本站原创摘 要：机电一体化又称机械电子学,是在机构的主功能动力功能信息处理功能和控制功能上引进了电子技术,并将机械装置电子设备以及软件等有机地结合起来构成的系统的总称,在当今社会,机电一体化主要应用于石油化工等重工业领域,该技术的发展,为工业的发展提供了便利,为此,本文简述了机电一体化技术的基本概况和应用领域,分析了机电一体化技术的优点和发展趋势.
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机电一体化发展至今已经成为一门有着自身体系的新型学科,随着科学技术的不断发展,还将被赋予新的内容,其基本特征可概括为机电一体化是从系统的观点出发,综合运用机械技术微电子、技术自动控制技术、计算机技术信息技术、传感测控技术、电力电子技术、接口技术信息变换技术以及软件编程技术等群体技术.根据系统功能目标和优化组织结构目标,合理配置与布局各功能单元,在多功能高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值,并使整个系统最优化的系统工程技术.
一、机电一体化基本结构要素
1.机械本体部分
机械本体就像人体的身躯骨架,它是系统所有功能元素的机械支持结构,包括机身框架机械连接等.它是机电一体化要素中最基本的部分.
2.动力部分
动力部分与人体内脏产生能量去维持生命运动是一样的道理,它是为系统提供能量和动力功能驱动执行的机构,使系统按照控制要求得以正常运行,是机带你一体化结构中不可或缺的部分.
3.传感部分
传感部分就像人的眼鼻耳口等感觉器官,将系统运行中所需要的本身和外界环境的各种参数及状态进行检测变成可识别的信号,然后传输到信息处理单元,经过分析处理后产生相应的控制信息,其功能一般由专门的传感器和仪器仪表来共同完成.
4.驱动部分
驱动部分就像人体的肌肋腱一样,要接受大脑指挥,驱动四肢运动,在控制信息作用下驱动执行机构完成各种动作和功能.
5.执行部分
执行部分如同人的四肢,由大脑支配完成各项工作任务一样,根据控制信息和指令完成各种动作和功能,执行机构是运动部件,一般采用机械电磁电液等构成.
6.控制及信息处理部分
控制及信息处理部分,犹如人的大脑,指挥和控制全身运动,并能记忆思考和判断问题一样,将来自各传感器的检测信息集中存储分析加工,并根据信息处理的结果按照一定的程序和节奏发出相应的指令,控制整个系统有目的的运行,它一般由计算机可编程序控制器数控装置以及逻辑电路A/D与D/A转换I/O输入输出接口和计算机外部设备等组成.
二、机电一体化的发展趋势
机电一体化是近几年才出现的一门新科学、新技术,但它却必将是当前世界技术发展的必然趋势.因为在当今社会,随着科学技术的不断发展,高新技术的发展越来越受国家、社会和企业的关注与重视,机电一体化程度的高低,一定程度上代表的是一个国家科技实力的水平,一个企业机电一体化的运用程度,也从一个侧面反映了该企业自主创新能力的高低,该技术的使用,不仅能够提高企业的经济效益,而且能够增强企业的核心竞争力,让企业在激烈的市场竞争中立于不败之地,众所周知,当今社会国际竞争的实质,是以经济和科技为核心的综合国力的较量,所有,提高国家综合国力,发展科技,是每个国家义不容辞的,在这样的情况下,一定程度上代表着技术发展水平的机电一体化技术,将会越来越受到国家和社会的青睐,所以,机电一体化技术的未来市场将呈现一片欣欣向荣的景象.
三、机电一体化技术的优点
1.安全性高
机电一体化产品一般都具有自动监视、报警、自动诊断、自动保护等功能.在工作过程中,遇到过载、过压、过流、短路等电力故障时,能自动采取保护措施,避免和减少人身和设备事故,显著提高设备的使用安全性.
2.生产能力高
机电一体化产品大都具有信息自动处理和自动控制功能,其控制和检测的灵敏度、精度以及范围都有很大程度的提高,通过自动控制系统可精确地保证机械的执行机构按照设计的要求完成预定的动作,使之不受机械操作者主观因素的影响,从而实现最佳操作,保证最佳的工作质量和产品的合格率.同时,由于机电一体化产品实现了工作的自动化,使得生产能力大大提高.
3.使用性能高
机电一体化产品普遍采用程序控制和数字显示,操作按钮和手柄数量显著减少,使得操作大大简化并且方便、简单.机电一体化产品的工作过程根据预设的程序逐步由电子控制系统指挥实现,系统可重复实现全部动作.高级的机电一体化产品可通过被控对象的数学模型以及外界参数的变化随机自寻最佳工作程序,实现自动最优化操作.
4.适用面广
机电一体化产品跳出了机电产品的单一技术和单一功能限制,具有复合技术和复合功能,使产品的功能水平和自动化程度大大提高.机电一体化产品一般具有自动化控制、自动补偿、自动校验、自动调节、自动保护和智能化等多种功能,能应用于不同的场合和不同领域,满足用户需求的应变能力较强.
四、机电一体化的应用领域
1.重工业领域
在目前,机电一体化技术目前越来越广泛被采用于钢铁、电力、石油化工、采矿冶金、汽车、造船、航空工程等行业中,相对来说,主要是应用于重工业领域,无论是国有企业,还是私营企业,在生产过程中都会采用机电一体化来提高企业的经济效益.
2.数控机床
数控机床及相应的数控技术经过40年的发展,在结构、功能、操作和控制精度上都有迅速提高,具体表现在：总线式、模块化、紧凑型的结构,即采用多CPU、多主总线的体系结构.开放性设计,即硬件体系结构和功能模块具有层次性、兼容性、符合接口标准,能最大限度地提高用户的使用效益.WOP技术和智能化.
系统能提供面向车间的编程技术和实现二、三维加工过程的动态仿真,并引入在线诊断、模糊控制等智能机制.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,同时也加强了CNC系统的控制功能.能实现多过程、多通道控制,即具有一台机床同时完成多个独立加工任务或控制多台和多种机床的能力,并将刀具破损检测、物料搬运、机械手等控制都集成到系统中.