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探讨机电一体化的发展现状及前景

         摘要:随着科技的发展,科技对机械、电子等行业的影响越来越大。随之而诞生的机电一体化技术在其行业得到快速发展,其优点如下:提高工作效率,加强产品质量管理,节约生产成本。本文就机电一体化的技术、应用以及发展趋势进行阐述。

        关键词:机电;一体化;应用;发展趋势
        1 机电一体化技术
        机电一体化技术即结合机械技术、电子技术、信息传感技术等多种技术于一体,将其应用到实际生产中的一种综合性技术[1]。这种优势主要是一方面可以充分发挥机械技术的长处,生产相对应的产品,另一方面采取将微电子技术、机械技术和信息技术有效的结合在一起,促使机械时代的更新换代。机电一体化技术的快速发展,解放了人的双手,加快了生产效率,提高工作精度,优化操作。
        2 机电一体化技术的应用领域
        2.1 数控机床
        数控车床是一种按照事先编制好的加工程序,自动对零件进行加工,是一种高精度、高效率的自动化机床,是一种典型的机电一体化的产物。采用计算机实现数字程序控制机床技术,利用代码形成指令,软件控制,简单人为操作的新型机床。改变控制机床动作的程序就可以达到加工不同零件的目的,并在复杂零件的批量生产中发挥了良好的经济效果。与传统机床相比,节约了人工,提高了效率和产品质量,加快了科技的进步。正是这种优势使得数控机床的市场很宽阔,尽管我国机床数量庞大,但高端的数控机床技术还是依赖于进口,国内市场比例失衡,意味着高端数控机床技术有待提高[2]。
        2.2 全自动汽车生产领域
        自动化技术是人工智能技术与现代自动化技术结合而来,属于机电一体化的应用扩展。数控技术可以使设计及制造的每个步骤能够借助于自动化的有效应用并为设计制造提供安全保障。将数控技术与自动化技术进行融合从而提高设计及制造的高效性和便捷性,从而应用到汽车的机械制造中可以充分发挥其先进的功能,提高效率,节约成本。但是由于该技术对实验操作人员有一定的技术和知识要求,这样才能确保在实际生产中将操作的失误率降到最低,提高生产速度,加快汽车制造业的进程。随着人们的生活水平的不断提高,对生活的要求越来越高,同时对汽车的性能问题更加的关注,这对我国的汽车制造业的发展带来了机遇,同时也面对巨大的挑战。同时机电一体化在汽车行业的运用,能够提高汽车各种性能指标,满足人们的需求,在保证质量的情况下,加快生产速度。例如全自动汽车行驶技术、防抱死系统等等,提高汽车各个环节的协调性[3]。
        2.3 人工智能机器人
        人工智能是计算机科学的分支,能够模拟人的思维过程和智能行为,制造出类似于人脑智能的计算机,代替人工计算复杂的数学公式以及操作繁琐的机械运作。通过代码编程形成软件,最后结合机械技术以及信息传导技术开发出一种能够智能化的机器。智能机器人在工业生产中能够加工精密的仪器,降低误差,提高精确度,为机电一体化的应用开辟了新的领域。
        2.4 机电一体化柔性操作系统
        机电一体化柔性操作系统是在计算机的指引下,将加工对象变换成自动化的系统。原材料在各个机器上进行加工,自动传送,无需人工参与,只需按照程序编程进行即可。在生产中,在性能上能够大批量的生产自动化生产线,可加工形状复杂,工序繁多,且大批量生产,同时节约人工,提高生产加工速度。
        3 机电一体化技术的发展趋势
        3.1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。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[4]。工业的发展使得资源减少,生态环境受到严重污染。绿色化成了时代的趋势,产品的绿色化更成了适应未来发展的一大特色。如果我们把机械产品和制造机械产品的机械装置统称为机械系统,则机电一体化技术的功能可归结为:提高机械系统的性能,完成传统机械系统不能完成的功能;提高机械系统的智能化程度,使人在更舒适的环境中工作;提高机械系统的可回收性;降低机械系统的原材料消耗;降低机械系统的能耗;降低机械系统对环境的污染,可以看出其中至少有3条是和环境保护有关的。
        3.2智能化
        人工智能系统是一个知识处理系统,它包括知识表示、知识利用和知识获取三个基本问题,其最终目标是模拟人的问题求解、推理、学习。人工智能在机电一体化建设中的研究日益得到重视,机器人与数控机床的智能化就是重要应用。“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,模拟人类的智能,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。目前,专家系统、模糊系统、神经网络以及遗传算法是机电一体化产品(系统)实现智能化的四种主要技术,它们各自独立发展又彼此相互渗透。随着制造自动化程度的不断提高,将会出现智能制造系统控制器来模拟人类专家的智能制造活动,并会对制造中出现的问题进行分析、判断、推理、构思和决策[5]。
        3.3模块化
        机电一体化产品和技术可分为机械、电子和软件三大部分。模块化技术是这三者的共同技术。模块化技术可以减少产品的开发和生产成本,提高不同产品间的零部件通用化程度,提高产品的可装配性、可维修性和可扩展性等。融合机械、电子和软件三大部分的机电一体化模块代表了未来产品的发展方向,具有高度自主性、良好协调性和自组织性的特点。总之,模块化设计与制造是机电一体化系统的基本方法和发展趋势。随着微处理器性能价格比的迅速提高和微机械电子(MEMS)技术的飞速发展,各种机电一体化模块将越来越多地出现在市场上。利用这些模块,可以迅速方便地设计和制造出各种新的机电一体化产品。
        4结语
        行业的发展和科技的进步是不可分离的,机电一体化技术是行业发展的基石,同时其他行业的发展也能促进机电一体化技术的不断更新,适合现代化企业的需求,加快科技进步,实现科技与企业共赢。人工智能技术的应用,使得机电一体化需要转型于智能方向,机电一体化技术在数控、汽车等行业的快速发展,使得工业发展趋向于智能化,符合现代企业的发展模式,同时产品的精密性使得对机电一体化技术提出新的挑战。机电一体化的前景很好,是现代工业的技术支持,同时由于工业的需求,使机电一体化技术向智能化发展。
        参考文献:
        [1]王永幸.机电一体化技术的发展与应用[J].山东工业技术,2018(11).
        [2]李锴.机电一体化技术及其应用[J].电子技术与软件工程,2019.
        [3]郑冰松.智能自动化技术在汽车工程中的应用[J].汽车实用技术,2018.
        [4]姜新嘉.浅析机电一体化技术的应用及发展趋势[J].电子制作,2013(08).
        [5]胡家华.机电一体化技术的应用及其发展趋势[J].中国高新技术企业,2011(14):3-4.
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