机电一体化职称论文

发布时间:2021-09-22
机电一体化职称论文

  机电一体化又称机械电子学,是由英文机械学mechanics的前半部分与电子学electronics的后半部分组合而成。下面是小编整理的机电一体化职称论文,希望你能从中得到感悟!

  机电一体化职称论文篇一

  浅谈机电一体化

  摘要:机电一体化是现代科学技术发展的必然结果,本文简述了机电一体化技术的概念与由来,综述了机电一体化技术的发展现状,分析了机电一体化技术的发展趋势。

  关键词:机电一体化;概念;现状;发展趋势

  一、机电一体化的概念与由来

  人类进入了一个新的世纪──21世纪。回顾过去的20世纪,人类的经济和科学技术发展成果超过了过去所有世纪的总和。传统的学科正在脱胎换骨,新的学科不断问世,技术的融合程度比任何一次技术革命都高。机电一体化技术产生于这一背景之下,自然符合科技发展的规律,也是机械学科发展的必然结果。“机电一体化”这一技术术语最初来源于日本学术界,他们根据英文的mechanics(机械学)和electronics(电子学)两词,组合出mechantronics一词,日文谐音记作“夕力卜口二少又”,其表意汉字为“机电一体化”,mechantronics一词从学科角度可以翻译为“机械电子学”,我国科技界也经常直接使用“机电一体化”作为汉语的表达词汇。

  一般认为,机电一体化是以机械学、电子学和信息科学为主的多门技术学科在机电产品发展过程中相互交叉、相互渗透而形成的一门新兴边缘性技术学科。这里面包含了三重含义:首先,机电一体化是机械学、电子学与信息科学等学科相互融合而形成的学科。其次,机电一体化是一个发展中的概念,早期的机电一体化就像其字面所表述的那样,主要强调机械与电子的结合,即将电子技术“溶入”到机械技术中而形成新的技术与产品。随着机电一体化技术的发展,以计算机技术、通信技术和控制技术为特征的信息技术“渗透”到机械技术中,丰富了机电一体化的含义,现代的机电一体化不仅仅指机械、电子与信息技术的结合,还包括光(光学)机电一体化、机电气(气压)一体化、机电液(液压)一体化、机电仪(仪器仪表)一体化等;最后,机电一体化表达了技术之间相互结合的学术思想,强调各种技术在机电产品中的相互协调,以达到系统总体最优。换句话说,机电一体化是多种技术学科有机结合的产物,而不是它们的简单叠加。

  二、机电一体化的发展现状

  与其它科学技术一样,机电一体化技术的发展也经历了一个较长期的过程。有学者将这一过程划分为萌芽阶段、快速发展阶段和智能化阶段三个阶段,这种划分方法真实客观地反映了机电一体化技术的发展历程。

  “萌芽阶段”指20世纪60年代以前的时期。在这一时期,人们在机械产品的设计与制造过程中总是自觉或不自觉地应用电子技术的初步成果来改善机械产品的性能,特别是在第二次世界大战期间,战争刺激了机械产品与电子技术的结合,出现了许多性能优良的军事用途的机电产品。这些机电结合的军用技术在战后转为民用,对战后经济的恢复和技术的进步起到了积极的作用。那时研制和开发从总体上看还处于自发状态。由于当时电子技术的发展尚未达到一定水平,机械技术与电子技术的结合还不可能广泛和深入发展,已经开发的产品也无法大量推广。

  20世纪70年代到80年代为第二阶段,称之为“快速发展阶段”。在这一时期,人们自觉地、主动地利用3c技术的成果创造新的机电一体化产品,3c技术的发展,为机电一体化的发展奠定了技术基础。大规模、超大规模集成电路和微型计算机的迅猛发展,为机电一体化的发展提供了充分的物质基础。这个时期的特点是:①mechatronics一词首先在日本被普遍接受,大约到20世纪80年代末期在世界范围内得到比较广泛的承认;②机电一体化技术和产品得到了极大发展;③各国均开始对机电一体化技术和产品给以很大的关注和支持。

  从20世纪90年代开始的第三阶段,称之为“智能化阶段”。在这一阶段,机电一体化技术向智能化方向迈进,其主要标志是光学、通信技术等领域进入机电一体化,同时,由于人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取得的巨大进步,为机电一体化技术开辟了发展的广阔天地。这些研究,将促使机电一体化进一步建立完整的基础和逐渐形成完整的科学体系。

