【機電一體化技術的發(fā)展分析7200字（論文）】

PAGEPAGEPAGE11機電一體化技術的發(fā)展研究目錄TOC\o"1-4"\u1機電一體化技術的概述 11.1機電一體化概念 11.2機電一體化技術的發(fā)展現(xiàn)狀 12機電一體化關鍵技術 22.1機械技術 22.2自動控制技術 22.3傳感檢測技術 22.4伺服傳動技術 33機電一體化技術的運用 43.1機電一體化在節(jié)能設備中的應用 43.2機電一體化在監(jiān)控中的應用 53.3機械自動化作業(yè)中的應用 53.4在現(xiàn)代機械制造業(yè)中的應用 63.4.1在機床改造中的應用 73.4.2在機械包裝中的應用 73.5在飲料行業(yè)中的應用 73.6在鋼鐵企業(yè)中的應用 73.7汽車領域應用 84提高工程機械中機電一體化技術應用的措施 94.1設備損失的有效控制 94.2推進自動化技術的不斷優(yōu)化 94.3加強機電一體化系統(tǒng)的整體優(yōu)化 95機電一體化技術的發(fā)展趨勢 115.1數(shù)字化 115.2智能化 115.3集成化 11結論 12參考文獻 131.1機電一體化概念機電一體化又叫機械和電子技術。它是機械工程和自動化技術相結合的產(chǎn)物。機電一體化技術不能脫離機械工程技術作為載體，也不能脫離自動化技術來升華它。雖然與機電一體化技術相結合的技術類型比較明確，但該技術涵蓋的領域非常廣泛。除了依靠機械工程技術和自動化技術之外，計算機技術和電子信息技術必須結合起來才能達到真正的自動化目的。近年來，我國有關人工智能的研究開始增多，出現(xiàn)了許多相關的研究成果。所以，機電一體化技術的有必要與人工智能技術進行結合，實現(xiàn)共同發(fā)展。1.2機電一體化技術的發(fā)展現(xiàn)狀自1960年以后，機電一體化技術已經(jīng)逐漸向著自動化的發(fā)展方向去發(fā)展。這種小規(guī)模只能實現(xiàn)人力資源的合理利用，提高其經(jīng)濟效益。在實際制造過程當中，機電一體化技術的出現(xiàn)也給工業(yè)的發(fā)展帶來了很大的便利。當前，我國正致力于光纖以及人工智能的集合研究，這也是機電技術發(fā)展的必然趨勢。隨著科技水平的提高，機電一體化技術已經(jīng)廣泛應用于各個領域，機電一體化技術的智能化和自動化水平也有了很大提高。在日常生活中，機電一體化的應用也非常廣闊，包括微波爐、電視、洗衣機等。機電一體化技術主要用于工廠或者企業(yè)的自動化設備的生產(chǎn)以及應用。2.1機械技術機械技術是機電一體化技術的核心。機械技術發(fā)展重心主要是為了完善機電一體化技術。運用其他高科技最新概念，來實現(xiàn)結構、材料與性能的變化，以減輕重量、減少體積、提高準確性、增加剛度并提高性能。在利用機電一體化系統(tǒng)進行機械制造的過程當中，要基于機械理論以及計算機輔助技術和人工智能技術，開拓更高級的機械制造技術。2.2自動控制技術在控制理論基礎上，實施系統(tǒng)設計，之后的系統(tǒng)仿真，當場調(diào)節(jié)，控制技術，如檢索、復制、高精度定位控制、自適應控制、速度控制等。2.3傳感檢測技術傳感器檢測技術，是系統(tǒng)的傳感機理，是自動控制和調(diào)節(jié)的重要方面。它越強大，系統(tǒng)就越自動化?，F(xiàn)代工程需要傳感器，快速準確地捕獲信息，并承受惡劣環(huán)境中的檢驗，它是保持高水準機電一體化系統(tǒng)的保障，如圖2-1。圖2-1機電一體化系統(tǒng)結構框圖傳感器是一種用于獲取外界信息的關鍵器件，能夠接受事物傳遞過來的信息，并將感應到的信息轉(zhuǎn)換成實際的電子信號的一種設備，它一般會用于信息傳遞以及加工等方面。傳感器是機電一體化系統(tǒng)中的關鍵器件，其發(fā)展能夠帶動機電一體化的發(fā)展。