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行業(yè)資訊
探討機電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀及前景

         摘要:隨著科技的發(fā)展,科技對機械、電子等行業(yè)的影響越來越大。隨之而誕生的機電一體化技術(shù)在其行業(yè)得到快速發(fā)展,其優(yōu)點如下:提高工作效率,加強產(chǎn)品質(zhì)量管理,節(jié)約生產(chǎn)成本。本文就機電一體化的技術(shù)、應(yīng)用以及發(fā)展趨勢進(jìn)行闡述。

        關(guān)鍵詞:機電;一體化;應(yīng)用;發(fā)展趨勢
        1 機電一體化技術(shù)
        機電一體化技術(shù)即結(jié)合機械技術(shù)、電子技術(shù)、信息傳感技術(shù)等多種技術(shù)于一體,將其應(yīng)用到實際生產(chǎn)中的一種綜合性技術(shù)[1]。這種優(yōu)勢主要是一方面可以充分發(fā)揮機械技術(shù)的長處,生產(chǎn)相對應(yīng)的產(chǎn)品,另一方面采取將微電子技術(shù)、機械技術(shù)和信息技術(shù)有效的結(jié)合在一起,促使機械時代的更新?lián)Q代。機電一體化技術(shù)的快速發(fā)展,解放了人的雙手,加快了生產(chǎn)效率,提高工作精度,優(yōu)化操作。
        2 機電一體化技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域
        2.1 數(shù)控機床
        數(shù)控車床是一種按照事先編制好的加工程序,自動對零件進(jìn)行加工,是一種高精度、高效率的自動化機床,是一種典型的機電一體化的產(chǎn)物。采用計算機實現(xiàn)數(shù)字程序控制機床技術(shù),利用代碼形成指令,軟件控制,簡單人為操作的新型機床。改變控制機床動作的程序就可以達(dá)到加工不同零件的目的,并在復(fù)雜零件的批量生產(chǎn)中發(fā)揮了良好的經(jīng)濟效果。與傳統(tǒng)機床相比,節(jié)約了人工,提高了效率和產(chǎn)品質(zhì)量,加快了科技的進(jìn)步。正是這種優(yōu)勢使得數(shù)控機床的市場很寬闊,盡管我國機床數(shù)量龐大,但高端的數(shù)控機床技術(shù)還是依賴于進(jìn)口,國內(nèi)市場比例失衡,意味著高端數(shù)控機床技術(shù)有待提高[2]。
        2.2 全自動汽車生產(chǎn)領(lǐng)域
        自動化技術(shù)是人工智能技術(shù)與現(xiàn)代自動化技術(shù)結(jié)合而來,屬于機電一體化的應(yīng)用擴展。數(shù)控技術(shù)可以使設(shè)計及制造的每個步驟能夠借助于自動化的有效應(yīng)用并為設(shè)計制造提供安全保障。將數(shù)控技術(shù)與自動化技術(shù)進(jìn)行融合從而提高設(shè)計及制造的高效性和便捷性,從而應(yīng)用到汽車的機械制造中可以充分發(fā)揮其先進(jìn)的功能,提高效率,節(jié)約成本。但是由于該技術(shù)對實驗操作人員有一定的技術(shù)和知識要求,這樣才能確保在實際生產(chǎn)中將操作的失誤率降到最低,提高生產(chǎn)速度,加快汽車制造業(yè)的進(jìn)程。隨著人們的生活水平的不斷提高,對生活的要求越來越高,同時對汽車的性能問題更加的關(guān)注,這對我國的汽車制造業(yè)的發(fā)展帶來了機遇,同時也面對巨大的挑戰(zhàn)。同時機電一體化在汽車行業(yè)的運用,能夠提高汽車各種性能指標(biāo),滿足人們的需求,在保證質(zhì)量的情況下,加快生產(chǎn)速度。例如全自動汽車行駛技術(shù)、防抱死系統(tǒng)等等,提高汽車各個環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)性[3]。
        2.3 人工智能機器人
        人工智能是計算機科學(xué)的分支,能夠模擬人的思維過程和智能行為,制造出類似于人腦智能的計算機,代替人工計算復(fù)雜的數(shù)學(xué)公式以及操作繁瑣的機械運作。通過代碼編程形成軟件,最后結(jié)合機械技術(shù)以及信息傳導(dǎo)技術(shù)開發(fā)出一種能夠智能化的機器。智能機器人在工業(yè)生產(chǎn)中能夠加工精密的儀器,降低誤差,提高精確度,為機電一體化的應(yīng)用開辟了新的領(lǐng)域。
        2.4 機電一體化柔性操作系統(tǒng)
        機電一體化柔性操作系統(tǒng)是在計算機的指引下,將加工對象變換成自動化的系統(tǒng)。原材料在各個機器上進(jìn)行加工,自動傳送,無需人工參與,只需按照程序編程進(jìn)行即可。在生產(chǎn)中,在性能上能夠大批量的生產(chǎn)自動化生產(chǎn)線,可加工形狀復(fù)雜,工序繁多,且大批量生產(chǎn),同時節(jié)約人工,提高生產(chǎn)加工速度。
        3 機電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢
        3.1綠色化
