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        機(jī)電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

        2019-10-21 08:03:29張海梅
        名城繪 2019年6期
        關(guān)鍵詞:機(jī)電一體化發(fā)展趨勢(shì)技術(shù)

        張海梅

        摘要:隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,機(jī)電行業(yè)的發(fā)展速度越來越快,其中機(jī)電一體化技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于人們的生活中。該技術(shù)突破了以往機(jī)電技術(shù)的時(shí)間和地域限制,機(jī)電一體化的發(fā)展空間更加廣闊。本文主要分析機(jī)電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀,并探討其發(fā)展趨勢(shì),以供參考。

        關(guān)鍵詞:機(jī)電一體化;技術(shù);現(xiàn)狀;發(fā)展趨勢(shì)

        現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,極大地推動(dòng)了不同學(xué)科的交叉與滲透,導(dǎo)致了工程領(lǐng)域的技術(shù)革命與改造。在機(jī)械工程領(lǐng)域,由于微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機(jī)械工業(yè)的滲透所形成的機(jī)電一體化,使機(jī)械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品機(jī)構(gòu)、功能與構(gòu)成、生產(chǎn)方式及管理體系發(fā)生了巨大變化,使工業(yè)生產(chǎn)由“機(jī)械電氣化”邁入了“機(jī)電一體化”為特征的發(fā)展階段。

        1機(jī)電一體化技術(shù)的概述

        機(jī)電一體化是機(jī)械設(shè)備和電子技術(shù)融合后的統(tǒng)稱,機(jī)電一體化深入應(yīng)用于機(jī)械設(shè)備可以使機(jī)械設(shè)備在性能控制和信息處理等各方面更加智能化、自動(dòng)化。機(jī)電一體化作為一項(xiàng)機(jī)械系統(tǒng)技術(shù),其基礎(chǔ)就是機(jī)械電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及自動(dòng)化技術(shù)等現(xiàn)代化技術(shù)的綜合。目前,機(jī)電一體化已經(jīng)有很強(qiáng)的系統(tǒng)性和相對(duì)獨(dú)立性,很大一部分的職業(yè)院校把機(jī)電一體化技術(shù)作為一門新興學(xué)科進(jìn)行教學(xué),培養(yǎng)出許多的高素質(zhì)的機(jī)電一體化方面的技術(shù)性、應(yīng)用型人才,為我國(guó)工業(yè)技術(shù)的發(fā)展做出了很大的貢獻(xiàn)。

        2機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

        2.1數(shù)控技術(shù)方面

        目前數(shù)控技術(shù)方面正在朝著高速化、高精密化、高可靠性、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模塊化、智能化發(fā)面發(fā)展。為了滿足市場(chǎng)的多變需求,數(shù)控機(jī)械不斷的提高切削速度,干切削和準(zhǔn)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(shù)的發(fā)展取消了皮帶、帶輪等傳統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu),采用電主軸技術(shù),用直線電機(jī)做伺服驅(qū)動(dòng),省去滾珠絲杠這一傳統(tǒng)的傳送環(huán)節(jié)。使得主軸轉(zhuǎn)速達(dá)到了10000r/min以上,目前我國(guó)的普通數(shù)控車床加工精度已經(jīng)達(dá)到了5μm,精密級(jí)加工達(dá)到了1~1.5μm,超精密加工精度已步入了納米級(jí)時(shí)代。

        2.2工業(yè)機(jī)器人方面

        隨著勞動(dòng)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(jìn)機(jī)器人自動(dòng)生產(chǎn)線,供需關(guān)系的產(chǎn)生督促著機(jī)器人控制技術(shù),驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù),軟件及編程技術(shù)以及周邊配套設(shè)備的發(fā)展。中國(guó)市場(chǎng)上現(xiàn)擁有近萬臺(tái)工業(yè)機(jī)器人,完全由中國(guó)研發(fā)及生產(chǎn)的機(jī)器人占據(jù)30%的市場(chǎng)份額。未來越來越多的機(jī)器人技術(shù)將進(jìn)入加工制造行業(yè),成為我國(guó)緩解勞動(dòng)力短缺的重要發(fā)展方向。

        2.3計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)方面

        我國(guó)經(jīng)過多年的理論和技術(shù)準(zhǔn)備,CIMS已經(jīng)有了較快發(fā)展。目前,已在清華大學(xué)建成國(guó)家CIMS工程研究中心,在著名高校和研究單位建立了七個(gè)CIMS單元技術(shù)實(shí)驗(yàn)室和八個(gè)CIMS培訓(xùn)中心。2000年,全國(guó)已有20多個(gè)省市、10多個(gè)行業(yè)、200多家不同規(guī)模和類型的企業(yè)通過實(shí)施CIMS應(yīng)用示范工程,取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。當(dāng)前CIMS的進(jìn)一步試點(diǎn)推廣應(yīng)用已經(jīng)擴(kuò)展到機(jī)械、電子、航空、航天、輕工、紡織、冶金、石油化工等諸多領(lǐng)域,正得到各行各業(yè)越來越多的關(guān)注和投入。

        3機(jī)電一體化未來的發(fā)展趨勢(shì)