  我国是从20世纪80年代初才开始在这方面研究和应用。国务院成立了机电一体化领导小组并将该技术列为“863计划”中。在制定“九五”规划和2010年发展纲要时充分考虑了国际上关于机电一体化技术的发展动向和由此可能带来的影响。许多大专院校、研究机构及一些大中型企业对这一技术的发展及应用做了大量的工作,并取得了一定成果,但与日本等先进国家相比仍有相当差距。

  三、机电一体化的发展趋势

  随着计算机技术的迅猛发展和广泛应用,机电一体化技术获得前所未有的发展,成为一门综合计算机与信息技术、自动控制技术、传感检测技术、伺服传动技术和机械技术等交叉的系统技术,目前正向光机电一体化技术(opto-mechatronics)(opto-mechatronics)(opto-mechatronics)方向发展,应用范围愈来愈广。

  机电一体化技术具体包括以下内容:

  (1)机械技术机械技术是机电一体化的基础,机械技术的着眼点在于如何与机电一体化技术相适应,利用其它高、新技术来更新概念,实现结构上、材料上、性能上的变更,满足减小重量、缩小体积、提高精度、提高刚度及改善性能的要求。在机电一体化系统制造过程中,经典的机械理论与工艺应借助于计算机辅助技术,同时采用人工智能与专家系统等,形成新一代的机械制造技术。

  (2)计算机与信息技术

  其中信息交换、存取、运算、判断与决策、人工智能技术、专家系统技术、神经网络技术均属于计算机信息处理技术。

  (3)系统技术

  系统技术即以整体的概念组织应用各种相关技术,从全局角度和系统目标出发,将总体分解成相互关联的若干功能单元,接口技术是系统技术中一个重要方面,它是实现系统各部分有机连接的保证。

  (4)自动控制技术

  其范围很广,在控制理论指导下,进行系统设计,设计后的系统仿真,现场调试,控制技术包括如高精度定位控制、速度控制、自适应控制、自诊断校正、补偿、再现、检索等。

  (5)传感检测技术

  传感检测技术是系统的感受器官,是实现自动控制、自动调节的关键环节。其功能越强,系统的自动化程序就越高。现代工程要求传感器能快速、精确地获取信息并能经受严酷环境的考验,它是机电一体化系统达到高水平的保证。

  (6)伺服传动技术包括电动、气动、液压等各种类型的传动装置,伺服系统是实现电信号到机械动作的转换装置与部件、对系统的动态性能、控制质量和功能有决定性的影响。

  四、结语

  综上所述,机电一体化的出现不是孤立的,它是许多科学技术发展的结晶,是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。当然,与机电一体化相关的技术还有很多,并且随着科学技术的发展,各种技术相互融合的趋势将越来越明显,机电一体化技术的广阔发展前景也将越来越光明。

  参考文献:

  [1]李建勇.机电一体化技术.北京:科学出版社,2004.

  [2]潘忠堂.浅析传感器技术是机电一体化的一项关键技术.机械电子工程,1998(1):13-17,39

  [3]冯正进.机电一体化技术进展.工业工程,2000(1):1-4

  [4]郑堤,唐可洪主编.机电一体化设计基础.北京:机械工业出版社,1997

  [5]王信义主编;《机电一体化技术手册》编委会编.机电一体化技术手册

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  机电一体化职称论文篇二

  机电一体化应用研究

  摘要:机电一体化是综合运用机械电子技术、自动控制技术、计算机技术、光电技术、数据传输技术等群体技术。文章简单介绍了机电一体化技术发展的方向,讨论了机电一体化技术对于改变整个机械制造业面貌所起的重要作用,并就机电一体化技术应用进行了阐述。

  关键词:机电一体化 智能化 数字化 仿生物系统化

  机电一体化是机电一体化技术及产品的统称。所谓机电一体化技术是在机械控制中引入电子技术,也就是在机械运动中采用传感器检测设备,由计算机对检测数据进行处理运算,计算获得预先指定机械运动的控制信号,并由接口技术将控制信号传输给控制执行装置,实现各功能单元以及整个系统配置最优化的系统工程技术。

  1、机电一体化技术发展的方向

  机电一体化已发展成综合运用机械电子技术、自动控制技术、计算机技术、光电技术、数据传输技术等群体技术,工业生产已由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。机电一体化产品的各个组成部分在工作时相互协调,共同完成所规定的目的功能。在结构上,各组成部分通过各种接口及其相应的软件有机地结合在一起,构成一个内部匹配合理、外部效能最佳的完整产品。机电一体化朝着以下几个方向发展。

  1.1 光机电一体化方向

  一般机电一体化系统是由传感系统、能源(动力)系统、信息处理系统、机械结构等部件组成。引进光学技术,利用光学技术的先天特点,就能有效地改进机电一体化系统的传感系统、能源系统和信息处理系统。