        工業(yè)的發(fā)達(dá)給人們生活帶來了巨大變化:一方面物質(zhì)豐富,生活舒適;另一方面資源減少,生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重污染。于是人們呼吁保護(hù)環(huán)境資源,回歸自然。綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲下應(yīng)運而生,綠色化是時代的趨勢。綠色產(chǎn)品在其設(shè)計、制造、使用和銷毀的生命過程中,符合特定的環(huán)境保護(hù)和人類健康的要求,對生態(tài)環(huán)境無害或危害極少,資源利用率極高。機電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指使用時不污染生態(tài)環(huán)境,報廢后能回收利用[4]。工業(yè)的發(fā)展使得資源減少,生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重污染。綠色化成了時代的趨勢,產(chǎn)品的綠色化更成了適應(yīng)未來發(fā)展的一大特色。如果我們把機械產(chǎn)品和制造機械產(chǎn)品的機械裝置統(tǒng)稱為機械系統(tǒng),則機電一體化技術(shù)的功能可歸結(jié)為:提高機械系統(tǒng)的性能,完成傳統(tǒng)機械系統(tǒng)不能完成的功能;提高機械系統(tǒng)的智能化程度,使人在更舒適的環(huán)境中工作;提高機械系統(tǒng)的可回收性;降低機械系統(tǒng)的原材料消耗;降低機械系統(tǒng)的能耗;降低機械系統(tǒng)對環(huán)境的污染,可以看出其中至少有3條是和環(huán)境保護(hù)有關(guān)的。
        3.2智能化
        人工智能系統(tǒng)是一個知識處理系統(tǒng),它包括知識表示、知識利用和知識獲取三個基本問題,其最終目標(biāo)是模擬人的問題求解、推理、學(xué)習(xí)。人工智能在機電一體化建設(shè)中的研究日益得到重視,機器人與數(shù)控機床的智能化就是重要應(yīng)用。“智能化”是對機器行為的描述,是在控制理論的基礎(chǔ)上,吸收人工智能、運籌學(xué)、計算機科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)和混沌動力學(xué)等新思想、新方法,模擬人類的智能,使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力,以求得到更高的控制目標(biāo)。目前,專家系統(tǒng)、模糊系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以及遺傳算法是機電一體化產(chǎn)品(系統(tǒng))實現(xiàn)智能化的四種主要技術(shù),它們各自獨立發(fā)展又彼此相互滲透。隨著制造自動化程度的不斷提高,將會出現(xiàn)智能制造系統(tǒng)控制器來模擬人類專家的智能制造活動,并會對制造中出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析、判斷、推理、構(gòu)思和決策[5]。
        3.3模塊化
        機電一體化產(chǎn)品和技術(shù)可分為機械、電子和軟件三大部分。模塊化技術(shù)是這三者的共同技術(shù)。模塊化技術(shù)可以減少產(chǎn)品的開發(fā)和生產(chǎn)成本,提高不同產(chǎn)品間的零部件通用化程度,提高產(chǎn)品的可裝配性、可維修性和可擴展性等。融合機械、電子和軟件三大部分的機電一體化模塊代表了未來產(chǎn)品的發(fā)展方向,具有高度自主性、良好協(xié)調(diào)性和自組織性的特點?傊K化設(shè)計與制造是機電一體化系統(tǒng)的基本方法和發(fā)展趨勢。隨著微處理器性能價格比的迅速提高和微機械電子(MEMS)技術(shù)的飛速發(fā)展,各種機電一體化模塊將越來越多地出現(xiàn)在市場上。利用這些模塊,可以迅速方便地設(shè)計和制造出各種新的機電一體化產(chǎn)品。
        4結(jié)語
        行業(yè)的發(fā)展和科技的進(jìn)步是不可分離的,機電一體化技術(shù)是行業(yè)發(fā)展的基石,同時其他行業(yè)的發(fā)展也能促進(jìn)機電一體化技術(shù)的不斷更新,適合現(xiàn)代化企業(yè)的需求,加快科技進(jìn)步,實現(xiàn)科技與企業(yè)共贏。人工智能技術(shù)的應(yīng)用,使得機電一體化需要轉(zhuǎn)型于智能方向,機電一體化技術(shù)在數(shù)控、汽車等行業(yè)的快速發(fā)展,使得工業(yè)發(fā)展趨向于智能化,符合現(xiàn)代企業(yè)的發(fā)展模式,同時產(chǎn)品的精密性使得對機電一體化技術(shù)提出新的挑戰(zhàn)。機電一體化的前景很好,是現(xiàn)代工業(yè)的技術(shù)支持,同時由于工業(yè)的需求,使機電一體化技術(shù)向智能化發(fā)展。
        參考文獻(xiàn):
        [1]王永幸.機電一體化技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用[J].山東工業(yè)技術(shù),2018(11).
        [2]李鍇.機電一體化技術(shù)及其應(yīng)用[J].電子技術(shù)與軟件工程,2019.
        [3]鄭冰松.智能自動化技術(shù)在汽車工程中的應(yīng)用[J].汽車實用技術(shù),2018.
        [4]姜新嘉.淺析機電一體化技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展趨勢[J].電子制作,2013(08).
        [5]胡家華.機電一體化技術(shù)的應(yīng)用及其發(fā)展趨勢[J].中國高新技術(shù)企業(yè),2011(14):3-4.
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