20世紀以后，傳感器技術已經(jīng)被普遍用于我國的工業(yè)生產(chǎn)，對于工業(yè)發(fā)展有著很好的促進作用，圖2-2為機電一體化系統(tǒng)小車。由于傳感器技術的不斷升級，實現(xiàn)了信息技術和通信技術的相互融合，使得機電一體化系統(tǒng)被應用的范圍更加廣闊，能夠造福于我國的各行各業(yè)。圖2-2機電一體化系統(tǒng)小車2.4伺服傳動技術包含電動、氣動、液壓傳動設備在內(nèi)，伺服系統(tǒng)是一種轉(zhuǎn)換裝置和元件，實現(xiàn)機械動作的電信號，動態(tài)性能的控制系統(tǒng)，質(zhì)量與功能起到非常大的作用。3.1機電一體化在節(jié)能設備中的應用從2011年到2030年，各種建筑工地仍將增加。人與地球之間的矛盾將永遠存在。我認為要緩解和解決它，我們必須從兩個方面考慮。一是密切監(jiān)測人口規(guī)模，努力提高我國的人口素質(zhì)；在土壤資源嚴重缺乏的情況下，最直接的解決土地緊缺問題的辦法是減少人口，以此來增加人均面積。提高人口素質(zhì)可以有效控制人口，由于城市人口素質(zhì)的提高，我國出生率普遍高于農(nóng)村。人口素質(zhì)主要由兩個因素構成：體育素質(zhì)和教育質(zhì)量。我認為，要緩解當?shù)氐膲毫?，就要顯著提高人均受教育年限，提高人口素質(zhì)，增加農(nóng)村教育資源，提高農(nóng)村人口受教育水平。來源。二是提高城鎮(zhèn)土地利用率，提高耕地單產(chǎn)，集約經(jīng)濟開發(fā)利用土地。城市土地資源管理是土地管理的重要組成部分。因此，只有加強節(jié)約集約用地政策，提高城市土地利用效率，才能有效解決人地矛盾。城市土地利用有兩種方式：粗放型和集約型。粗放型生產(chǎn)力低下，主要是通過增加土地數(shù)量來滿足城市發(fā)展對土地的需求。它不適用于我國土地資源短缺的現(xiàn)狀。集約用地是以科技進步為主，增加單位土地資本和勞動力投入，滿足城市建設需要的一種土地需求。在不增加新增用地的前提下，通過城市土地整理增加城市建設用地供應是完全可能的。城市政府應當組織舊城區(qū)的土地整理工作，有計劃、有步驟地實施舊城區(qū)改造，提高土地利用集約化程度，鼓勵舊城區(qū)通過稅收、信貸和其他方式進行土地再開發(fā)。以及其他政策傾向和利益機制，以隱含的方式激活建設用地存量。在這方面，要認真控制建設用地增量，積極盤活存量，把儲蓄放在首位，著力盤活存量；新開工項目必須首先利用現(xiàn)有在建土地，認真控制占用耕地、林地、草地和濕地。三是，我國城市建設在節(jié)約土地方面具有巨大潛力。例如，正確提高工業(yè)建筑面積比；適當提高公共建筑密度，兼顧節(jié)能和土地利用；根據(jù)居住環(huán)境合理確定居住建筑密度和面積比；而推進建材創(chuàng)新不僅要延伸到城市發(fā)展的周邊地區(qū)；節(jié)約農(nóng)業(yè)用地也可以解決新的建筑用地。許多村鎮(zhèn)分散無序，新舊房屋都占用土地。節(jié)約土地的主要潛力在于協(xié)調(diào)城鄉(xiāng)空間布局，促進農(nóng)村土地集約利用。從實際看，要按照生產(chǎn)好、生活好的原則，城鄉(xiāng)結合，減少自然村，建議農(nóng)民建立相對集中的住房，結合舊村改造，逐步留下一部分占用土地。在農(nóng)業(yè)面積難以擴大的情況下，除了提高城市利用率和經(jīng)濟集約發(fā)展、土地利用率外，還應積極提高單位耕地產(chǎn)量，提高利用率。3.2機電一體化在監(jiān)控中的應用機械加工過程的傳感監(jiān)測技術:機械在加工的過程中，需要監(jiān)測的地方有很多。