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【關鍵詞】機電一體化 現狀 發(fā)展方向
所謂的機電一體化就是機械、電子、控制、光學、信息、計算機等多種學科融合的新技術。機電一體化技術在現在的工業(yè)上應用的也越來越廣泛,機電一體化最早出現于1971年一家日本的雜志上,隨著機電一體化的迅猛發(fā)展,如今人們對機電一體化已經有了普遍的認知,機電一體化技術給機器賦予了人性化與智能化,使得機器不在那么的死板。本文綜合現今我國的技術對機電一體化的現狀與發(fā)展方向進行分析。
一、關于機電一體化的特點
(一)效率得到提高。機電一體化的產品大都具有信息自動處理的功能和自動控制的功能。新產品的檢測和控制的靈敏度、范圍以及精度都有了很大的提高。機電一體化的產品通過自動控制的系統(tǒng)對機械進行控制,使機械規(guī)范的進行工作,可以精確的完成來自控系統(tǒng)設定的動作,從而得到最佳的操作,使其不受操作者的主觀因素的影響。不但可以提高生產的效率,也大大的提高了產品的質量。
(二)使用性能得到提高。機電一體化的設備基本上都是采用了程序控制和數字顯示的方式,操作臺上的操作按鈕以及操作手柄都已經在逐漸的減少,這樣做可以使操作人員進行操作的時候簡單、方便。機電一體化的產品是以程序為根本,電子控制系統(tǒng)根據已設定好的程序進行指揮實現操作,系統(tǒng)支持重復操作。
(三)功能得到提高。機電一體化的設備具有復合功能并且得到了廣泛的應用,適用面也比較廣泛。原有的機械只具有單一的功能、單一的技術,機電一體化的設備技術不再是單純的只是單一技術,單一功能了,具有了復合的技術與功能,使得產品的自動化和功能水平上都有了很大的提高。
(四)維護得到提高。機電一體化產品維護和調整都變的方便了很多,產品在進行安裝和調試的時候,是可以通過改變程序的控制來達到改變工作方式的目的。因此,更加的適應不同對象的需要以及現場的參數發(fā)生變化時的需求。機電一體化的的產品具有自動監(jiān)視的功能和自動化檢驗的功能,可以在工作的過程中針對所出現的問題自動采取措施,使其恢復正常的工作狀態(tài)。
二、機電一體化產品的結構
(一)機電一體化產品的機械系統(tǒng)。機械系統(tǒng)主要包括機身、機械傳動、框架以及連接等部分。機械系統(tǒng)部分是實現產品功能最基礎的部分,因此對于機械的結構要求也就更高了,需要在材料、結構、幾何尺寸以及工藝加工等方面來實現產品的多功能、高效率、節(jié)能、可靠以及小型輕量等要求。
(二)機電一體化產品的動力系統(tǒng)。機電一體化產品的動力功能和能量都是由動力系統(tǒng)來完成的。動力的系統(tǒng)主要包括電、氣、液等一類的動力源,一般的都是以電力為主的,比如電源、驅動電路、電動機等。
(三)機電一體化產品的傳感與檢測的系統(tǒng)。機電一體化產品在運行中所需要的自身和外在環(huán)境的各種各樣的參數進行轉換,使其成為能夠測定的物理量,這個過程都是由傳感器完成的。而檢測的系統(tǒng)就是對這些物理量進行精確的測定,從而為機電一體化產品提供運行控制所需要的各個種類的信息。
(四)機電一體化產品的控制系統(tǒng)以及信息處理。為了滿足機電一體化產品的功能和要求,信息處理以及控制系統(tǒng)接收到了檢測和傳感系統(tǒng)發(fā)送的信息,然后對這些信息進行一些處理、運算和一些決策,對正在運行按照要求進行控制,達到控制的功能。在產品中,信息處理以及控制系統(tǒng)只要是用計算機的軟件、計算機的硬件以及各種接口組成的。
(五)機電一體化產品的執(zhí)行機構。機電一體化產品的執(zhí)行機構想要完成要求的動作,控制信息占據這重要的地位,只有在控制信息的作用下才能完成產品的主功能。 機電一體化產品的執(zhí)行機構基本都是運動部件,經常性的采用電液、機械、氣動等機構。
三、機電一體化未來的發(fā)展方向
(一)機電一體化的智能化。機電一體化技術中一個重要的發(fā)展方向就是智能化。智能系統(tǒng)廣泛應用得到了機電一體化的研究建設的重視,最重要的應用體現在數控機床與機器人的智能化,以控制理論為基礎,融合了人工智能、計算機科學、運籌學、心理學、模糊學、混沌動力學等新的思想與方法,對人類智能進行模擬,致使新一代的產品具有了推理、自主決定、邏輯思維等各種能力,得已達到更高的控制目標,更好的為工業(yè)加強效率。
(二)機電一體化的模塊化。由于現在生產機電一體化產品的廠家與種類比較多,所以十分有必要研制和開發(fā)有著標準的機械接口、電力接口、電氣接口、環(huán)境接口模塊。同時還需要制定各項標準,這樣可以方便各個部件,單元的匹配和接口。模塊化將會為機電一體化企業(yè)鋪墊一條暢通的大道。
(三)機電一體化的網絡化。網絡技術在20世紀90年代是計算機等最為突出的成就。機電一體化的新產品一旦問世,只要是擁有獨特的功能,并且可靠性比較高,質量能夠保證,相信很快就會風靡全球。現在的網絡以及得到了普及,以網絡為基礎的各種遠程操控和監(jiān)控技術正在興盛的時期,而遠程的終端本身就是一種機電一體化的產品,因此機電一體化肯定也會向著網絡的方向發(fā)展。
(四)機電一體化的微型化。微型化興起于20世紀80年代末,是指機電一體化向微型化的方面發(fā)展,國外稱之為微電子,它的特點是體積小,耗能少,運動靈活。
四、小結
經過本文的分析,可以看出,機電一體化并不是一個孤立的個體,是一個由很多科學與領域交叉融合后的產物,隨著時代的發(fā)展以及生產力的需求,機電一體化的發(fā)展是必然的,因此機電一體化的技術將會有著廣闊的發(fā)展前景。
【關鍵詞】社會需求;機電一體化專業(yè);教學改革
隨著機電一體化技術及其行業(yè)的發(fā)展,社會對機電一體化人才綜合素養(yǎng)提出了更高的要求,因此,學校所開展機電一體化專業(yè)教學在面臨著人才缺口矛盾的同時,也需要對傳統(tǒng)的人才培養(yǎng)方向、培養(yǎng)模式等作出改革,從而更好地應對社會需求給機電一體化專業(yè)教學帶來的沖擊。在此背景下,對社會需求導向下的機電一體化專業(yè)教學改革作出研究與探討,對于提升機電一體化專業(yè)人才培養(yǎng)質量、推動機電一體化技術與行業(yè)的發(fā)展都具有著重要的現實意義。
一、機電一體化專業(yè)人才培養(yǎng)需求
隨著機電一體化技術及其產業(yè)的發(fā)展,許多先進的現代技術都被應用到機電一體化領域中,這對于提升機電一體化技術的應用范圍與應用價值都具有著重要意義,同時也推動著機電一體化技術逐漸成為推動社會發(fā)展過程中不可或缺的重要力量。在這樣的背景下,機電一體化技術在社會生產中得到了越來越廣泛的應用,與此同時,社會對機電一體化人才的“質”、“量”要求也在不斷提升。從“量”方面來看,當前機電一體化已經成為了世界機械工業(yè)技術發(fā)展的重要方向,同時也是我國機械工業(yè)實現自身發(fā)展的必由之路,因此,人才緊缺成為了機電一體化專業(yè)人才培養(yǎng)必須面臨的問題。如智聯招聘在2015年6月了北京市對機電一體化專業(yè)人才需求的統(tǒng)計結果,即北京市對機電一體化人才的每月需求量為200多個,而這也僅僅是智聯招聘一個平臺對北京這一個城市所作出的人才需求統(tǒng)計,由此可見,當前社會對機電一體化人才具有著旺盛的需求;從“質”方面來看,機電一體化技術的發(fā)展必然要求機電一體化人才所具有的專業(yè)素養(yǎng)得到持續(xù)的更新,并且,由于機電一體化專業(yè)具有著極強的實踐性與技術性,因此,應用型、復合型人才成為了社會在機電一體化技術領域的主要需求,這也決定了學校所開展的機電一體化專業(yè)教育應當重視學生理論知識、實踐技能等共同構成的綜合素養(yǎng)的提升,只有如此,機電一體化專業(yè)教學才能夠與社會需求實現良好的對接。
