淺談機電一體化技術的發展及應用

概況：隨（suí）著機電一體化技（jì）術的快（kuài）速（sù）發展（zhǎn），機電一體化的概念被我們（men）廣泛（fàn）接受和普遍應用。機電一體（tǐ）化是在以機械、電子技術和計（jì）算機科（kē）學為主的多門學科相互滲透、相互結合過程中逐漸形成和發展起來（lái）的一門新興（xìng）邊緣技術學（xué）科，而機電一體化產品是在機械產品的基礎上，采用微電子技術和計算機技術（shù）生（shēng）產出（chū）來的新一代產品。機電一（yī）體化技術同時（shí）也是工程領域不同種（zhǒng）類技（jì）術的綜合及集合，它是建立在（zài）機械（xiè）技術、微電子技術、計算機和信息處理技術、電氣自動控（kòng）製技（jì）術、電力電子技術、伺服驅動技術以及係（xì）統總（zǒng）體技術基礎之上的一種高新技術。

一、機電產品的構成及特點：
　　1．1機械本（běn）體是係統的所有功能要素的機械支持結構，一般包括有機身、框架、支撐、聯（lián）接等。
　　機械本體必須從改善性能（néng）、減輕質量（liàng）和提高精度（dù）等幾方麵考慮。現代機械（xiè）產品一般都是以鋼鐵材料（liào）為主（zhǔ），為了減輕質（zhì）量（liàng）除了在結構（gòu）上加以（yǐ）改（gǎi）進，還應考慮利用非金屬複合材料。隻有機械本體減輕了重量，才有可能實現（xiàn）驅動係統的小型化，進而在電氣自動化控製（zhì）方麵改善（shàn）快速響應（yīng）特性，減少能量消耗，提高效率。
　　1．2動（dòng）力（lì）驅動部分依據係統控製要求，為係（xì）統提供能量和動力以使係統正常運行。電機作為驅動機（jī）構（gòu）已被廣泛采用，但在快速響應和效率等方麵還存在一些問題。目前，正（zhèng）在積極（jí）發展內部（bù）裝有編碼器的電機以及控製專用組件一（yī）傳感器一電機三位一（yī）體的伺服驅動單（dān）元。
　　1．3測試傳感部分 ，對係統的運（yùn）行所需要的本身和外（wài）部環（huán）境的各種參數和狀態進行檢測，並變成可識別的信號，傳輸給信息處理單（dān）元，經（jīng）過分析、處理後產生相應的控製信息。傳（chuán）感器的問題集（jí）中在提高可靠性、靈敏度和精確度（dù）方麵（miàn），提高可靠性與防幹擾有著直接的關係。為了避免電幹擾，目前有采用光纖電纜傳感器的趨勢。對外部信息傳感器來說，目前主要發展非接觸型檢測技術。
　　1．4機電一體化（huà）控製及信息處理部分將來之測試傳感部分的信息及外部直接（jiē）輸入的指令進行（háng）集中、存儲、分析、加工處理後，按（àn）照信息處理結果和規定的程（chéng）序與節奏發出相應的指令，控製整個係統有目的的運行。機（jī）電一體（tǐ）化與（yǔ）微電子（zǐ）學的顯著進步、信息處理設備的普及應用緊密相連。為進一步發（fā）展（zhǎn）機（jī）電一體化，必須提高信息（xī）處理設備的可靠性，包括模／數轉（zhuǎn）換設備的可靠性和分時處理的輸入輸出的可靠（kào）性，進而提高處理速度，並解決抗幹擾及標準化問題。
1．5執行機構根據控製及信息處理部分發出的指令（lìng），完（wán）成規定的動作和功能。執行機構是運動部件，一股采用機械、電液等機構。比如搬運站（zhàn）模型(實習（xí）鑒（jiàn）定裝置) 組合的形式：它由無（wú）杆（gǎn）氣缸（gāng）、橢圓形活（huó）塞氣缸和氣動夾爪等部件組成，通（tōng）過水平移動、上下伸縮、抓取等動作，將前一站上的工件抓起（qǐ）並輸送到下一工作站。機電（diàn）一體化搬運（yùn）站模型配件：1.底車2.鋁合金（jīn）底板3.I/O接線端（duān）子盒4.過濾調壓組件5.電磁（cí）閥6.控製麵板 7.帶PLC的（de）電氣（qì）控製掛板8.磁偶（ǒu）式無杆氣缸（gāng）9.橢圓型活塞氣缸10.氣動手指11.支架組件、PLC主機（jī）：三菱FX2N係列（liè）等組成。
二、機電一體化的發（fā）展狀況大體可以分為3個階段：
