定位功能,因此机械人员需要进行全面排查才能确定故障的所在位置,给施工效率的提升带来了不利影响,因此机电一体化在工程机械中的应用可以促进机械设备及系统的正常运转,促进施工效率的有效提升。
(二)在施工精度控制方面机电一体化技术对于工程机械中精度的控制也有着重要的作用,在电子控制系统的运行过程中,需要保证测量工作的精确化,传统的工程机械在测量过程中通常采用的是人工测量的方式,需要耗费大量的时间,且存在测量误差,对工程质量产生一定的影响。而机电一体化技术可以通过自动化系统进行自动化测量,能够有效降低误差对工程质量造成的影响。除此之外,对于产品加工来说,机电一体化技术能够有效提升产品的精确度,提升产品的质量,为合格率的提升提供了有效前提。
(三)在降低工作强度方面在传统的工程机械施工过程中,需要应用大量的机械设备,部分设备的体积较大,人工操作难度较高,会在一定程度上增加施工的难度,从而增加工作人员的工作强度和工作量,不利于工作效率的提升。随着机电一体化在该领域的应用,实现了较多设备的半自动化或自动化操作,相关技术人员只需要进行简单的控制就能够完成相关操作,在很大程度上提升了工作效率和工作质量。在当今的机械工程操作过程中,更注重的是员工的机械操作,传统的操作方式很容易导致工作人员的疲乏,造成操作失误的情况出现,而机电一体化能进一步减少人工操作的步骤,降低操作失误的概率,为工作准确度的提升奠定了良好基础。
(一)网络化随着信息时代的来临,互联网对居民的生活产生了巨大的影响,在机电一体化产品的开发过程中,可以促进其与信息技术有效结合,为技术的开发提供基础数据。同时,还可以利用网络技术进行产品的推广和监控,利用网络信息的整合功能,建立并完善远程监控系统,促进技术性能的进一步优化。
(二)智能化机电一体化技术在机械工程领域具有一定的发展空间,该技术与传统技术最大的区别就在于智能化,随着智能时代的来临,智能化是机械工程发展的必然趋势。对此,相关技术部门可以以控制技术为基础,结合智能技术、诊断工程等相关技术,促进机械工程智能化水平的不断提升。
(三)绿色化节能环保是现阶段我国经济社会发展的基本战略,因此机电一体化还需要朝着绿色化的方向发展,在对该技术开发的过程中,除了需要满足工程的相关标准,还需要结合低碳经济的理念,尽可能减少对环境的破坏。不仅能够有效维持生态平衡,还能够加强废弃物的利用,推动社会的可持续发展。随着时代的不断进步,机电一体化技术逐渐成熟,其性能也会不断优化,将该技术与资源节约有效结合,能够减少成本的投入,促进企业经济效益与社会效益的提升。
工程机械是工业生产、机械制造的重要组成部分,其包括在施工过程中对路面的养护、流动式装卸作业以及在实际工程施工中综合性的机械化工程所需的机械设备等。随着我国工业化进程的不断加快,我国现代化工业也有了突飞猛进的发展,工程机械也得到了明显的改善和加强,从最开始的主要依赖于人力施工逐渐演变成机械化施工,不仅仅节省了人力成本,而且也能规避掉人为误差,进而确保整个工程建设的工作质量。在这基础之上,将机电一体化技术和工程机械有效融合,不仅仅推动了工程建设的工作效率,也改良了整个施工的质量。
机电一体化属于机械工程的重要组成部分,也可以称为机械电子工程,它有效地结合了机械技术、微电子技术等多种技术,并且综合应用到人们的实际生产生活中。从发展的眼光来看,现阶段我国正处于社会发展的转型时期,同时也是工业化加快的关键时期,因此需要把握当下时机,以促进工业技术大力的发展和运作。在工程机械中运用到机电一体化技术,十分符合当前我国发展的需要,不仅能够改善传统机械技术水平,还能够有效地推动机械工程的综合性和系统性发展,而且可以改良传统机械工程人力施工的局限性,从而减少工程生产中人力、物力、财力的浪费,在一定程度上使工程生产过程中具有技术性、安全性、经济性、环保性。据调查,当前在整个工程生产中,机电一体化被广泛应用于工程机械的电子控制设备、运输设备以及原材料的加工设备、机械设备维修工作,大大增强了整个工程生产的效率,也促进了我国机械设备的发展和提高。目前我国实际的工程机械设备远远满足不了现代化工程机械生产的需求,大量的工程机械设备依然需要进口,这对我国机械发展产生严重的威胁,有关部门一定要予以重视[1]。