二、社會需求導向下機電一體化專業(yè)教學改革方向
(一)以市場為導向開展專業(yè)設置。以社會需求為導向的機電一體化專業(yè)教學改革,要求專業(yè)設置工作能夠將應用型人才的培養(yǎng)作出核心要求,與此同時,專業(yè)需要體現出與市場的對接,特別是體現出與機電一體化產業(yè)基層一線人才職業(yè)素養(yǎng)需求的對接。為此,在專業(yè)設置中,學校需要對企業(yè)所提出的人才標準和人才需求作出充分的了解,并以此為依據對機電一體化專業(yè)作出戰(zhàn)略性的定位。當然,在專業(yè)設置中,學校也需要依托于自身的優(yōu)勢資源體現出專業(yè)特色,也同樣是提升機電一體化人才就業(yè)競爭力的關鍵。
(二)理論與實踐結合理念下的課程體系構建。在機電一體化專業(yè)教學改革中,課程體系的構建也是對教學內容作出選擇與安排的過程,這對于學生到底掌握了哪些知識和能力產生著決定性的影響,為此,社會需求導向下的機電一體化專業(yè)課程體系構建,需要體現出與社會人才需求和崗位能力要求的要求。具體而言,機電一體化專業(yè)教學需要根據學生的專業(yè)素養(yǎng)層次將課程氛圍基礎課程、專業(yè)核心課程與素質拓展課程三個部分,并以理論課程的內容和進度來設置實踐性課程。其中,實踐性課程的目標應當定位于推動學生深化自身的理論知識體系并掌握一定的知識運用能力,當然,實踐性課程也需要重視社會需求的導向性。
(三)理論與實際并重的教學過程。由于機電一體化專業(yè)教學涉及到了廣泛的知識并體現出了極強的理論性與實踐性,因此僅僅通過開展理論教學,很難確保學生對機電一體化專業(yè)知識和能力作出系統(tǒng)性的、深度的掌握,并且在教學實踐中,如果僅僅重視理論學習,也會弱化機電一體化專業(yè)教學的吸引力,從而制約學生學習積極性和學習熱情的提升。當然,實踐教學的開展雖然能夠更好地調動學生學習興趣,并可以在提升學生職業(yè)素養(yǎng)方面發(fā)揮出重要的作用,但是實踐教學的開展也需要以理論教學的開展為基礎。由此可見,機電一體化專業(yè)教學過程中的理論教學與實踐教學缺一不可,為此,在機電一體化專業(yè)教學改革中,應當體現出教學場景的多元化、教學方法的多元化、教學手段與教學工具的多元化等,從而在踐行理論與實際并重這一原則的基礎上,推動學生專業(yè)素養(yǎng)適應社會對機電一體化專業(yè)人才提出的要求。
(四)以提升學生職業(yè)能力為出發(fā)點的教學計劃。在機電一體化專業(yè)教學改革中,教學計劃的制定對人才培養(yǎng)方向發(fā)揮著導向性的作用,因此,為了適應社會需求,機電一體化專業(yè)教學改革中教學計劃的重新制定必須體現出與社會需求的適應性。具體而言,在機電一體化專業(yè)教學計劃的制定中,學校需要重視對社會人才需求、崗位能力要求等作出調研,并圍繞這些內容做好教學大綱的設計、教學重點的安排、教學內容的確定以及考核體系的構建,確保教學的開展體現出系統(tǒng)性與連貫性,從而實現機電一體化教學計劃與社會對機電一體化人才需求的對接。
(五)產學結合的人才培養(yǎng)模式。推動學生進入企業(yè)參與生產實踐,是社會需求導向下的機電一體化轉教學改革的有效路徑,因此在機電一體化專業(yè)人才培養(yǎng)過程中,有必要實現教學模式的多元化發(fā)展,將課堂教學與產學結合結合起來,使學生能夠具有更多體驗真實工作環(huán)境、參與真實工作流程,并提升自身職業(yè)能力。對于社會企業(yè)而言,產學結合不僅能夠為自身提供更多的人才選擇,而且能夠使自身享受到學校所具有的科研優(yōu)勢、師資優(yōu)勢等,而對于學校而言,產學結合不僅能夠為機電一體化專業(yè)學生提供更多的實習機會,而且也能夠幫助自身解決實訓資源不足的問題,由此可見,產學結合主體具有著強烈的合作動機,并且能夠推動機電一體化專業(yè)教學改革適應社會需求。為此,學校有必要通過與社會企業(yè)進行優(yōu)勢資源互換來積極尋求與社會企業(yè)開展深度合作的機會,從而實現學校教育與崗位教育的協同發(fā)展,并推動機電一體化專業(yè)人才職業(yè)能力的提升。
(六)雙師型的師資隊伍。師資隊伍綜合素養(yǎng)是提升機電一體化專業(yè)教學質量的重要保障,而機電一體化專業(yè)所具有的實用性、實踐性等,對教師隊伍所具有的理論知識和實踐能力都提出了較高的要求。為了適應社會對機電一體化專業(yè)應用人才的需求,在教師隊伍建設中,必須重視教師技能水平的提升,只有如此,機電一體化教師隊伍所具有的綜合素養(yǎng)才能夠適應機電一體化專業(yè)人才的培養(yǎng)需求,構建一支優(yōu)質的雙師型隊伍是社會需求導向下機電一體化專業(yè)教學改革的關鍵。作為機電一體化專業(yè)教師,需要做到理論教學與技能教學的結合,并在教學內容、教學方法等多個方面體現出對社會需求的針對性,而雙師型師資隊伍的構建,也要求學校能夠為教師提供更多到社會崗位進行鍛煉和學習的機會,推動教師實現自身專業(yè)技能與自身理論水平的協同提升。當然,教師本身也應當樹立學習意識,重視在教學過程中與學生實現共同成長。
【參考文獻】
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Abstract: Taking electromechanical integration control system as an example, this paper discussed the connection technology dividing it into man-machine connection and the mechanical and electrical connection, and based on this, it analyzed the impact of the mechanical and electrical connection technology to electromechanical integration and put forward that the mechanical and electrical connection technology promoted the development of electromechanical integration inevitably.