        3.1人工智能化

        從目前機(jī)電一體化的發(fā)展來看,人工智能化是機(jī)電一體化未來發(fā)展的主要方向。人工智能主要是對(duì)運(yùn)籌學(xué)和模糊數(shù)學(xué)的研究基礎(chǔ)上加以實(shí)現(xiàn)的。伴隨著科技的快速發(fā)展,人工智能已經(jīng)運(yùn)用到實(shí)際當(dāng)中,例如,可以人工對(duì)話的數(shù)控機(jī)床,大大提高了實(shí)際的生產(chǎn)效率以及操作效率。以及可以與人輕松交流的人工智能機(jī)器人,人工智能機(jī)器人主要是通過賦予機(jī)器類似于人的邏輯思維以及行為方式加以實(shí)現(xiàn)的。現(xiàn)在對(duì)于機(jī)器人的應(yīng)用尚處于發(fā)展階段,只運(yùn)用于少數(shù)的工業(yè)生產(chǎn)以及服務(wù)行業(yè),但是按照現(xiàn)在的發(fā)展趨勢(shì)來看,我們距離人工智能化的時(shí)代已經(jīng)不遠(yuǎn)了。

        3.2模塊化

        模塊化是一項(xiàng)重要而艱巨的工程。由于機(jī)電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多,研制和開發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、電氣接口、動(dòng)力接口、環(huán)境接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元是一項(xiàng)十分復(fù)雜但又非常重要的事。如研制集減速、智能調(diào)速、電機(jī)于一體的動(dòng)力單元,具有視覺、圖像處理、識(shí)別和測(cè)距等功能的控制單元,以及各種能完成典型操作的機(jī)械裝置。這樣,可利用標(biāo)準(zhǔn)單元迅速開發(fā)出新產(chǎn)品,同時(shí)也可以擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。這需要制定各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn),以便各部件、單元的匹配和接口。由于利益沖突,近期很難制定國(guó)際或國(guó)內(nèi)這方面的標(biāo)準(zhǔn),但可以通過組建一些大企業(yè)逐漸形成。顯然,從電氣產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化帶來的好處可以肯定,無論是對(duì)生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)電一體化單元的企業(yè),還是對(duì)生產(chǎn)機(jī)電一體化產(chǎn)品的企業(yè),規(guī)?;瘜⒔o機(jī)電一體化企業(yè)帶來美好的前程。

        3.3光機(jī)電一體化

        光機(jī)電一體化技術(shù)主要是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、控制技術(shù)和光學(xué)技術(shù)等等,通過不同技術(shù)手段的交叉融合,為這種一體化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)奠定加好的基礎(chǔ)。機(jī)電一體化的快速發(fā)展,能夠推動(dòng)光機(jī)電一體化的實(shí)現(xiàn)。通過這種技術(shù)手段的應(yīng)用,能夠增加技術(shù)創(chuàng)新的價(jià)值,并完善技術(shù)應(yīng)用具有的功能。由此,未來技術(shù)—光機(jī)電一體化,需要多種技術(shù)手段的共同配合,在激化打孔、標(biāo)記和光化學(xué)沉積中,實(shí)現(xiàn)技術(shù)的交叉,并在此基礎(chǔ)上研究光機(jī)器人的制作。

        3.4綠色化

        綠色化發(fā)展趨勢(shì)是機(jī)電一體化未來發(fā)展的重要目標(biāo)。迅速發(fā)展的科技雖然在生活方面給我們帶來了許多便利,但是在生態(tài)環(huán)境方面卻帶來了很大的破壞,例如工業(yè)排放的污水量以及達(dá)到了總排水量的百分之六十,嚴(yán)重違反了我國(guó)制定的可持續(xù)發(fā)展的原則。我相信隨著可持續(xù)發(fā)展理念的進(jìn)一步深化,機(jī)電一體化的綠色發(fā)展目標(biāo)也將進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。

        3.5微型化

        機(jī)電一體化技術(shù)經(jīng)過多年的發(fā)展,已在微型化方面取得了一些客觀的研究成果,然而,與之相關(guān)的產(chǎn)品體積仍然較大。由于微機(jī)型的機(jī)電一體化產(chǎn)品的體積較小,消耗的能源相對(duì)較少,運(yùn)用靈活,因此,利用這些特點(diǎn)可進(jìn)入到很多機(jī)械無法進(jìn)入的微型空間中,方便了精細(xì)化的操作過程。這種微機(jī)型的產(chǎn)品在生物療、軍事和信息等方面都有著非常獨(dú)特的發(fā)展優(yōu)勢(shì)。

        4結(jié)束語

        機(jī)電一體化技術(shù)結(jié)合了技術(shù)和科學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域。這是科研人員無數(shù)日日夜夜辛勤工作的結(jié)果。這也是新時(shí)期社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展到一定程度的必然結(jié)果。機(jī)電一體化對(duì)提高人們的生產(chǎn)和生活水平具有重要意義。

        參考文獻(xiàn):

        [1]王磊,陳明振.煤礦機(jī)電技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀及前景分析[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè),2014,33:52-53.

        [2]郭龍.實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的反思[J].科技視界,2015,12:90.

        [3]馬海明,霍增龍.機(jī)電一體化系統(tǒng)在機(jī)械工程中的實(shí)際應(yīng)用[J].民營(yíng)科技,2018,07:31.

        (作者單位:黑龍江省雞西市正陽煤礦機(jī)電科技術(shù)室)

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