机电一体化广泛应用于工程机械中,为工程生产带来一定便利的,同时也加快了现代工程技术向着技术化、科技化迈进。在工程机械中机电一体化技术的应用有很多特点,笔者例举以下几点,供相关人员参考。
自动检测是机电一体化应用中最为关键重要的特点,自动检测是机械在运行过程中对运行结果进行的实时反馈。九游会 J9官方网站在机械运作中,如果在检测过程中出现了机械问题、机器设备故障或是人为操作失误等情况,系统会自动采取报警功能,并且对出现故障的位置做到准确有效的定位,大大减少工作人员的工作难度,也提高了工程机械的运行效率和使用寿命。
在工程机械中不断推一体化技术,能够有效规避在操作过程中因为操作不当而带来的误差,同时也更好地维护机械工作的效率和精准度,从而对工程施工的各个环节都能达到有效控制,也规避了人工操作的难度,提升了工作质量。
在传统的工程操作中,一方面因为工作人员缺乏一定的专业知识和技术素养,另一方面是由于机械设备的老化陈旧等因素,致使机械操作过程中发生故障的概率越来越多,严重阻碍了生产进度的同时,也对工作人员的人身安全造成一定威胁。而随着工程机械中引用机电一体化技术,可以有效规避上述问题,因为机械系统都是自动控制的,一方面节省了人为工作量,减少了人力、物力、财力的浪费,也为工作人员减少了工作难度,从而大大提高了工作效率,也推动了机械操作正常生产运作。
机电一体化在机电工程机械中的应用非常广泛,不仅仅为工程机械增加了安全保障,更为生产效率的提高、生产质量的稳固提供了一定的空间,下面就举一些机电一体化技术在现代工程机械中的应用表现。
现代工程机械保护着各种复杂的机器设备及零件,在实际操控过程中,机械设备正常运转需要不同设备都要进行有序配合,并且还要保证机械运行状态是实时有效的,确保其运作的实时性、高效性、稳定性。在机电一体化技术的运行下,机械设备能对自身运行情况做到时刻监控,一旦在运行过程中出现故障或者是危险操作等情况,那么系统中会自动进行识别,并且发出必要的警报,节省了传统工程机械人工排查故障的繁琐性,工作人员只需要按照警报或者显示器就可以清楚地找出设备的运行故障,大大增加了机械生产的效率,也保证了工作人员的安全。
随着工业化的不断深入,工程机械的发展也逐渐形成规模,朝着系统化的趋势迈进,这就大大增加了对于能源的需求,从某种意义上来讲,控制能源的消耗已经是当前现代化工业的关键环节,在工程机械中,运用机电一体化技术能够逐渐控制工程机械能源的不足,举例来看,针对液压挖掘机这种大型机器能源的利用率不会超过百分之三十,这也严重导致了对于能源的浪费问题。随着机电一体化在现代工程机械中的不断应用,大大提高了能源的可利用率,当前一些发达国家在原有基础上逐渐对机电一体化进行不断改良和完善,能源消耗得以控制。在我国现阶段,当前的机械设备多是以柴油发动机来运作的,目前我国逐渐提高柴油机的排放质量,让能源消耗和机械设备运行质量上相平衡,随着实践不断深入,大大提高了能源的利用率,从而促进其可持续性发展。
在工程生产中,工程机械的精准度直接决定着整个工程的质量以及工程施工的进度,因此机械精准度是现代工程技术的关键因素,在机电一体化技术的支持之下一部分机械的应用能够实现全自动化控制,例如在实际生产过程中,混凝土的搅拌技术会因为机械设备的老化、原材料的不达标而对成品制造精度产生一定的误差,通过对机电一体化的合理运用,可以有效改良混凝土的配比均匀度,确保其施工的精准度,提高了混凝土的价值,同时也大大节省了工程生产中的成本,减轻了实际工作中工作人员的难度,另外也对机械设备施工精准度的提高起到至关重要的作用[2]。