關鍵詞: 機電一體化;接口技術;人機接口;機電接口
Key words: electromechanical integration;connection technology;man-machine connection;mechanical and electrical connection
中圖分類號:TH16文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2010)14-0044-01
0引言
機電一體化系統(tǒng)是機械、電子和信息等各種技術融合為一體的綜合系統(tǒng),其構成要素與子系統(tǒng)之間的接口部分就顯得極為重要。在機械系統(tǒng)和電子系統(tǒng)各種技術的復合過程中,接口技術很重要,機電接口技術是解決如何把機電及相關領域技術有機地融為一體,從而設計出最優(yōu)的機電一體化產品的研究領域,其性能的好壞對整個系統(tǒng)的綜合性能起著決定性作用。
1機電一體化系統(tǒng)的設計
在早期的機電一體化系統(tǒng)中,機械部分的設計是系統(tǒng)設計的中心。電能僅用于驅動,為系統(tǒng)提供動力。利用直流電動機的變速功能雖然可以簡化機械系統(tǒng)的傳動結構,但因為無法控制運動部件的行程,因而程序自動化仍然是系統(tǒng)控制設計的主要目標。驅動電動機不再是機械運動鏈的起點,而成為聯結機械運動和動力以及控制的接口。機電一體化系統(tǒng)設計已從“純”機械的設計延伸到控制領域。計算機、數字電路、傳感器以及自動控制理論已成為系統(tǒng)設計師不可或缺的知識基礎。信息技術和軟件設計已經成為表達系統(tǒng)設計思想和協調自動化工作的重要工具。機電一體化技術是一個不斷發(fā)展和完善的過程。產品精度和生產效率對機電一體化系統(tǒng)提出了不斷改進伺服驅動性能和發(fā)展控制算法的要求,而性能優(yōu)良的伺服驅動既拓展了機械系統(tǒng)的功能、簡化了傳統(tǒng)的機構,又要求機械系統(tǒng)具有合理的慣量和更好的系統(tǒng)動態(tài)性能。傳感器的在線監(jiān)測確保了系統(tǒng)安全可靠的運行,反饋的信息通過閉環(huán)確保了先進控制理論的實現和產品的質量要求。機、電、信息的密切交叉已經使機電一體化系統(tǒng)中各部分的互相聯結和影響成為設計必須綜合考慮的重要內容。機電接口技術作為機電一體化設計的核心已經受到專家和學者越來越多的關注。
2機電接口技術的內涵
機電一體化系統(tǒng)是機械、電子和信息等功能各異的技術融為一體的綜合系統(tǒng),其子系統(tǒng)之間的接口極為重要,從某種意義上說,機電一體化系統(tǒng)設計就是接口的設計。但現在對于機電接口技術的研究較少,通過對機電一體化系統(tǒng)進行總結和歸納,我們提出了機電接口技術的概念,形成了如下幾點認識。
2.1 機電接口技術的內涵機電接口技術是一門新興的技術,它研究機電一體化系統(tǒng)中各組成部分(子系統(tǒng))和各組成技術之間的接口問題。研究這門技術是為了更有效地進行系統(tǒng)中信息能量的交互,融合各種技術,實現機電一體化系統(tǒng)最優(yōu)化設計。
2.2 機電一體化系統(tǒng)接口(簡稱機電接口)的功能機電接口傳遞和轉換信息和能量,并將機電一體化各組成技術的特性融為一體。機電接口包括硬件和軟件,硬件主要在子系統(tǒng)之間或人與機電一體化系統(tǒng)之間建立連接,為信息和能量的輸入/輸出、傳遞和轉換提供物理通道。軟件主要是提供系統(tǒng)信息交互、轉換、調整的方法和過程,協調和綜合機電一體化組成技術,使各子系統(tǒng)集成并融合為一個整體,實現新的功能。
2.3 機電接口的分類①人―機接口。人與機電一體化系統(tǒng)之間的接口,通過此接口,可以監(jiān)視系統(tǒng)的運行狀態(tài),控制其運行過程,即通過人―機接口能夠使系統(tǒng)按照人的意志進行工作。人-機接口是雙向的,硬件包括輸入/輸出設備,主要有顯示屏、鍵盤、按鈕等。②動力接口。動力源連接到驅動系統(tǒng)的接口,為驅動系統(tǒng)提供相應的動力。根據系統(tǒng)所需的動力類型不同如直流電、交流電、氣動、液壓等,動力接口的形式也有很大的不同。但動力接口有一個共同的特點,能夠通過較大的功率。③智能接口。智能接口主要存在于三處,控制系統(tǒng)到驅動系統(tǒng)、驅動系統(tǒng)到傳感器、傳感器到控制系統(tǒng)。智能接口的應用情況相對比較復雜,但可以得出它的一些共性:智能接口傳遞和轉換各種信息,按照不同技術的要求改變信息形式,使不同的子系統(tǒng)、不同的技術能夠集成在一起,形成完整的系統(tǒng)。通常,智能接口是軟件表現出的功能連接。④機―電接口。執(zhí)行機構與驅動系統(tǒng)和傳感器之間的接口。將驅動信號轉換成執(zhí)行機構所需的信號,或將執(zhí)行機構的機械信號轉換成傳感器所需的信號。
3機電接口技術對機電一體化發(fā)展的影響
社會需求推動機電一體化技術的發(fā)展。當傳統(tǒng)的機械技術無法滿足日益增加的社會需求時,機械技術與電子技術、信息技術等結合形成的機電一體化技術就成了機械技術發(fā)展的必然。相應的系統(tǒng)內部的接口也就變得越來越復雜。機電一體化技術的各組成技術的研究已經進行得非常深入且日趨成熟,同時,人們也意識到單純發(fā)展和研究各組成技術并不能保證機電一體化系統(tǒng)的最優(yōu)化。而機電接口技術正為它們提供了一種有效的方法來進行系統(tǒng)研究,并將系統(tǒng)設計、集成和融合理論應用到實際的設計當中。目前,機電一體化正在向著智能化、模塊化、網絡化等方向發(fā)展,智能化必然要求系統(tǒng)各部分的結合要更加緊密,信息傳遞和反饋更加迅速準確。從機電一體化發(fā)展方向對機電接口技術的要求來看,機電接口技術的研究與發(fā)展已經成為必然,同時,機電接口技術的研究與發(fā)展也必然對機電一體化技術的發(fā)展起促進作用。
4結論
機電一體化系統(tǒng)是機械系統(tǒng)不斷融合各種新技術、新知識發(fā)展起來的。因此,從機械技術發(fā)展起來的機電一體化技術的復雜性和多學科性就決定了此技術的研究重點是各種技術在機械技術上的融合與創(chuàng)新。機電接口技術是研究機電一體化系統(tǒng)中的接口問題,使系統(tǒng)中信息和能量的傳遞和轉換更加順暢,使系統(tǒng)各部分有機的結合在一起,形成完整的系統(tǒng)。機電接口技術是在機電一體化技術的基礎上發(fā)展起來的,隨著機電一體化技術的發(fā)展而變得越來越重要。同時機電接口技術的研究也必然促進機電一體化的發(fā)展,促進機電一體化系統(tǒng)理論的發(fā)展。
參考文獻:
[1]李運華等.機電控制.北京:北京航空航天大學出版社,2008.