　　20世（shì）紀60年代以前為第一階段，這一階段稱為初級階段。在這一時期，人們自覺不自覺地利甩電子技（jì）術的初步成果來完善機械（xiè）產品的性（xìng）能。特別是在第二次世界大戰期間，戰爭刺激了機械產品與電子（zǐ）技術的結（jié）合，這（zhè）些機電結合的軍用（yòng）技術，戰後轉為（wéi）民用，對戰後經濟（jì）的恢複起了積極（jí）的作用。
　　那時研製和開（kāi）發從總體上看還處於自發狀態（tài）。由於當時電子技術的發展尚未達到一定水平，機（jī）械技術與電子技術的結合還不可能廣泛和深入電氣自動化發展，已經開發的產品也（yě）無法大量（liàng）推廣。
　　20世紀（jì）70～8O年代為第二階段（duàn），可稱為蓬勃發展階段。這一時期，計算機技術、控（kòng）製技術（shù）、通信技術（shù）的發展，為機電一體化的發展奠定了技（jì）術（shù）基礎。大規模、超大規模集成電路和微型計算機的迅猛發展，為機電一體（tǐ）化的發展提供了（le）充分的物質（zhì）基礎（chǔ）。
　　20世紀90年代後期，開始了機電（diàn）一體化（huà）技術向智能化方向邁進的新階段，機電一體化進入深入發展時期（qī）。一方麵，光學（xué）、通信技術等進入了機電一體化，微細加工技術也在機電一體化中嶄露頭腳，出現了光機電一體化和微機電一體化等新分支；另一（yī）方麵對機電一（yī）體化係統的建模設計、分析和集成方（fāng）法，機電（diàn）一體化的（de）學科體係和（hé）發展趨勢都進行了深（shēn）入研究。同時，由於人工智能技（jì）術、神經網絡技術及光（guāng）纖技術等領域取得的巨大進步，為機電一體化技術開辟了發展的（de）廣闊天地（dì）。
三、 機電（diàn）一體化技術的主（zhǔ）要應用領域：
　　3．1數控（kòng）機床數控機床及相應的數控技術經過50年的發展，在結構、功能、操作和控製精（jīng）度（dù）上都有迅速提高，具體（tǐ）表現在：
　　(1)總線式、模塊化、緊（jǐn）湊（còu）型的結構，即采用多CPU、多主總線的（de）體係結（jié）構。
　　(2)開放性設計，即（jí）硬件體係結構和功能模塊（kuài）具有層次性、兼容性、符合（hé）接FI標準，能最大限度（dù）地提高用戶的使用效益。
　　(3)WOP技術（shù）和（hé）智能化。係統能提供麵（miàn）向車間的編程（chéng）技術和（hé）實（shí）現二（èr）、三維加工過程的動態仿（fǎng）真，並引入（rù）在（zài）線診斷、模糊控製等智能機製（zhì）。
　　(4)大容量存（cún）儲器的應用（yòng）和軟件的模塊化設計，不僅豐富了數控功能，同時也加強了CNC係統的控（kòng）製功能。
　　(5)能實現多過程、多通道控製，即具有一台機床同時完成多個獨立加工任務或控製多台和多種機床的能力（lì），並將刀具破損檢測（cè）、物料搬運（yùn）、機械手等控（kòng）製都集成到係統中去。
　　(6)係（xì）統的多級網絡功能，加強了（le）係統組合及（jí）構成複雜加工係統（tǒng）的能力。
　　(7)以單（dān）板（bǎn），單片機作為控製機，加上專（zhuān）用芯片及模板組成結構緊湊的數控裝置。
　　3．2計算機集成製造係統計算機集成製造係統打破原有部門之間的界線，以製造為基幹來控製“物流”和“信（xìn）息（xī）流”，實現從經營決策、產品開發、生產準（zhǔn）備生（shēng）產實驗到生產經營管理（lǐ）的（de）有機結（jié）合。企業（yè）集成度的（de）提高可以使各種生產要（yào）素（sù）之間（jiān）的配（pèi）置（zhì）得到更好的優化，各種生產要素的潛力可以得到（dào）更大（dà）的（de）發（fā）揮。
　　3．3柔性製造係統柔性製造係統（tǒng）是計算機（jī）化的製造係統，主要由計算機、數控機床、機器（qì）人、料盤 自動搬運小車和自動化倉庫等組成。特別適於多品種、中小批量、設計更改頻繁的離（lí）散零件的批量生產。
3．4工業機器人目前，被廣泛應用的（de）為（wéi）第3代機器人即智能機器人，具（jù）有多種感知功能，可進行（háng）複雜的邏（luó）輯思維（wéi）、判斷和決策，在作業（yè）環境中獨立行動，與第5代計算機（jī）關係（xì）密切。
四（sì）、結語：