传统机械工程多是以人力手工为基础,这大大制约了生产效率,而且手工作业相对来讲复杂性比较高,在处理机器的维修和运输时,有相当大的危险性。随着互联网技术的普及,现代工程机械多是以智能化形式,这也符合当机电一体化的发展形式,未来机电形式的许多功能都会加入智能化的运作,比如机器加工功能、维修功能或者是运输功能,随着科学技术的不断进步,现代工程会出现更多的自动化、智能化。
传统的工程中,因为需要人工操作,多采用手动形式去控制机械部件,这大大制约了机械的运行效益和运作质量,而随着互联网技术的不断普及,现代工程机械中机电一体化技术逐渐朝着网络化的趋势发展,由网络的形式控制人工的自动化运作,不仅降低了工作人员的工作难度,也能够有效减少了人力物力财力的浪费,从而最大程度地减少了因为人工因素所导致的经济成本,更为经济转型升级提供了一定的发展空间。
环境保护问题是当前我国重点关注的问题,在未来的现代化机械工程中的几点一体化发展中,一定要把环境问题放在重点考虑位置,对资源进行再利用,对于二次半成品要做到创新加工,从而使现代化机械操作向着可持续的发展趋势迈进。未来机电一体化的发展规律一定是结合目前的实际情况,符合当前绿色生产的观念,对机械操作进行创新和改进,同时也满足了在实际生产中无污染、高效率的生产观念,符合当前时代绿色生产的发展需要。4.4现代工程机械中机电一体化技术应用微型化机电一体化和微型电子机器相结合,更好地促进我国机械工程的发展,依照发展的眼光来看,未来工程机械所生产的产品会应用于人们日常生活的各个方面,基于此,所加工生产的产品大多数符合质量小、占地少、面积轻等特点,也能满足随着人们随身携带的需求。更重要的是,微型电子化产品应用于人们的日常生活中,较传统的工程机械产品而言,更符合质量检测标准,性能也愈加完善,在未来现代工程机械中机电一体化技术应用微型化逐渐是发展新一代的趋势[3]。
1.1机床中对机电一体化技术的应用与创新对于机电一体化技术在实际的应用中,Z80-CPU的应用软件比较多,但是它的系统开发比较容易,所以比较普遍的用于我国数控机床方面的应用。而我国的数控机床大部分采用的是经济型光电隔离电路、微机I/O接口的电路以及Z80-CPU微机和功率放大的电路等。而Z80-CPU以及与其配套的芯片价格比较低,使用范围也比较广,与其他的技术相比来说,具有维修方便、可靠、通用性强等特点。I/O接口的译码硬件也比较简单、Z80系列的微机有其特有的I/O指令,并且微机的执行时间也比较短,最重要的是,指令格式也比较短,这样的特性对缩短扫描现场机床工作状况的周期十分有利。在机电一体化应用于数控机床的过程中,因为多数的数控机床对工作刀具以及工作台的要求的比较高,要求工作台或工作刀具在工作中沿着坐标轴来移动,所以机电一体化应用于数控机床当中,需要考虑其连续控制方式需要具有插补功能。要求副传动具有高效率,滚珠丝杠摩擦带来的损失较小,在操作的过程中没有爬行的现象,能够给予适当的预紧、运动平稳,并采用氟塑贴面导轨,使其具有耐磨的特性,并且摩擦系数比较小。因此,可带来抗撕伤能力强、去除低速运动爬行的现象,以及降低其成本。在反向时可消除空间的死区,定位精度比较高以及刚度好。因此可消除丝杠螺纹和螺母之间的间隙,所以大部分的数控机床的执行机构的传动方式用的是滚珠丝杠副传动的方式。
1.2将机电一体化应用于自动化作业和半自动化作业工程机械在作业过程中的自动化和半自动化的实现,可以降低在作业过程中工作人员的劳动强度,并且让生产效率得到提高。另一方面,也能够减少工作人员因相关的经验不足而造成的负面影响。以三菱公司生产的挖掘机为例,能够对挖掘机轨迹系统进行有效的控制。在控制板上,工作人员设定好运动的轨迹和铲斗的运动形状之后,机器中的微机操作系统能够根据从不同角度传感器发出的信号,自动控制铲刀、动臂、斗杆的运动方式。在机器作业中,体现了挖掘机自动化的操作水平,还能对开口、斜坡、特定断面的沟槽进行精准的开挖作业。
