機電一體化科技論文
機電一體化”就是將機械、電子與資訊科技進行有機結合，以實現工業產品和生產過程整體最優化的一種高新技術。下面小編給大家分享一些，大家快來跟小編一起欣賞吧。
篇一
機電一體化技術
摘要：隨著資訊科技的發展，機電一體化技術發展迅速，“機電一體化”就是將機械、電子與資訊科技進行有機結合，以實現工業產品和生產過程整體最優化的一種高新技術。機電一體化是指在裝置機構的主功能、動力功能、資訊處理功能和控制功能上引進電子技術，將機械裝置與電子化設計及軟體結合起來所構成的系統的總稱。機電一體化是現代科學技術發展的必然結果，本文簡述了機電一體化技術的基本特點，分析了機電一體化技術的發展趨勢。
關鍵詞：機電一體化 核心技術 應用領域 發展趨勢
現代科學技術的不斷髮展，極大地推動了不同學科的交叉與滲透，導致了工程領域的技術革命與改造。在機械工程領域，由於微電子技術和計算機技術的迅速發展及其向機械工業的滲透所形成的機電一體化，使機械工業的技術結構、產品機構、功能與構成、生產方式及管理體系發生了巨大變化，使工業生產由“機械電氣化”邁入了“機電一體化”為特徵的發展階段。
1、機電一體化的產生與應用
20世紀60年代以來，人們利用電子技術的初步成果來完善機械產品的效能後，刺激了機械產品與電子技術的結合。計算機技術、控制技術、通訊技術的發展，為機電一體化的發展更進一步奠定了技術基礎。20世紀80年代末期，機電一體化技術和產品得到了極大發展。各國均開始對機電一體化技術和產品給以很大的關注和支援，20世紀90年代後期，開始了機電一體化技術向智慧化方向邁進的新階段，機電一體化進入了深入發展時期。光學、通訊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角，出現了光機電一體化和微機電一體化等新分支。我國從20世紀80年代開始開展機電一體化研究和應用。取得了一定成果，它的發展和進步依賴並促進相關技術的發展和進步。
2、 核心技術
機電一體化的核心技術主要在於硬體和軟體。
2.1機械技術
機電一體化是以機械技術為基礎，機械技術側重點是怎樣與機電一體化相適應，機電一體化是取其精華去其糟粕，利用各科學發展的高、新技術來更新自身概念。機械本體應該從改善自身效能、減輕質量和提高工作精度等幾個重要方面方面考慮，以此減少工作時能量消耗，提高工作效率。為了提高機械系統的傳動精度和工作穩定性，機電一體化要具有高精度、快速響應性、良好的穩定性。
2.2資訊處理技術
由於微電子學的迅速發展、資訊處理技術的普及極大的促進了機電一體化的發展。資訊處理技術包括資訊交換、資訊存取、資訊運算和最終決策等，實現資訊處理的工具是現在已經普及的計算機，所以計算機技術的發展與資訊處理技術緊密相聯。要更好的發展機電一體化，必須提高資訊處理裝置的可靠性從而提高資訊處理的速度同時解決資訊處理的抗干擾問題。
2.3檢測技術
檢測與感測技術指與感測器及其訊號檢測裝置相關的技術。由檢測技術自身的功能，感測器的主要功能應提高工作可靠性、工作的靈敏度和精確度等，並且要經受各種嚴酷環境的考驗，因此必須提高其抗干擾能力。由此可見，發展檢測、感測器技術是機電一體化發展的必然趨勢。
2.4自動控制技術
在無人直接參與下，自動控制技術能通過控制裝置讓被控物件或過程的被控量能按照人們事先預定的規律變化的技術。自動控制技術應用非常廣泛，主要由自動控制理論、機械控制系統的設計、仿生學中的系統模擬、工作時現場的除錯、可靠執行等從理論到實踐的整個過程。制動控制技術的難點在於自動控制理論的工程化與實用化，這是因為被控物件與理論的控制量 存在較大的差距，從而需要反覆除錯和修改，才能達到最佳效果。現在微型機的應用非常廣泛，自動控制系統已經成為機電一體化中十分重要的一部分。
2.5驅動技術
驅動技術的主要研究物件是執行元件及驅動裝置。驅動技術是執行操作的技術，對機電一體化產品的動態特性、穩態精度、控制質量等都有決定性的作用。電機作為驅動機構已被廣泛應用但其快速響應和效率等方面還有一部分問題，驅動技術極大地促進了機電一體化技術的發展。
2.6軟體技術
機電一體化的發展過程中僅僅發展硬體是不夠的，必須在發展硬體的同時發展軟體，但是軟體的更新速度太快，這樣就導致研製成本提高了，為了降低成本，應該推行軟體標準化等措施。
3、機電一體化的應用領域
3.1數控機床
經過多年的發展數控機床已經得到了廣泛的應用，數控機床又稱數字控制機床，它是一種裝有程式控制系統，通過數字化資訊對機床的運動及加工過程進行控制的機床。該控制系統能夠邏輯地處理具有控制編碼或其他符號指令規定的程式，並將其譯碼，用程式碼化的數字表示，通過資訊載體輸入數控裝置。經運算處理由數控裝置發出各種控制訊號，控制機床的動作，按圖紙要求的形狀和尺寸，自動地將零件加工出來。數控機床主要由動力源、操作機構、感測器、電子控制單元、執行器等組成。數控機床具有很高的柔性，能實現程式設計自動化，具有更高的可靠性以及強大的通訊功能，還可以實現多種控制的功能。數控機床的發展給機械領域的提高起到了促進作用。