摘 要:隨著我國現代化科學技術的進步,學科間的滲透和交叉日益增多。尤其在工程領域,計算機技術、微電子技術、光電技術和機械工業(yè)技術的融合形成了光機電一體化技術,使機械工業(yè)得到了巨大的發(fā)展。而將嵌入式控制技術引入光機電一體化設備中,將更能促進光機電一體化技術的快速發(fā)展。本文主要對嵌入式控制技術在光機電一體化設備中的應用進行了探討和研究。
關鍵詞:嵌入式;光機電一體化;工業(yè)控制;分布控制
1 前言
機電一體化是計算機技術、微電子技術、光電技術和機械工業(yè)技術融合成的一種新興的綜合技術,光機電一體化技術不僅極大推動了社會、經濟的發(fā)展,還改變了人們對工業(yè)控制技術的傳統(tǒng)觀念。現代化的光機電一體化技術正在朝著微型化、網絡化、智能化方向發(fā)展,因此,在光機電一體化設備中引入嵌入式技術正迎合了這種需求。將嵌入式控制技術引入光機電一體化設備中,將更能促進光機電一體化技術的快速發(fā)展,這是滿足機械對象網絡化、智能化和復雜化控制要求的需求,機器人技術、辦公自動化、智能玩具和數控機床都是嵌入式光機電一體化技術的代表。本文主要對嵌入式控制技術在光機電一體化設備中的應用進行了探討和研究。
2 傳統(tǒng)光機電一體化技術融入嵌入式技術的必要性
傳統(tǒng)的光機電一體化技術主要以機械工業(yè)技術和電子技術的結合為主要特征,隨著經濟的發(fā)展和人們對自動化控制技術要求的提高,這種技術已經無法適應現代工業(yè)對設備可靠性和性能的要求:
(1)設備結構的復雜和控制精密性逐漸提高。計算機技術、網絡技術的發(fā)展以及產品性能要求的提高,光機電一體化設備的輸入輸出通道快速增加,使得設備結構更加復雜,進而帶來很多不可測的干擾因素,因此要求控制系統(tǒng)進一步提高其抗干擾能力。另外,傳統(tǒng)機電一體化設備的實時性要求較高,在一定程度上降低了產品的精密型,而現代機電設備則要求時間和空間上控制系統(tǒng)都能做到精確、快速的控制。這些方面只有依靠嵌入式技術才能找到很好的解決方案;(2)機電一體化設備對網絡化的需求不斷上升。現代化的控制設備要求控制系統(tǒng)具有網絡化特點,即能夠通過遠程控制、狀態(tài)報告等對控制系統(tǒng)進行遠程監(jiān)控,這樣能夠顯著提高系統(tǒng)控制的實時性、安全性、智能性和便利性要求,而這一需求是無法通過傳統(tǒng)的機電一體化系統(tǒng)實現的;(3)市場的競爭要求降低產品的開發(fā)周期,因此對光機電一體化設備提出了新要求。傳統(tǒng)的光機電一體化系統(tǒng)中,產品的設計開發(fā)周期能夠滿足當時社會的需求,但是,隨著經濟的發(fā)展和技術的進步,現代化市場的競爭需求要求光機電一體化系統(tǒng)不斷改進產品設計和研發(fā)方式,以適應現代化產品的要求。另外,機械系統(tǒng)的壽命要比軟、硬件系統(tǒng)長,而后期維護工作都是由軟件升級完成的。這就需要系統(tǒng)在設計初期就對系統(tǒng)的軟件可維護性和可移植性進行考慮。
為了解決上述問題,人們將嵌入式技術融入到機電一體化技術中。具體來說,就是將嵌入式數據的設計和開發(fā)理念、相關技術和基礎理論融入到機電一體化系統(tǒng)的設計和開發(fā)過程中,建立一個以微處理器為核心的具有高可靠性、高性能的嵌入式控制系統(tǒng),這樣不僅滿足了被控對象的復雜性控制要求,還具有網絡化、智能化的控制特點。
3 嵌入式控制技術在光機電一體化設備中的應用
和其它領域相比,機電一體化設備是嵌入式技術應用最廣泛、最典型的領域,在未來的光機電一體化設備發(fā)展中具有巨大的發(fā)展前景和應用市場。
3.1 工業(yè)化機器人技術
工業(yè)化機器人的發(fā)展從一開始就和嵌入式技術密不可分。機器人技術其實是上世紀50年代提出來的一種數控技術。由于當時的控制方法比較落后,沒有達到要求的芯片水平,只是一種簡單的邏輯電路系統(tǒng)。之后很長一段時間內,由于智能控制理論和處理器技術的限制,機器人技術沒有得到足夠的發(fā)展。從上世紀70年代開始,智能理論的發(fā)展促進了機器人技術的研究。而最近幾年來嵌入式技術的高度發(fā)展,使得以光機電一體化設備為基礎的機器人技術得到前所未有的發(fā)展趨勢。其中,火星探測車就是一個非常典型的例子。火星探測車價值近10億美元,是一種高新技術密集型的先進機器人系統(tǒng),能夠不依靠地球的控制進行自主工作。這種機器人由于加入了嵌入式系統(tǒng),可靠性較高,對完成地面的工作要求起到了非常重要的作用。
3.2 工業(yè)控制設備技術
工業(yè)控制設備是嵌入式技術應用最為廣泛的一類。現在的工業(yè)控制設備中,工控機的應用最為廣泛,這些工控機通常使用工業(yè)級處理器和處理設備,工控要求較高,除了需要對設備進行實時控制以外,還要將設備的狀態(tài)信息顯示到顯示器上,這些都對工控機的硬件和軟件提出了更高的要求。傳統(tǒng)的PCI04總線系統(tǒng)穩(wěn)定性較強,體積小,因此得到了廣泛的推廣,但是由于這些系統(tǒng)大多使用Windows系統(tǒng),因此不屬于純粹的嵌入式系統(tǒng)。另外,工控機和設備控制器是嵌入式處理器應用最為廣泛的領域,這些控制處理器占據控制器的核心位置,為控制器提供了豐富的總線接口,因而能夠實現數據收集、數據處理、數據通信和數據顯示的功能。
3.3 分布式控制技術
分布式控制技術是嵌入式系統(tǒng)應用最早,范圍最為廣泛的領域之一。目前,世界上已經有數十家公司涉及到分布式控制領域。在工業(yè)領域普遍使用分布式控制技術的主要原因包括如下幾個方面:
(1)被控對象的種類較多,數量較大,且分布范圍較廣,因此需要分布式的控制技術;(2)除了生產過程控制外,還希望在管理方面實現控制的自動化。
由于嵌入式系統(tǒng)的小型化、專用化和嵌入式特點,使其非常適合分布式系統(tǒng)的應用,隨著近年來分布式系統(tǒng)的發(fā)展,嵌入式技術在光機電一體化設備中的應用也越來越廣。
4 結論
本文首先對嵌入式技術在光機電一體化技術中的相關應用和理論知識進行了分析,并對嵌入式技術在光機電一體化技術中的應用現狀進行了介紹。可以預見,嵌入式技術與光機電一體化技術的融合是未來工業(yè)自動化控制領域的發(fā)展方向,因此,需要加強嵌入式技術與光機電技術的研究,為光機電一體化系統(tǒng)的發(fā)展和完善奠定良好的理論基礎和實踐基礎。
參考文獻:
[1]張昭瑜.嵌入式操作系統(tǒng)在機電一體化設備控制過程中的應用[D].四川大學,2005.