1.3现代机电一体化技术应用于其它领域在化纤行业的机械工程中,现代机电一体化也可以得到适当的应用。例如在精密卷绕控制的系统中,高强度摩擦辊、变频器以及金属导纱器电机组成了其控制系统,另外还附加了传感器和测速控制器的组成。此种工程机械中,卷绕交叉角是可以变化的,并且卷绕筒子大部分采用了积极式的传动方式,并且导丝器和筒子的往复频率是有固定的比值。另一边,国外的一些工程机械,例如推土机、装载机以及铲运机等,很大程度使得工程机械运作中的耗油量降低,并且简化了操作,还增加了经济效益,这是由于采用了相对电子控制的自动变速器,带来的改善。
随着国外将机电一体化应用于机械工程以来,不仅带动了机械技术的革新,也为机械工程带来了进一步的发展。对传统的工程机械带来了较大程度的改变,并且提高的产品的性能。根据目前的发展看来,无论在国内还是国外,机械工程技术已经进入了发展的全新时期。同时在工程机械的发展中,电子控制系统也成为了其不可或缺的一部分。随着对机械产品的要求不断提高、社会的不断发展、科技的不断创新,对机电一体化的发展也提出了进一步的要求。
2.1机电一体化应用发展的高性能化机电一体化应用中的高性能化主要囊括以下几个方面:应用中的高可靠性、高效率模式、高精度模式以及高速模式。新一代的CNC系统已“四高”来满足生产需求为前提而诞生的,此种系统采用多CPU结构通过多总线连接而成的。由于这种系统采用的是精简指令集机,所以能够在同一时间实现多个任务操作系统并且进行相关的处理,所以该机器机电一体化的产品的高性能也得到了保证。
2.2机电一体化在微型化的应用和发展机电一体化的新兴发展方向是微型机电一体化,国外成为微电子机械系统,微型机电一体化系统在纳米尺度上也将机械技术和电子技术加以融合。因此,几何尺寸向微米、纳米发展都可以称作微型机电一体化产品。并且体积大小不超过1cm3的机电一体化产品。在信息、军事、生物医疗等方面的应用上,具有其他产品无法比拟的优越性能。因为其在使用中对能量的损耗小、及其体积小、运动方式灵活,所以在近几年和将来的发展趋势中是非常重要的技术。
2.3机电一体化技术在应用和发展中的智能化控制理论的基础体现了机电一体化的进步和发展,所以智能化技术也就成为了目前传统机械自动化技术和机电一体化技术的最主要的区别。智能化技术在实际使用中的区别表现在相关产品使用过程中的智能上。智能化技术通过融合了生理学、人工能、计算机科学而发展出的智能的新思想、新的方法、并且模拟人类智能。所以这样机械技术在目前的应用和研发中,具有非常丰富的发展潜力。
在应用机电一体化技术的过程中,其通常需要采用多种不同的形式对其进行整体性的应用规划。但在实际的应用过程中,其依旧会面临诸多的应用问题。其整体的机电体系的构建还不够完善。所以,为了能够提升机电一体化技术的整体应用效率,需要不断完善其整体的体系,最终让机电一体化技术得到良好的应用。
在化工企业中,机电一体化技术的应用十分广泛,在化工企业的生产制造过程中有着不可或缺的作用。在机电一体化技术的实际应用过程中,会根据不同的用途而分离出不同的发展方向。其中,机电一体化数字方向,这是当前非常看好的一方向。机电一体化数字发展方向主要是在计算机网络的基础上,发展的一种机电一体化制造技术,这种技术在进行实际使用的过程中,主要通过计算机网络系统来进行相应的操作。随着现在科学技术的快速发展,计算机网络技术也应用到了各个领域,在机电一体化技术的应用中,我们非常明显地看到其所在的优势。在进行实际操作的过程中,可以在很大程度上简化机电一体化技术的操作,例如:数控机床的操作,之前的操作比较繁琐,但是在数字化操作的基础上,就可以使操作变得简单化、智能化,并且还能够提高其计算的准确性。