3.2機器人
機器人是眾所周知的一種高新技術產品，是典型的機電一體化產品。其最早是人們幻想出來可以聽從人們的命令，任勞任怨的從事各種勞動。經過幾十年的發展，機器人技術已經形成了綜合性的科學。機器人主要由：機器手、操作機構、感測器、移動機構、控制裝置、驅動器等部分組成，通過各部分之間相互協調，相互配合，機器人已經能靈活的代替人類很多活動，在焊接、裝配、軍事、空間、水下、農業、建築、服務、娛樂等領域都有應用。機器人應經成為人類良好的助手和親密的夥伴。
3.3現代溫室設施
現代溫室設施是實現作物優質、高效生產的重要設施，也是機電一體化裝置應用較密集的地方。主要由：溫室框架結構、覆蓋材料、通風系統、灌溉施肥系統、二氧化碳施肥系統、室內噴霧/屋頂噴淋降溫系統、遮陽/保溫系統、加熱系統、防蟲系統、計算機控制系統及一些必要的生產工具等。可以通過這些設施和計算機系統有效的提供一個適宜的環境條件，為作為優產提供保障。
4、機電一體化的發展趨勢
與其他科學一樣，機電一體化技術也經歷一個漫長的過程。現在機電一體化已經滲透到各個學科、領域。成為一門新興的科學，為了適應各領域的需求機電一體化的主要發展趨勢體現在智慧化、模組化、網路化、微型化、綠色化、人性化。機電一體化對機械工業也影響很大包括提高效能、擴充套件功能、簡化結構、提高可靠性、節約能源、操作簡單，可以說機電一體化的發展前景在未來的幾十年裡一片光芒。
5、結論
綜上所述，機電一體化並不是獨立的，而是各個學科相互滲透，相互融合的產物，也是科技發展的必然產物。隨著科學技術的發展，各種技術相互融合的趨勢將越來越明顯，機電一體化技術的廣闊發展前景也將越來越光明。
參考文獻：
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篇二
淺談機電一體化技術
摘要 : 本文著重介紹了機電一體化的基本概念並簡單列舉了機電一體化產品的種類及其構成特點。且對比了機電一體化技術相比傳統機電產品在功能上的優越性。
關鍵詞:機電一體化; 技術; 優越性
Abstract: this paper introduces the basic concept of mechanical and electrical integration and simple lists the electromechanical integration product categories and its structure characteristics. And compared the electromechanical integration technology, compared with the traditional mechanical and electrical products in the superiority of the function.
Keywords: mechanical and electrical integration; Technology; superiority
中圖分類號：TH-39文獻標識碼： A 文章編號：
1 機電一體化的基本概念
機電一體化是在以機械、電子技術和電腦科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的一門新興邊緣技術學科, 而機電一體化產品是在機械產品的基礎上, 採用微電子技術和計算機技術生產出來的新一代產品。機電一體化技術同時也是工程領域不同種類技術的綜合及集合, 它是建立在機械技術、微電子技術、計算機和資訊處理技術、自動控制技術、電力電子技術、伺服驅動技術以及系統總體技術基礎之上的一種高新技術。與傳統的機電產品相比, 機電一體化產品具有下述優越性。
1.1 使用安全性和可靠性提高
機電一體化產品一般都具有自動監視、報警、自動診斷、自動保護等功能。在工作過程中, 遇到過載、過壓、過流、短路等電力故障時, 能自動採取保護措施, 避免和減少人身和裝置事故, 顯著提高裝置的使用安全性。
1.2 生產能力和工作質量提高
機電一體化產品大都具有資訊自動處理和自動控制功能, 其控制和檢測的靈敏度、精度以及範圍都有很大程度的提高, 通過自動控制系統可精確地保證機械的執行機構按照設計的要求完成預定的動作, 使之不受機械操作者主觀因素的影響, 從而實現最佳操作, 保證最佳的工作質量和產品的合格率。同時, 由於機電一體化產品實現了工作的自動化, 使得生產能力大大提高。例如, 數控機床對工件的加工穩定性大大提高, 生產效率比普通機床提高5~ 6倍。
1.3使用效能改善