  1.2 柔性化方向

  未来机电一体化产品,控制和执行系统有足够的“冗余度”,有较强的“柔性”,能较好地应付突发事件,被设计成“自律分配系统”。在这系统中,各子系统是相互独立工作的,子系统为总系统服务,同时具有本身的“自律性”,可根据不同环境条件做出不同反应。其特点是子系统可产生本身的信息并附加所给信息,在总的前提下,具有“行动”是可以改变的。这样,既明显地增加了系统的能力(柔性),又不因某一子系统的故障而影响整个系统。

  1.3 智能化方向

  今后的机电一体化产品“全息”特征越来越明显,智能化水平越来越高。这主要得益于模糊技术与信息技术(尤其是软件及芯片技术)的发展。

  1.4 仿生物系统化方向

  今后的机电一体化装置对信息的依赖性很大,并且往往在结构上处于“静态”时不稳定,但在动态(工作)时却是稳定的。这有点类似于活的生物:当控制系统(大脑)停止工作时,生物便“死亡”,而当控制系统(大脑)工作时,生物就很有活力。就目前情况看,机电一体化产品虽然有仿生物系统化方向发展的趋势,但还有一段很漫长的道路要走。

  1.5 微型化方向

  目前,利用半导体器件制造过程中的蚀刻技术,在实验室中已制造出亚微米级的机械元件。当这一成果用于实际产品时,就没有必要再区分机械部分和控制器部分了。那时,机械和电子完全可以“融合”机体,执行结构、传感器、cpu等可集成在一起,体积很小,并组成一种自律元件。这种微型化是机电一体化的重要发展方向。

  2、机电一体化技术应用

  2.1 在现代机械制造业中的应用

  传统机械制造业是建立在规模经济的基础上,靠企业规模、生产批量、产品结构和重复性来获得竞争优势的,它强调资源的有效利用,以低成本获得高质量和高效率,其生产盈利是靠机器取代人力,靠复杂的专业加工取代人的技能来获取的。先进的机械制造业是以信息为主导,采用先进生产模式、先进制造系统、先进制造技术和先进组织管理形式的全新的机械制造业,其特征是全球化、网络化、虚拟化、智能化以及环保协调的绿色制造。现代制造业集成了现代科学技术的发展,充分利用电子计算机技术,使制造技术提高到新的高度。近年来,制造工程领域的新技术相继诞生,如计算机数字控制、现代集成制造系统、柔性制造技术、敏捷制造、虚拟制造、并行工程等。

  2.2 在工业生产流水线中的应用

  机电一体化技术是当今发展最快、应用前景最为广泛的技术之一。机电一体化技术在工业设备生产流水线中的开发、设计和制造过程中的应用。不仅使单机的自动化程度大大提高,而且使整条生产线的自动化控制水平、生产能力得到很大提高,使其竞争能力远远超过传统的机械控制的同类设备。可以大幅度改善生产的产品质量,提高其国内、国际竞争能力。

  2.3 在钢铁企业中应用

  在钢铁企业中,机电一体化系统是以微处理机为核心,把微机、工控机、数据通讯、显示装置、仪表等技术有机的结合起来,采用组装合并方式,为实现工程大系统的综合一体化创造有力条件,增强系统控制精度、质量和可靠性。智能控制技术广泛应用于钢铁企业的产品设计、生产、控制、设备与产品质量诊断等各个方面,如高炉控制系统、电炉和连铸车间、轧钢系统、炼钢-连铸-轧钢综合调度系统、冷连轧等。钢铁企业的 cims 是将人与生产经营、生产管理以及过程控制连成一体,用以实现从原料进厂,生产加工到产品发货的整个生产过程全局和过程一体化控制。

  3、结语

  以机械技术、微电子技术的有机结合为主体的机电一体化技术是机械工业发展的必然趋势,随着机电一体化技术的发展,各种产品与装置实现了机电一体化,有利实现整体优化,提高产品质量和生产效率,缩短开发新产品的生产准备周期,加速科技成果向商品转化,有利推动传统产业发生深刻变革,同时,随着新产品的研发及高精密等设备的发展,要求新一代机电一体化技术、产品及系统朝着高性能、智能化、系统化以及轻量化、微型化方向发展,从而为国家带来更大的经济效益与社会效益。

  参考文献

  [1]袁中凡.机电一体化技术[m].北京:电子工业出版社,2006.

  [2]殷际英.光机电一体化实用技术[m].北京:化学工业出版社,2003.

  [3]芮延年.机电一体化系统设计[m].北京:机械工业出版社,2004.

  
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