1機電一體化的發(fā)展現狀
我國在工業(yè)生產技術方面存在著一定的問題,其制造水平與發(fā)達國家之間存在較大的差距。但是我國擁有強大的經濟市場,這對于機電一體化的發(fā)展起到了一定的促進作用。當今,世界上的經濟競爭十分的激烈,我國在工業(yè)制造方面面臨著巨大的挑戰(zhàn),只有將我國的機電一體化技術融入到工業(yè)行業(yè)的制造中來才會提高我國科技的技術含量,打破傳統(tǒng)的工業(yè)行業(yè)中存在的成本高、技術含量較低的不良現象。機電一體化的發(fā)展經歷了三個重要的時期。最初的階段是簡單的機械與電子的融合,在機電一體化的最初階段人們只是具有了電子與機械相結合來運用的簡單的構想,只是停留在理論思想方面并沒有采取一定的措施來實現電子與機械的相互融合。第二段時期主要是技術的發(fā)展階段。這個階段出現了很多的理論思想,雖然電子技術隨著社會的快速發(fā)展也取得了一定的進展但是把理論思想應用在實踐中也仍然不能實現電子技術與機械技術的相互融合。第三階段就是電子技術朝著智能化的發(fā)展方向而發(fā)展。當今社會,我國的科學技術得到迅速的發(fā)展。計算機信息技術、紅外線感應技術等無不在提醒著我們這是一個智能化的世界。計算機信息技術、紅外線感應技術在一定程度上推動了機電一體化技術的發(fā)展,為機電一體化提供了相應的知識理論。目前,機電一體化在社會市場經濟的刺激下已經實現了在各個行業(yè)中的應用。世界上的各個國家都在為機電一體化的發(fā)展提供了人力、物力和財力,其最終的目標就是希望通過機電一體化來實現自己國家的工業(yè)化快速發(fā)展。
2機電一體化的創(chuàng)新發(fā)展趨勢
2.1采取綠色、環(huán)保、輕便和性價比較高的材料
機電一體化在未來的創(chuàng)新方面將會選擇采用較為環(huán)保、輕便和性價比較高的材料。在機電一體化的原材料方面開始有新的突破。比如說,機電一體化的產品可以隨著社會經濟的不斷發(fā)展選擇一些輕便、綠色和性價比較高的原材料,選擇原材料之后可以充分聯系材料的不同特點來對所生產的產品進行不斷的改進與完善,進而可以保證機電一體化的產品的質量并在保證機電一體化產品質量的基礎之上采用更加典型的新型的材料來不斷地創(chuàng)新產品,比如,可以在機電一體化中引入高分子材料、智能材料和納米材料,這樣可以使材料的得到一定的回收利用并達到環(huán)保、綠色的環(huán)境要求。
2.2在造型和功能上的創(chuàng)新
在我國科學技術的飛速發(fā)展下,我國在機電一體化產品的方面上開始新的創(chuàng)新,最值得一提的就是在造型和功能方面的創(chuàng)新,機電一體化產品在造型和功能方面上的改進與創(chuàng)新可以較大程度地滿足廣大消費者對產品造型和功能的追求。比如說,在對產品的造型方面的創(chuàng)新時,利用機電一體化的技術可以有效地提升產品的外在造型的審美高度,最大程度地滿足顧客對產品造型的需求。除此之外,機電一體化也會越來越重視自身產品的功能,會加強對產品功能上的改進與創(chuàng)新。并且機電一體化產品的功能還會為了滿足不同用戶在不同階段的不同的要求來改變產品的功能使得產品的功能變得多樣化與全面化。
2.3機電一體化會實現控制方面的高效化、智能化和便捷性
傳統(tǒng)的機械設備在操作方面具有較大的繁瑣性,再加上在工作的過程中需要認為實現機器的操作運行。這往往就會提升人工操作機器設備的危險性。機電一體化就是能較好地避免這些潛在危險的發(fā)生,可以有效地實現在機械設備的操作運行中的便捷性、安全性、自動化與高效性。比如說,在機電一體化中運用電子技術、光子技術或者現代新型的信息技術并在此基礎之上加以創(chuàng)新就會實現機電一體化的便捷性、智能化與高效性,有利于進一步促進機電一體化的創(chuàng)新發(fā)展的進程。
3機電一體化產品的發(fā)展方向
機電一體化并非是一門獨立的課程,它融入了電子、計算機、機械工程等專業(yè)的知識。隨著信息技術與電子產業(yè)的迅速發(fā)展,計算機技術和電子技術逐漸走向智能化、微型化和快速化。因此,集電子、計算機于一身的機電一體化技術自然也會隨著電子技術和計算機技術的發(fā)展而不斷地發(fā)展。在不久的將來,機電一體化技術開始邁向智能化、微型化與網絡化的進程。機電一體化作為一種新型的科技技術,研究其技能的人員相對而言較少,機電一體化的專業(yè)的研究人員的缺乏是目前阻礙機電一體化發(fā)展進程的較為關鍵的問題。所以,目前最重要的任務就是在大力推進機電一體化進程的基礎上建立完善的有關專業(yè)的培養(yǎng)部門,為機電一體化技術培養(yǎng)出所需要的專業(yè)性人才。比如說,可以在各大高校中開設與機電一體化技術相關的專業(yè)科目,鼓勵有關專業(yè)培訓教育集體的發(fā)展,國家還要給這些相關的專業(yè)相應的政策扶持,為機電一體化技術人才的培養(yǎng)創(chuàng)造良好的訓練環(huán)境。在這樣的情況下才有可能吸引更多的人去關注和了解機電一體化的技術專業(yè),才會在此基礎之上較快地培養(yǎng)出高素質的專業(yè)性人才,從而進一步促進我國機電一體化技術的發(fā)展進程。
4結束語
機電一體化的技術的實現可以進一步滿足大家對產品的更高要求,只有不斷地對機電一體化進行創(chuàng)新才會在社會經濟的快速發(fā)展中適應社會的需求。我們要在掌握現有的技能的基礎之上了解市場經濟的需求,努力創(chuàng)新,在技術創(chuàng)新中不斷地創(chuàng)造出更多需求的產品,早日實現在市場經濟競爭中的龍頭地位。
作者:張杰 單位:國投大同能源有限責任公司
參考文獻:
本小節(jié)主要從機電一體化的相關基本概念、機電一體化技術的基本特征、機電一體化的最新發(fā)展趨勢等三個方面對機電一體化技術做較為全面的介紹,接下來詳細介紹。
1.1機電一體化的基本概念