在加工以前要對坯件以及加工設備等各種環(huán)節(jié)進行全面檢查，從而使整個加工過程能夠順利進行，比如對坯件的夾持方位進行調(diào)整與判斷，保證夾緊力的大小要適中，在對工件加工完之后，要對其進行詳細測量，確保工件的合格與完整，如對產(chǎn)品尺寸的大小、粗糙程度，形狀以及位置公差的測量，包括對圓度、同軸度的測量情況等。這些檢測最好實施自動檢測程序，而且將檢測到的結果順利輸入到下一道程序供選用;在產(chǎn)品的加工過程中為了保證合格率，對加工條件的要求極為嚴格，因而，對加工過程中對諸如切削速度、切削力、溫度、壓力等參數(shù)來進行自動檢測與調(diào)整，從而使產(chǎn)品加工的過程處于較好狀態(tài)。為了在機械運作出現(xiàn)的異常能夠及時得到解決，這時候就需要監(jiān)控功能起到作用，它是工程機械在實際運作中不可或缺的重要部分之一。建立遠程監(jiān)控系統(tǒng)，對整個施工機械的運行狀態(tài)進行監(jiān)控。它由發(fā)電機和傳動系統(tǒng)的許多部分組成。在機械操作過程中，如果監(jiān)測到設備的異常情況，可以進行自診斷。當監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)異常時，會向技術人員報警。技術人員接到異常報警后，對異常情況進行檢查解決，并對異常情況進行修復，使其能快速正常工作。機械設備經(jīng)過機電一體化和監(jiān)控的應用，可以有效減少故障次數(shù)，降低維修機械的成本，穩(wěn)定設備運行，減少資金投入，提高機械的整體運行水平。3.3機械自動化作業(yè)中的應用將機電一體化技術融入到工業(yè)機器人相關領域的過程當中，主要進行3個階段的劃分，能實現(xiàn)對各個工作環(huán)節(jié)的完善、優(yōu)化等，在該領域具有著非常大的應用價值。如圖2.1機械自動化手臂。圖3-1多自由度仿人臂機器人在初步引入技術時，需要讓機器人根據(jù)相應的技術指示來實現(xiàn)動作、操作的完成，并實現(xiàn)重復性的運用，使其可以對周邊的工作、對象逐漸熟悉，使得其本身的靈活性、適應性得到不斷的提升，實現(xiàn)最大化的開發(fā)。第二，以第一階段為基礎，讓機器人所具有的傳感元件變得更加先進，進一步優(yōu)化敏感度，通過在技術上的一些簡單操作，來對工作環(huán)境方面的一些信息進行獲取，并進一步作出相應的整理、分析，在最終的判斷上也非常準確。而在這之后，就可以進行相應的信息反饋，傳達到動作上，對動作進行相應的控制，實現(xiàn)技術的自動化。第三，應該巧妙地借助該技術，推動機器人朝著智能化的方向更好發(fā)展，不僅提升敏感程度，對于環(huán)境所具有的適應能力也應得到大幅度的提升，使得應用價值得到更好的展現(xiàn)。如今，在人們生活之中，自動化和智能化的程度越來越深，把機械的運行變成自動化也是當前工程發(fā)展和發(fā)展的一個目標。將機電一體化技術應用于傳統(tǒng)機械設備中，有利于提高自動化水平，可以實現(xiàn)半自動化操作。實現(xiàn)了這一目標，與傳統(tǒng)的手工操作相比，生產(chǎn)效率得到了提高，效果良好。它不僅降低了人力資本，而且降低了熟練工人的勞動強度，降低了發(fā)生安全事故的概率。3.4在現(xiàn)代機械制造業(yè)中的應用在現(xiàn)代機器制造應用中，傳統(tǒng)的機器制造基于規(guī)模經(jīng)濟。它依靠公司規(guī)模、生產(chǎn)批次、商品結構與可重復性，來取得競爭優(yōu)勢。它強調(diào)以低成本有效利用資源與獲取資源。其生產(chǎn)利潤是在機器更換人力的基礎上，更換人類技能獲得。超前的機械制造是一種新型的信息機械制造，利用超前的生產(chǎn)方法，超前的制造系統(tǒng)，超前的制造技術與超前的組織管理。它的特點是虛擬化、全球化、智能化等?，F(xiàn)代制造業(yè)是電子科學與計算機技術相結合，結合現(xiàn)代科學技術發(fā)展。將制造技術推向一個新的水準。