对机电一体化的进程与智能化发展前景进行分析

对机电一体化的进程与智能化发展前景进行分析

郭珍

浙江省通信产业服务有限公司嘉兴市分公司浙江嘉兴314001

摘要：随着我国经济快速发展，机电事业不断壮大，机电一体化技术的发展并非孤立存在，而是多个过程的统一发展方向。计算机技术的使用是实现机电一体化大发展的关键，而随着科学技术的进一步发展，机械技术将会进一步融合电子技术，更好地满足人们生活和生产的需要。现代科学技术的发展极大地促进了不同学科的交叉渗透，并在工程领域引起了技术改造和革命。本文结合工作经验主要对机电一体化的进程与智能化发展前景进行分析。

关键词：机电工程；一体化；智能；发展前景

一、机电一体化的核心技术

机电一体化包括软件和硬件技术。硬件由机械体，传感器，信息处理单元和驱动单元组成。因此，要加快机电一体化的发展，必须从以下几个方面着手。

1.1机械机构技术。机械体必须从改善性能，降低质量和提高精度等几个方面来考虑。现代机械产品一般以钢铁材料为主。除了结构改进之外，还应考虑使用非金属复合材料。只有当机体重量减小时，才有可能实现驱动系统的小型化，从而提高控制中的快速响应特性，降低能耗，并提高效率。

1.2传感技术。传感器问题关注于提高可靠性，灵敏度和准确性。改善可靠性和防止干扰之间有直接关系。为了避免电气干扰，有使用光缆传感器的趋势。针对外部信息传感器，目前开发非接触式检测技术。

1.3信息处理技术。机电一体化和微电子技术取得了长足的发展，信息处理设备（特别是微型计算机）的普及应用紧密结合。为了进一步开发机电一体化，需要提高信息处理设备的可靠性，包括模数转换设备的可靠性和时分输入输出处理的可靠性，从而提高处理速度并解决抗干扰和标准化问题。

1.4驱动技术。电动机已被广泛采用作为驱动机构，但在快速响应和效率方面仍存在一些问题。目前，正在积极开发内置编码器的电机和控制专用元件传感器电机三单元的伺服驱动单元。

1.5接口技术。为了与计算机通信，数据传输的格式必须标准化和标准化。接口使用相同的标准规格不仅便于信息传输和维护，而且简化了设计。目前，技术人员正在努力开发低成本，高速串行接口，以解决需要大容量，小型化和标准化的非接触信号电缆，光纤和光开关的问题。

1.6软件技术。软件和硬件必须协同发展。为降低软件开发成本，提高生产和维护效率，必须逐步实施软件标准化，包括程序标准化，程序模块化，软件程序凝固，软件工程实施。

二、机电一体化的发展方向

机电一体化是机械，微电子，控制，计算机和信息处理等多学科的融合。其发展和进展取决于相关技术的进步和发展。其主要发展方向是数字化，智能化，模块化和网络化。和绿色。

2.1数字化。微控制器及其发展为机电产品数字化奠定了基础，如数控机床和机器人的发展；计算机网络的迅速崛起为数字化设计与制造铺平了道路，如虚拟设计，计算机集成制造等。数字化要求机电一体化产品软件具有可靠性高，操作简单，可维护性强，自诊断能力强，人机界面友好等特点。数字化实施将有利于远程操作，诊断和维修。

2.2智能化。也就是说，机电产品需要具备一定的智能性，使其具有相似的逻辑思维能力，判断力和推理能力，以及独立的决策能力。例如，在数控机床上增加人机对话功能，建立智能I/O接口和智能技术数据库将为使用，操作和维护带来很大的便利。随着人工智能技术如模糊控制，神经网络，灰色理论，小波理论，混沌与分岔等的发展和进步，为机电一体化技术的发展开辟了广阔的天地。

2.3模块化。由于机电一体化产品类型和制造商的多样化，具有标准机械接口，电源接口和环境接口的机电一体化产品单元模块的开发和开发是一项复杂而有前途的任务。如开发一套减速，变频调速电机一体化动力驱动机组；具有视觉，图像处理，识别和测距功能，如电机控制单元。这样，在产品开发和设计中，这些标准模块化单元就可以用来快速开发新产品。

2.4网络化。由于互联网的普及，各种基于网络的远程控制和监测技术处于上风。终端设备本身的遥控器是一种机电一体化产品。现场总线和局域网技术使联网家电成为可能。家庭网络用于将各种家用电器连接成以计算机为中心的与计算机集成的家用电器系统。家庭可以充分享受各种高科技带来的好处，因此，机电一体化产品无疑应该朝网络方向发展。

2.5绿色化。科学技术的发展给人们的生活带来了巨大的变化随着材料的丰富，它也带来了资源减少和生态环境恶化的后果。因此，人们呼吁保护环境，回归自然，实现可持续发展。这种声音产生了绿色产品的概念。绿色产品是指能耗低，材料消耗低，污染少，舒适，协调，可再生的产品。其设计，制造，使用和销毁应符合环保和人体健康的要求。机电一体化产品的绿色化主要是指使用时不会污染生态环境，产品在使用寿命结束后可以分解回收利用。

三、机电一体化技术的主要应用领域

3.1数控机床。经过40多年的发展，数控机床及相应的数控技术在结构，功能，操作，控制精度等方面得到迅速提高。它们体现在：1.总线型，模块化和紧凑型结构，即使用多个CPU，多主总线架构2.开放式设计，即硬件架构和功能模块层次化，兼容性强，符合接口标准，最大限度地提高用户的使用效率。3，WOP技术和智能。该系统可以提供面向车间的编程技术，实现二维加工过程的动态仿真，并引入了在线诊断和模糊控制等智能机制。4.大容量存储器的应用和软件的模块化设计不仅丰富了数控功能，而且增强了数控系统的控制功能。5，可以实现多工序，多工位的控制，即有机床完成一些独立的加工任务或控制多工位和多工位机床的能力，以及工具损坏检测，物料搬运，机器人控制和其他控件集成到系统中去。6.系统的多级网络功能增强了系统组合和组成复杂处理系统的能力。7.采用单板和单片微机作为控制机，配以专用芯片和模板，形成小型数控设备。

3.2计算机集成制造系统（CIMS）。CIMS的实施不是现有分散系统的简单组合，而是全球动态最优综合。打破现有部门的界限，以制造为骨干，控制“物流”和“信息流”，实现业务决策，产品开发，生产准备，生产实验，生产经营管理的有机结合。企业整合程度的提高可以更好地优化各种生产要素的配置，更充分地实现各种生产要素的潜力。

四、柔性制造系统（FMS）

灵活的制造系统是一个计算机化的制造系统，主要由计算机，数控机床，机器人，材料托盘，自动搬运车和自动化仓库组成。它可以随机地，实时地，按照装配部门的要求，在其能力范围内生产任何工件，特别适用于批量生产多品种，中小批量尺寸的离散零件，以及频繁的设计变化。

五、结论

无论是在国内还是在国外，机电一体化智能控制系统的研究都在现代机械和典型机械领域深入研究。与传统的控制方式相比，智能控制系统具有更大的灵活性和灵活性，优点突出，实用性强。基于微处理器的智能控制系统在微电子技术，精密机械技术和信息技术等领域展现了更广阔的发展前景和更有利的发展空间。

参考文献：

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