機電一體化技術從大的領域來說屬于機械領域,其定義版本較多,其中一種較為權威的定義表述如下:機電一體化一般是指在機械的設計與功能擴展中,應用機械特有的主要功能、信息處理、功能控制等,把機械系統(tǒng)的控制中心進行集成化,并且與安裝在計算上的上位機軟件實現雙向通信,一般來說,機電一體化技術也是一門交叉學科技術,涉及到的主要技術有通信技術,機械技術,微電子技術,電力電子技術等,機電一體化技術的核心功能就是把以上技術結合起來,形成一個整體并內嵌入機械系統(tǒng)中。
1.2機電一體化技術的基本特征
機電一體化技術作為一門應用廣泛的技術,有其自身的特點,通過實際調查總結和查閱相關資料,本文總結出了機電一體化技術的3個主要特點,接下來詳細說明如下。(1)應用的廣泛性:機電一體化技術由于涉及的技術較多,是一門涉及多學科的交叉技術,正是由于這一特點,使得機電一體化技術應用十分廣泛,已經遠遠超出了機械工程的應用范疇,當然,本文的研究重點還是放在機電一體化技術在機械工程上的應用及發(fā)展趨勢。(2)具有很強的邏輯性:由于機電一體化的核心任務就是把各種技術合理融合,應用到機械領域中,把系統(tǒng)的機械機構和上位機軟件控制合為一體,也就是形成一個統(tǒng)一的整體,從這個層面來說,機電一體化技術具有很強的邏輯性,或者說擁有很強的系統(tǒng)性。(3)機電一體化具有很強的最優(yōu)化建模理論:機電一體化技術經過多年的發(fā)展,已經形成完整的最優(yōu)化理論體系,相關算法可以參閱相關文獻,限于論文篇幅,在這里不再累述。
1.3機電一體化技術的最新發(fā)展趨勢
經過多年的發(fā)展,機電一體化技術已經形成了自己的理論體系,隨著我國高新技術不斷發(fā)展,越來越多的新技術被應用到機電一體化技術上,機電一體化的最新的發(fā)展趨勢是控制智能化、精確化、零延遲化、結合計算機處理技術和信號傳輸技術,機電一體化技術也朝著無線控制、高速控制、精確控制的方向發(fā)展。
2機電一體化技術在機械工程上的應用以及發(fā)展趨勢分析
本小節(jié)在上文介紹機電一體化技術相關知識的基礎上探討機電一體化技術在機械工程領域的當前應用以及未來的發(fā)展趨勢,結合實際,本文從機電一體化技術應用于機械工程領域的歷程分析、機電一體化在現代機床控制上的應用、機電一體化技術在全自動包裝機領域的應用等三方面簡單論述機電一體化技術在機械工程上的應用以及發(fā)展趨勢,下面詳細討論。
2.1機電一體化技術應用于機械工程領域的歷程分析
在國外,機電一體化技術應用到機械工程領域較早,通過查閱資料得知,美國在上世紀90年代就把自動控制設備應用與機械制造領域,我國相對起步晚,但是起點較高,20世紀60年代,我國通過引進蘇聯控制設備,逐漸把機電一體化技術應用到機械領域,并在20世紀80年代,實現機電控制設備國產化,隨著科技不斷進步,以計算機處理技術和無線通信技術為代表的新技術不斷應用與機電一體化技術,這使得機電一體化技術煥發(fā)出勃勃生機,應用領域進一步擴大。
2.2機電一體化在現代機床控制上的應用
機電一體化在機械工程領域很重要的一個應用領域就是應用在現代機床控制上,現代機床控制要求精度高、速度快、智能化高,這就要求現代機床的控制系統(tǒng)具有很強的抗干擾性,機電一體化技術由于采用計算機處理技術,處理速度快,精度高、內置多塊DSP芯片,抗干擾能力強。
2.3機電一體化技術在全自動包裝機領域的應用
機電一體化技術除了應用與純機械工程領域,還大量應用于相關機械與電子相結合的控制領域,通過實際調查得知,我國全自動包裝機已經全部采用機電一體化技術,由于包裝機械不但設計機械工程知識,還涉及機電控制技術,微機處理技術等,所以一般的控制系統(tǒng)很難勝任,機電一體化技術由于是一門交叉學科,所以具有很強的靈活性,所以機電一體化技術較好的解決了這個問題,機電一體化把軟件控制和機械控制結合起來,融為一體,通過上位機軟件來控制包裝機的運行狀態(tài)。
3機電一體化技術在機械領域的發(fā)展前景
通過對機電一體化當前發(fā)展趨勢的調查研究,本文認為,機電一體化技術在機械領域的發(fā)展前景包括以下幾點:(1)專用化趨勢不斷加強:隨著機電一體化應用到機械領域的不斷深化,機電一體化技術表現出明顯的專用化趨勢。(2)智能化不斷加強:近年來,隨著人工智能等新技術不斷應用到機電一體化領域,機電一體化技術也呈現了智能化趨勢。(3)能耗低:節(jié)約資源,保護環(huán)境成為全社會的共識,在這種背景下,機電一體化技術積極加強自身改革,不斷研發(fā)新技術,把能耗進一步降低。
4結論
關鍵詞:機電一體化;智能化數字;化工企業(yè)
中圖分類號:TP271 文獻標識碼:A 文章編號:1009-2374(2013)23-0038-02
機電一體化是一種新興學科,是有學科交叉的特征,興起于20世紀60年代。當時,電子科技正處于第四代向第五代過渡時期,超大規(guī)模集成電路應用范圍和實踐的擴大,極大促進了機電一體化的進程,但當時的機電一體化主要是機械與電子的結合。近些年來,特別是電子信息系統(tǒng)的發(fā)展和超過規(guī)模集成電路的使用,豐富了機電一體化的內涵,現代的機電一體化已經不再簡單是機械與電子的統(tǒng)一體,而是涉及多個行業(yè)、多種機械領域的專業(yè)的精密儀器,并產生了獨立的學科分支。
1 機電一體化發(fā)展方向
1.1 機電一體化數字發(fā)展方向
機電一體化數字發(fā)展方向得益于計算機網絡的發(fā)展。隨著計算機網絡技術的發(fā)展,機電一體化實現了微控制,擴展了機電一體化發(fā)展的內涵,特別是計算機網絡虛擬技術和制造集成技術。數字化在機電一體化中的應用,使得機電一體化操作簡單化、智能化,比如,數控車床的大規(guī)模推廣和應用,并且可以實現系統(tǒng)的自我維護、自我故障報警,極大方便了用戶需要,降低了設備和軟件的操作損壞的可能性。
1.2 機電一體化智能化發(fā)展方向