　　隨著機電一體化技術的發展，各種產品與裝置實現了機電一體化，有利實現整體優化，提高產品質量和生產效率，縮短開發新（xīn）產品的（de）生產（chǎn）準備周期，加速科技成果向商品轉化，有利推動傳統產業發生深刻變革，同時，隨著（zhe）新產（chǎn）品的研發及高精密等設（shè）備的發展，要（yào）求新一代機電一體化（huà）技術、產品及係統（tǒng）朝著高性能（néng）、智能化、係統化以及（jí）輕量化、微型化（huà）方向發（fā）展，從而為國家帶來更大的經濟效益與社會效（xiào）益。

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其（qí）他產品鏈接：
加強中職學（xué）生對弱電與強電認（rèn）識
好氧堆肥實驗裝置使用（yòng）說明
電機及電氣技術實訓裝置
傳感器實驗台溫（wēn）度控製儀表操作說明
太（tài）陽能光（guāng）伏發電綜合實訓係統使用（yòng）說明（míng）
電動機技術工作原理及運行維（wéi）護
電機與拖動實驗實訓報告（gào）
光機電一體化實（shí）訓設備實驗室介紹
機械設計實驗室
齒輪範成（chéng）儀（yí）使用說明書
基礎電工電子實驗室設備
定製熱管換熱器實驗台
家用電器之電（diàn）子消毒櫃實（shí）驗指（zhǐ）導書
物聯網射頻識別綜合應用實驗箱
初級維（wéi）修電工實驗台
臭氧氧化脫（tuō）色實驗說明（míng）書
萃取精餾教學實驗指導書
二氧化碳PVT關（guān）係（xì）測定實（shí）驗指（zhǐ）導書
空氣絕熱指數測定裝置實驗指導書
填料吸收實驗裝置使用指導書
超濾、納濾、反（fǎn）滲透（tòu）多功能膜分（fèn）離（lí）實驗裝置說明
孔口管嘴實驗儀說明書
熱電偶製作校驗儀說明書
好氧堆（duī）肥實驗裝置實驗說明書
沿程（chéng）阻力係數測（cè）定裝（zhuāng）置說明書
文丘裏除（chú）塵器性能實驗指導書
製冷壓縮機性能測試實訓（xùn）裝置指導書
化工傳熱實驗裝置使用說明書
數據（jù）采集板式靜電除塵器（qì）指導（dǎo）書
《台虎鉗》實測繪（huì）圖組合訓練裝置
自由對流橫管管外放熱係數測試裝置使用說明書
流體力學綜合實（shí）驗裝置使用說明書
《典型零件（jiàn）》實測繪圖（tú）訓練（liàn）裝置
製冷製熱工作原理及實驗目的
挖掘（jué）機液（yè）壓模擬訓練平台操（cāo）作說明
中溫法向輻射率測量儀實驗裝置的介紹及使用說明
傳感器實驗台的特點及維護
熱電（diàn）偶（ǒu）校驗儀使用說明
熱電阻校驗裝置（zhì）使用說明
做燃料電池教具實驗要注意什麽
電機及電氣（qì）技（jì）術實驗的基本要求及安全操（cāo）作規程
交流及直流電源實驗操作說明
傳感器實驗台溫度控（kòng）製儀表操作（zuò）說明
衝擊水浴除塵器實驗裝置使用說明
變壓器耦合推挽功率放大器實驗說明
平麵磨床麵板器件（jiàn）布局圖及電路實訓單元故障現象
定（dìng）時（shí）兼報警記錄儀的使用方法
淺談職高《電子線路（lù）》教學中學生能力的培養
試析自動化專業實驗實訓室建設與實踐教學體係改革
淺析創新電工電子實訓教學模式提高（gāo）學生自主操作能力
談《維修電工》工學結合（hé）一體化教學（xué）
電氣自動化技術專業生產性實訓模（mó）式創新
淺談電工（gōng）學實驗在中專專業課教學中（zhōng）的作用
化工電氣自動化專業實訓室建設探討
淺談液壓係統汙（wū）染物的防與治
關於《液壓與（yǔ）氣動技術》課程教學探索
試析“新能源導論與創新實踐”教學體會與實踐
淺談（tán）電力局辦公自動化係統的開發模型（xíng）
兩電極電化學CO傳（chuán）感器的研製
傳感器教學中學生創新素質的培養
中職實訓基地建設的探索與實踐
基於ＰＬＣ多台空（kōng）調機組的自動控製設計
淺談析基於FMS的機電一體化教學（xué）培訓係統開發
電工電子實驗技能正確使用的認識
改善機電一體化傳動管控教學改革
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光機電一體化設備中變（biàn）頻器怎麽（me）判斷故障
中職學生（shēng）實驗中對二極管電路認識
電工電子實訓中常見問題總結