随着现在网络技术快速发展,网络技术在机电一体化技术中也得到了非常充分而有效的应用。前面我们对机电一体化数字发展方向进行了一定的分析,而机电一体化智能化发展方向也是目前所要关注的重点,智能化发展方向也是当前机电一体化技术发展的重点方向,也是相关研究的主要方向。在当前计算机网络的环境下,可以通过相关的程序,来对机电一体化技术应用的基本操作进行智能化控制,例如:在进行数控机床操作的时候,可以通过相关的程序,直接设定做需要操作的步骤,可以实现无人化操作。另外,现在的智能化控制还将多个学科领域进行了有效的结合,可以实现高度的智能化。但是由于目前一些技术性欠缺的问题,这种高度智能化的控制技术,还没有得到非常广泛的应用,但是智能化发展方向却是机电一体化技术发展的主要方向。
在当前互联网的时代下,机电一体化技术得到了更进一步地发展,其中模块化发展的方向已经成为了机电一体化技术发展你的必经之路。从一个客观的角度对其进行分析,我们可以看到,机电一体化本身的发展前景十分广阔,而现在的市场资源也非常丰富,因而机电一体化技术在进行发展的过程中,可以将现有的资源进行充分应用,也可以说,机电一体化技术在进行实际发展的过程中,已经得到了十分充足的资源配置。而从市场需求的角度来进行分析,目前市场上化工企业的数量和种类都非常多,市场的竞争也非常激烈。而企业在进行生产发展的过程中,最为注重的一点就是最终实现的效益。因而在进行实际生产的过程中,一定要对关键技术进行严格控制,并尽可能地使之优化。并子进行相关质检的过程中,严格把好质量关。由此可见,在进行实际生产和发展的过程中,机电一体化技术模块化发展是十分有必要的。
现在机电一体化技术已经离不开计算机技术的支持,而为了能够更进一步地实现机电一体化的操作控制,可以将之与网络技术进行充分结合,并实现更加方便而准确的操作。由此可见,机电一体化技术网络化发展已经成为了其必然的发展方向。从当前的社会发展来看,网络已经在人们的生活中,乃至于各个生产发展的企业中,都得到了非常充分地应用,也可以说,网络已经成为了人们日常生活一部分,例如:购物离不开网络、看电视已经离不开网络、通讯离不开网络等等,这些都可以充分展示出网络在人们日常生活中不可或缺的地位。所以说,从不论是从哪个角度来看,都需要对网络的实践应用进行充分考虑。
随着经济的发展,社会的不断进步,人们对生活的要求也越来越高,当前的社会生产更提倡绿色发展。由此可见,机电一体化绿色发展方向也将是社会发展的必然需求。但是现在大多数工业企业在进行生产的过程中,都会对环境造成严重地破坏,这些问题都会对人们的生活造成一定程度的影响,还会阻碍社会发展的脚步,所以说,实现发展的绿色化是不可或缺的。从生产发展的角度来进行相应的分析,机电一体化绿色发展主要有以下两个层面的含义,接下来,我们就来对其进行一定的分析:(1)生产的绿色化。这一含义主要是通过从生产的角度出发,在进行生产制造的过程中,对原材料、生产工艺、制造技术等进行严格地控制,从生产制造的过程中,来实现绿色工艺的生产制造;(2)制造的绿色化。从机电一体化技术本身应用的特性来看,其中所使用到的机器数量比较多,并且应用的范围比较广,而在进行实际生产运行的过程中,会对环境造成一定的印象,因此,在进行设备的选择时,应尽可能地结合绿色生产的需求来进行选择,以降低对环境的污染。
机电一体化技术在化工企业中的应用十分重要。其能够让机电一体化的应用效率得到全面性的提升。在进行整体的应用过程中,其需要采用多种不同的方法让机电一体化技术得到整体性的应用。同时还要明确机电一体化技术的应用发展。最终让机电一体化技术得到全方位的应用。
[1]莫卓宁.论工程施工中的机电一体化[J].现代商贸工业,2011(17).
[2]秦法富.机电一体化技术的发展趋势[J].河南科技,2011(02).
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