機電一體化智能化發(fā)展方向是目前機電一體化發(fā)展的重點方向和主要研究領域。隨著社會發(fā)展和科技進步,特別是計算機網絡的發(fā)展,使通過程序操作實現機器和軟件的智能化運作成為了可能。實現機電一體化發(fā)展有利于降低勞動工程強度和勞動時間。智能化發(fā)展是利用大規(guī)模數據庫存儲包括心理學、計算機學、數學等多種學科知識,利用模型統(tǒng)籌在一起,實現機器的高度智能化,雖然目前的技術條件下,機器完全人工智能化是不能實現的,但是利用具有一定人工智能設備進行機電一體化作業(yè)和處理是非常必要的。
1.3 機電一體化的模塊化發(fā)展
機電一體化的模塊化發(fā)展方向是歷史發(fā)展的必然。機電一體化的發(fā)展前景廣闊,在市場優(yōu)勢資源配置調控下,大量資源被投入到了機電一體化設備開發(fā)和生產當中,市場上供應一體化機電設備的廠家眾多,為了各自利益需要,各個廠家往往會在關鍵技術、關鍵部位進行人為限制,甚至是機械零件的標準也不同,這種機電一體化機器供應格局與市場經濟要求的生產社會化非常不符合,因此不利于生產的發(fā)展。此時,機電一體化的模塊化發(fā)展顯得尤為必要。
1.4 機電一體化的網絡化發(fā)展
機電一體化的網絡化發(fā)展是目前網絡發(fā)展形勢的要求。新世紀以來,個人計算機普及率大大提高,網絡已經成為了人們日常生活的一部分。網絡的發(fā)展、計算機的普及促使生產和消費逐步同步性和相關性。因此,機電一體化無論是從生產角度還是銷售角度,都要考慮網絡實踐
應用。
1.5 機電一體化的綠色發(fā)展方向
機電一體化的綠色發(fā)展方向是社會發(fā)展的要求。隨著社會的發(fā)展、人們生活水平的提高,人們對生存環(huán)境的關注也越來越高。經濟發(fā)展、工業(yè)發(fā)展的背后是嚴重的環(huán)境問題代價,因此必須要實現發(fā)展的綠色化。機電一體化的綠色發(fā)展方向有兩層意思:一是生產的綠色化。機電一體化設備在生產過程中必須要堅持綠色發(fā)展理論,通過綠色工藝,使用綠色材料,實現生產的節(jié)能降耗和環(huán)境影響的最小化。二是制造的綠色化。機電一體化設備具有應用范圍廣、需求量大等特點,不過無論是應用與化工企業(yè)還是日用家居都應該有限考慮設備綠色運行,降低環(huán)境
污染。
2 機電一體化在化工中的應用和具體實踐
2.1 機電一體化在化工推廣的意義
近些年來,我國化工行業(yè)取得了巨大的進步,化工企業(yè)總體科技水平和技術含量逐步提高,日益向現代化工企業(yè)轉變。但是,我國化工企業(yè)的總體發(fā)展水平還不高,生產粗放型比較明顯,生產效率不高,設備老舊率較高。機電一體化在化工中的應用和實踐為化工企業(yè)的發(fā)展提供了新的發(fā)展方向和動力。一是在化工企業(yè)中推廣機電一體化,有利于淘汰落后產能和設備,實現化工生產全過程的有效控制。通過機電一體化可以幫助企業(yè)實現化工原料從進場到成品最后出場全過程的有效監(jiān)控,提高化工企業(yè)的工作效率。二是機電一體化技術有利于企業(yè)化工信息的傳輸。機電一體化中的交流傳送技術和現場總線技術可以幫助提高化工信息的傳送時效性,實現信息交流的雙向性。三是通過機電一體化系統(tǒng)實現企業(yè)控制。化工企業(yè)規(guī)模一般較大,人事安排、生產安排任務較重,使用傳統(tǒng)的生產處理安排方式,很容易造成人事規(guī)模過大,機構冗繁,降低企業(yè)生產成本。通過機電一體化系統(tǒng),可以實現企業(yè)整體化規(guī)劃與安排,實現了最少人工環(huán)境下效率的最大化。
2.2 機電一體化在化工中的應用
機電一體化在化工企業(yè)中常見的應用有三類:一是機電一體化在生產過程中的應用。機電一體化在生產過程中的應用主要是實現生產的自動化或者半自動化。比如數控車床,采煤業(yè)中用于運煤采煤的煤礦數字提升機,數字煤礦提升機通過數字化與提升機結合,特別是內裝式提升機,極大方便了操作的流程。通過實現生產的自動化,提高生產的精確度,進而提高生產的效率,而且還可以有效降低人工生產成本,降低工人勞動時間和強度,對于一些污染比較大的化工企業(yè),實現生產自動化也有利于保護工人健康和降低污染,比如,污水回收處理系統(tǒng)。二是機電一體化有利于實現生產的精確化。現代化學工業(yè)企業(yè)大部分正處于生產由粗放型向集約型轉變,因此必然要求生產的進一步精確化,以便提高資源利用率。比如氮肥廠生產過程中,通過使用機電一體化設備實現自動加煤、填煤作業(yè),可以實現生產連續(xù)性發(fā)展要求,通過利用現代機電技術,實現加煤、填煤作業(yè)的精確控制,保證投入和生產速度,有利于提高煤的轉化率和利用率。三是機電一體化在化工企業(yè)中的監(jiān)控作用。化工企業(yè)生產具有非常復雜的操作流程,一般在爐內進行,雖然利用傳統(tǒng)的檢測設備可以實現溫度、氣壓方面的控制,但是因素變化具有不可預測性,一旦發(fā)生問題,儀器只能做到事后預警而不能起到事前預警的作用。利用機電一體化,比如液壓系統(tǒng)、制動系統(tǒng)等,可以有效起到事前預警的作用,提高檢測能力。
3 結語
機電一體化在化工企業(yè)中的應用,是機電一體化發(fā)展的必然要求,也是化工生產特點所決定的。隨著社會和科技的發(fā)展,新技術、新研究特別是生物技術的不斷發(fā)展,進一步豐富了機電一體化內涵,未來的機電一體化技術在化工企業(yè)應用過程會進一步深入。
參考文獻
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【關鍵詞】機電接口技術;機電一體化;發(fā)展;電子技術;機械技術
前言
近年來,經濟社會取得了很大的發(fā)展,在科學技術方面也取得了很大的成績,科學技術的不斷發(fā)展實現了不同學科之間的有效滲透和融合。科學技術的不斷滲透和融合在研究方向方面會發(fā)生改變,因而出現新的技術。例如,機電一體化技術就是多種學科融為一體的學科。在機電一體化技術中包含著自動控制技術、機械技術、網絡技術、計算機技術以及傳感技術等,因此,在對機電一體化產品進行設計時,要對多種學科之間的特性進行研究,同時,對這些特性之間的各種物理關系要進行清楚,正確處理好各種關系,對各個學科特性之間的耦合關系和內在聯系進行正確分析,能夠更好的解決機電一體化產品在設計方面出現的問題。在這種情況下,機電接口技術應運而生,運用這項技術能夠更好的將機電和其他領域技術融合在一起,同時,在這個過程中也能對出現的問題進行有效的解決,并且將更好的機電產品研究出來。