機電一體化產品普遍採用程式控制和數字顯示, 操作按鈕和手柄數量顯著減少, 使得操作大大簡化並且方便、簡單。機電一體化產品的工作過程根據預設的程式逐步由電子控制系統指揮實現, 系統可重複實現全部動作。高階的機電一體化產品可通過被控物件的數學模型以及外界引數的變化隨機自尋最佳工作程式, 實現自動最優化操作。
1.4具有複合功能並且適用面廣
機電一體化產品跳出了機電產品的單技術和單功能限制, 具有複合技術和複合功能, 使產品的功能水平和自動化程度大大提高。機電一體化產品一般具有自動化控制、自動補償、自動校驗、自動調節、自動保護和智慧化等多種功能, 能應用於不同的場合和不同領域, 滿足使用者需求的應變能力較強。例如, 電子式空氣斷路器具有保護特性可調、選擇性脫扣、正常通過電流與脫扣時電流的測量、顯示和故障自動診斷等功能, 使其應用範圍大為擴大。
1.5調整和維護方便
機電一體化產品在安裝除錯時, 可通過改變控制程式來實現工作方式的改變, 以適應不同使用者物件的需要以及現場引數變化的需要。這些控制程式可通過多種手段輸入到機電一體化產品的控制系統中, 而不需要改變產品中的任何部件或零件。對於具有儲存功能的機電一體化產品,可以事先存入若干套不同的執行程式, 然後根據不同的工作物件, 只需給定一個程式碼訊號輸入, 即可按指定的預定程式進行自動工作。機電一體化產品的自動化檢驗和自動監視功能可對工作過程中出現的故障自動採取措施, 使工作恢復正常。機電一體化技術和產品的應用範圍非常廣泛, 涉及到工業生產過程的所有領域, 因此, 機電一體化產品的種類很多, 而且還在不斷地增加。按照機電一體化產品的功能,可以將其分成下述幾類: 數控機械類, 主要產品包括數控機床、機器人、發動機控制系統以及全自動洗衣機等,這類產品的特點是執行機構為機械裝置; 電子裝置類,主要產品包括電火花加工機床、線切割機、超聲波加工機以及鐳射測量儀等, 這類產品的特點是執行機構為電子裝置; 機電結合類, 主要產品包括自動探傷機、形狀自動識別裝置、CT 掃描診斷機以及自動售貨機等, 這類產品的特點是執行機構為電子裝置和機械裝置的有機結合;電液伺服類, 主要產品為機電液一體化的伺服裝置, 如電子伺服萬能材料試驗機, 這類產品的特點是執行機構為液壓驅動的機械裝置, 控制機構是接受電訊號的液壓伺服閥;資訊控制類, 主要產品包括傳真機、磁碟儲存器、磁帶錄影機、錄音機、影印機等, 這類產品的主要特點是執行機構的動作由所接收的資訊類訊號來控制。除此之外, 機電一體化產品還可根據機電技術的結合程度分為功能附加型、功能替代型和機電融合型三類。
2.機電一體化產品的構成及特點
機電一體化產品的功能是通過其內部各組成部分功能的協調和綜合來共同實現的。從其結構來看, 機電一體化產品具有自動化、智慧化和多功能的特性, 而實現這種多功能一般需要機電一體化產品具備五種內部功能, 即主功能、動力功能、檢測功能、控制功能和執行功能, 而實現這些功能的各個組成部分及其技術就構成了機電一體化產品的總體或系統。
2.1機械系統
機電一體化產品的機械系統包括機身、框架、機械傳動和聯接等機械部分。這部分是實現產品功能的基礎, 因此對機械結構提出了更高的要求, 需在結構、材料、工藝加工及幾何尺寸等方面滿足機電一體化產品高效、多功能、可靠、節能和小型輕量等要求。
2.2 動力系統
動力系統為機電一體化產品提供能量和動力功能, 去驅動執行機構工作以完成預定的主功能。動力系統包括電、液、氣等動力源。機電一體化產品以電能利用為主, 包括電源、電動機及驅動電路等。
2.3感測與檢測系統
感測器的作用是將機電一體化產品在執行過程中所需要的自身和外界環境的各種引數轉換成可以測定的物理量,同時利用檢測系統的功能對這些物理量進行測定, 為機電一體化產品提供執行控制所需的各種資訊。感測與檢測系統的功能一般由測量儀器或儀表來實現, 對其要求是體積小、便於安裝與聯接、檢測精度高、抗干擾等。
2.4資訊處理及控制系統
根據機電一體化產品的功能和效能要求, 資訊處理及控制系統接收感測與檢測系統反饋的資訊, 並對其進行相應的處理、運算和決策, 以對產品的執行施以按照要求的控制,實現控制功能。機電一體化產品中, 資訊處理及控制系統主要是由計算機的軟體和硬體以及相應的介面所組成。
2.5執行機構
執行機構在控制資訊的作用下完成要求的動作, 實現產品的主功能。機電一體化產品的執行機構一般是運動部件, 常採用機械、電液、氣動等機構。執行機構因機電一體化產品的種類和作業物件不同而有較大的差異。執行機構是實現產品目的功能的直接執行者, 其效能好壞決定著整個產品的效能,
因而是機電一體化產品中最重要的組成部分。機電一體化產品的五個組成部分在工作時相互協調,共同完成所規定的目的功能。在結構上, 各組成部分通過各種介面及其相應的軟體有機地結合在一起, 構成一個內部匹配合理、外部效能最佳的完整產品。
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