多年來，在制造工程領域，出現(xiàn)了并行工程、虛擬制造，、柔性制造、計算機數(shù)控等新技術。3.4.1在機床改造中的應用數(shù)控機床是機械工程中最關鍵的機械設備之一。它在機械工程中有非常廣泛的應用。數(shù)控機床本身對產(chǎn)品加工精度有較高的要求。如果機床模具出現(xiàn)偏差，產(chǎn)品質(zhì)量將受到很大程度的不利影響。將機電一體化技術應用到機械工程中，可以顯著提高機床加工精度，同時可以進一步提高機床加工速度，使機床朝著更加智能化的方向發(fā)展。通過機電一體化技術的應用，可以改變機床的內(nèi)部結構，降低工作臺和機床床身上刀具運行軌跡的偏差值，從而進一步提高產(chǎn)品質(zhì)量。同時，在機床的實際應用過程中，相關數(shù)據(jù)信息也可以通過計算機技術自動處理。由于計算機中有很多DPS芯片，計算機技術的應用可以進一步提高機床的抗干擾性能，從而有效提高機械工程的生產(chǎn)率，促進企業(yè)經(jīng)濟效益的良好發(fā)展。3.4.2在機械包裝中的應用包裝機械是機械工程中常見的機械類型。這種機器廣泛用于包裝生產(chǎn)。包裝機械本身具有非常復雜的結構。在這些結構中，最復雜的結構是控制連桿和凸輪結構。因此，一旦這兩個復雜的部件出現(xiàn)故障，就很難修復它們。將機電一體化技術應用于機械工程中的包裝機械，可以有效解決包裝機械維修難的問題。在機電一體化的實際應用過程中，包裝機械設備系統(tǒng)可以模塊化，同時包裝機械可以實現(xiàn)從產(chǎn)品實際生產(chǎn)到設備維護的全過程智能化操作，不僅可以進一步優(yōu)化包裝機械的運行，還可以顯著提高生產(chǎn)效率，進一步降低包裝機械的維護成本。3.5在飲料行業(yè)中的應用機電一體化技術是世界上發(fā)展最快，最有前途的一樣技術。機電一體化技術在食品和飲料包裝機械開發(fā)、設計等方面的應用。不僅可以顯著提高機器自動化水準，還能提高整個包裝線的自動化控制水準。它比傳統(tǒng)設備的機械控制更具競爭力。能夠大大提高食品和飲料包裝制造設備的質(zhì)量，增強其在國內(nèi)外的競爭力。3.6在鋼鐵企業(yè)中的應用計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS）管理鋼鐵公司的人員和生產(chǎn)、生產(chǎn)經(jīng)營與過程控制相結合，整合從原材料到工廠、生產(chǎn)加工、產(chǎn)品交付的整套生產(chǎn)流程的一體化控制。能夠很好的提高公司運行的效率，并且增加產(chǎn)品的質(zhì)量等。3.7汽車領域應用機電一體化技術也普遍應用于汽車有關領域，如雷達測距、防抱死制動系統(tǒng)和變速箱等。激光測距系統(tǒng)，是現(xiàn)代汽車的標準功能之一。它檢測汽車前面的障礙物，為汽車供應安全的駕駛環(huán)境。當車輛前面有障礙物的時候，機電式激光測距雷達，能夠分析前方物體的形狀與位置，還能動態(tài)追蹤方位，為駕駛判斷提供依據(jù)。如果駕駛員正常操作，雷達將自動變更物體的實時狀況。如果駕駛員響應不當，汽車將啟動自動報警系統(tǒng)，來提示駕駛員再次響應。這個完整的系統(tǒng)，能夠很好的保障駕駛汽車的安全性。前輪上方的防抱死系統(tǒng)，可與制動器一起使用，以限制后輪打滑，并減少駕駛風險。詳細過程是傳感器首先檢測有關信息，接著將其發(fā)送到控制端，控制器進行計算、分析與反應，從而有效調(diào)整功率結構，防止鎖定。很明顯，這項技術能夠加強汽車的穩(wěn)定性與安全性。機電一體化技術運用到工程機械的運行過程當中，能夠讓工程機械的施工更加的高效、快速。為了提高機電一體化技術在工程機械中的應用范圍，可以從以下幾個方面進行研究。4.1設備損失的有效控制機械設備對于輔助工程項目的建設非常的重要。傳統(tǒng)設備在使用過程中總會出現(xiàn)各式各樣的問題，不符合人民的生產(chǎn)要求。