1 機電接口技術的內涵
機電接口是機電一體化產品中控制微機和機械裝置之間的接口,其產生的基礎是機電一體化技術。機電接口根據信息傳遞的方向不同可以分為控制輸量輸出接口和信息采集接口。機電一體化產品中比較常用的設備是傳感器,在信號輸出時,其通常采用的是模擬量的形式,實現一些檢測功能,主要是對發(fā)電機的轉速進行掌握,同時,對差動變壓器的位置進行檢測。但是,在對控制量進行輸出時還存在著一個特殊的形式,就是數字系統(tǒng)。
機電接口技術是對機電系統(tǒng)中的各項組成技術和各項組成部分的子系統(tǒng)的連接問題進行研究,其中包含著對電子技術、機械技術、信息技術等功能技術進行融合的綜合系統(tǒng),這些系統(tǒng)在應用過程中實現了信息能量的融合和交互,同時,對機電系統(tǒng)的設計方面也實現了最優(yōu)化。
機電接口包含著硬件以及軟件兩個部分,機電系統(tǒng)在運行過程中和環(huán)境以及操作者之間建立了一種非常有效的連接,相應的物理通道在運行過程中要進行能量和信息的輸入、轉換以及傳遞。系統(tǒng)信息在轉換過程中,要進行交互和調整,并且對機電一體化組成技術要進行綜合和協調,促進各個系統(tǒng)能夠形成整體,保證各種功能能夠實現。
現階段,機電接口主要分為智能接口、人機接口、機電接口和動力接口。智能系統(tǒng)在應用方面比較復雜,不同的技術會形成不同的信息形式,同時,在使用過程中要根據不同的要求進行相應的改變,智能接口在進行各種信息傳遞和轉換的過程中,要保證不同的技術和子系統(tǒng)能夠有機的結合在一起,形成一個完整的系統(tǒng)。人機接口是操作人員和機電系統(tǒng)之間存在的接口,利用這個接口,系統(tǒng)的運行狀態(tài)能夠很好的顯示在操作者的眼前,同時,操作者能夠對系統(tǒng)進行很好的監(jiān)控,系統(tǒng)在運行過程中實現了更加人性化的操作。機電接口的主要作用就是有效的連接各種驅動系統(tǒng),同時,能夠將驅動信號轉換為執(zhí)行結構要求的信號,在轉換過程中滿足了傳感器的要求。動力接口能夠將動力源和機電系統(tǒng)進行有效的連接,然后給機電系統(tǒng)一定的驅動動力。在機電系統(tǒng)中,動力存在著不同的類型,包括交流電、直流電和液壓等,系統(tǒng)在運行過程中動力的類型不同,與之相應的動力接口形式也要不同,這樣才能保證系統(tǒng)運行的可靠性。
2 機電一體化發(fā)展現狀
所謂機電一體化指的是將電子技術與機械技術有機地結合在一起并運用的一種綜合技術,在綜合應用的過程中需要運用到機械,自動監(jiān)控、接口、傳感測試、信息、電力電子以及電力等多項技術。伴隨科學技術的不斷發(fā)展,計算機技術已經逐漸得到普及,并廣泛應用于各個領域與行業(yè)中,在各領域與各行業(yè)中,機電一體化的運用也逐漸增多。比如機床、量具、低壓電器、機器人、量儀、電動傳動裝置、軍事裝備、電站控制系統(tǒng)、焊接設備、急用電器等都對機電化一體技術進行了較為廣泛的應用,在這種狀況下,機電一體化也正朝著網絡化、微型化、智能化、模塊化、綠色化、系統(tǒng)化等方向發(fā)展。
3 機電接口技術對機電一體化發(fā)展的影響
近年來,我國的經濟得到了快速發(fā)展,這種情況下,人們的生活水平也得到了明顯的提高,人們對一些事物的要求也在不斷提高。經濟的快速進步離不開科學技術的發(fā)展,傳統(tǒng)的機械技術在應用方面已經慢慢出現了不能滿足人們日益增長的技術需求。在這種情況下,機電一體化技術應運而生,其中包含了電子技術、機械技術以及信息技術,機電一體化技術的出現更加符合時展的需求。機電一體化技術剛剛開始發(fā)展時,其只是將電子技術和機械技術進行了簡單的融合,在接口方面非常的方便和簡單。但是,隨著科學技術的發(fā)展和經濟建設的不斷要求,機電一體化技術也在不斷的發(fā)展。現在,機電一體化技術已經不再是簡單的機電一體化產品,而是慢慢發(fā)展成為了一個復雜的系統(tǒng),在系統(tǒng)內部的接口也越來越復雜。目前,對機電一體化技術的各項組成技術的研究已經實現了深入和成熟發(fā)展,但是,研究人員在工作中要對各項組成技術進行簡單的研究也不能更好的保證系統(tǒng)的運行,因此,要對其復雜性進行很好的重視。機電一體化技術具有一定的復雜性,在對其進行研究時不能只是單純的研究其系統(tǒng)設計以及相應的集成理論,這樣沒有實現對系統(tǒng)進行具體研究的目的。對機電接口技術進行研究能夠更好的對機電一體化系統(tǒng)進行研究,并且在設計方面也能更好的將相關的理論進行融合。機電一體化技術在不斷發(fā)展過程中,正在向著網絡化、微型化、智能化以及系統(tǒng)化的方向發(fā)展,在不斷發(fā)展過程中其對接口的要求也越來越高,要保證接口技術和系統(tǒng)技術進行融合,在信息傳遞方面保證順暢。
4 結束語
機電接口技術是指機電系統(tǒng)中各項組成技術和各項組成部分的連接接口,其在連接過程中會出現很多的問題,對這些問題進行研究能夠更好的促進機電一體化技術的發(fā)展。在機電一體化系統(tǒng)中,信息能量要進行不斷的融合,同時,也實現了不斷的交互,這樣能夠實現機電系統(tǒng)設計的最優(yōu)化。機電一體化是將電子技術和機械技術有機結合在一起的綜合技術,在綜合過程中對機械技術、自動監(jiān)控技術、接口技術、傳感技術、信息技術以及電子技術進行了很好的運用,對機電接口技術進行研究,能夠更好的推動機電一體化的發(fā)展,同時,也能更好的推動我國經濟的發(fā)展。
參考文獻:
[1]霍志璞.機電系統(tǒng)虛實一體化的創(chuàng)新設計自動化理論與技術研究[D].青島科技大學,2012(4).