所以建筑機械設備的應用必須與市場進步的腳步相一致，這樣才能夠提高節(jié)能技術的研發(fā)速度，通過工程機械的合理使用，可以大大提高能源的利用效率，減少環(huán)境污染，增加經(jīng)濟收入，所以這也是今后我國建設機械的主要發(fā)展方向。4.2推進自動化技術的不斷優(yōu)化機電一體化技術廣泛應用于工程機械，并發(fā)揮著積極作用。但我們也需要知道，隨著生產(chǎn)建設規(guī)模的不斷擴大，對建設的要求也越來越高。機電一體化技術要想提高效率，就必須在自動化技術上不斷創(chuàng)新，進一步提升能力，更好地適應時代。展望未來，我們必須邁向全自動化技術的發(fā)展方向，進一步減少基礎管理，在投資于人的前提下，以最低的投入實現(xiàn)最大的價值。機電一體化技術的應用也將在緊急情況下發(fā)揮重要作用。隨著建筑物規(guī)模的不斷擴大和發(fā)展要求的提高，機電一體化技術必須不斷加大新技術的現(xiàn)代化力度，以進一步提高靈敏度，更好地降低整體影響，尤其是在處理現(xiàn)場緊急情況和急救等方面，明確工藝對工程建設的影響。例如，可以構建自動化操作系統(tǒng)，傳感器可以借助光學技術進一步增強靈敏度測試，不斷提高設備的精度，全面提升該技術的應用效果。4.3加強機電一體化系統(tǒng)的整體優(yōu)化機電一體化的發(fā)展也從可持續(xù)戰(zhàn)略發(fā)展和經(jīng)濟的不斷轉(zhuǎn)型發(fā)展的角度，注重機電技術和機電設備的不斷發(fā)展，有效地提高了整體運行效率。一般來說，許多機器設備在運行時在不同的區(qū)域執(zhí)行不同的功能，因此不僅要掌握每臺機械設備的運行情況，還要監(jiān)控整體的安全和質(zhì)量。因此，有必要加強統(tǒng)籌規(guī)劃，建立健全系統(tǒng)的分布式管理，保證機械設備和子系統(tǒng)的有序運行，在每個連接處實施自動控制和分析，建立相關的替代方案來保障實施。對精密機械工程等方面的要求自然提高了，從而確保工程機械的正常運行。因此，需要進一步加強對傳感器和光學技術的深入研究，加大科技投入，全面提升機器集成技術，不斷優(yōu)化創(chuàng)新。5.1數(shù)字化微控制器的進步為機電產(chǎn)品的數(shù)字化奠定了基礎，如數(shù)控機床和機器人的不斷發(fā)展，計算機網(wǎng)絡的飛速發(fā)展使數(shù)字化設計與制造，如虛擬設計、計算機集成制造、更方便。數(shù)字化需要機電一體化軟件。友好的人機界面，維護方便，操作簡單，可靠性高。數(shù)字化實現(xiàn)便于遠程操作、診斷和維修。5.2智能化智能化是21世紀機電一體化技術發(fā)展的重要方向。在機電一體化領域，機器人和數(shù)控機床的智能化是一個重要的應用。機電一體化技術與當今尖端科學技術的結合，無疑將推動向更加智能化的方向發(fā)展。在控制理論的基本方向上，機電一體化技術中實現(xiàn)的機器控制技術較為傳統(tǒng)，有待進一步發(fā)展。在智能化的今天，智能機電一體化技術正在逐步形成。與常規(guī)機電一體化技術相比，智能機電一體化技術融合了人工智能、計算機科學等多種技術，呈現(xiàn)出非常高的智能化特征。5.3集成化集成包括不同技術的相互滲透和集成，以及不同產(chǎn)品結構的優(yōu)化和重構。它包括各種制造過程，如機械加工、裝配和管理。系統(tǒng)需要更加靈活，以實現(xiàn)小批量、多品種生產(chǎn)的自動化和高效率。首先，可以將系統(tǒng)分成幾個層次，分解系統(tǒng)的功能，調(diào)整其組件以使其安全運行，然后使用軟件和硬件將每一層集成起來，以優(yōu)化性能和功能。結論機電一體化的產(chǎn)生并非孤立的。它是許多科學和技術發(fā)展的結果，是隨著時間的推移，社會生產(chǎn)力的產(chǎn)物。