機電一體化技術的應用及其發展趨勢

才智咖 人氣:1.15W

  【論文關鍵詞】: 機電一體化 數控 模組化

機電一體化技術的應用及其發展趨勢

  【論文摘要】:機電一體化是一種複合技術,是機械技術與微技術、資訊科技互相滲透的產物,是機電工業發展的必然趨勢。本文簡述了機電一體化技術的基本結構組成和主要應用領域,並指出其發展趨勢。

現代科學技術的發展極大地推動了不同學科的交叉與滲透,引起了工程領域的技術改造與革命。在機械工程領域,由於微電子技術和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。

  一、機電一體化的核心技術

機電一體化包括軟體和硬體兩方面技術。硬體是由機械本體、感測器、資訊處理單元和驅動單元等部分組成。因此,為加速推進機電一體化的發展,必須從以下幾方面著手:

(一)   機械本體技術

機械本體必須從改善效能、減輕質量和提高精度等幾方面考慮。現代機械產品一般都是以鋼鐵為主,為了減輕質量除了在結構上加以改進,還應考慮利用非金屬複合材料。只有機械本體減輕了重量,才有可能實現驅動系統的小型化,進而在控制方面改善快速響應特性,減少能量消耗,提高效率。

(二)   感測技術

感測器的問題集中在提高可靠性、靈敏度和精確度方面,提高可靠性與防干擾有著直接的關係。為了避免電干擾,目前有采用光纖電纜感測器的趨勢。對外部資訊感測器來說,目前主要發展非接觸型檢測技術。

(三)   資訊處理技術

機電一體化與微電子學的顯著進步、資訊處理裝置(特別是微型計算機)的普及應用緊密相連。為進一步發展機電一體化,必須提高資訊處理裝置的可靠性,包括模/數轉換裝置的可靠性和分時處理的輸入輸出的可靠性,進而提高處理速度,並解決抗干擾及標準化問題。

(四)   驅動技術

電機作為驅動機構已被廣泛採用,但在快速響應和效率等方面還存在一些問題。目前,正在積極發展內部裝有編碼器的電機以及控制專用元件-感測器-電機三位一體的伺服驅動單元。

(五)   介面技術

為了與計算機進行,必須使資料傳遞的格式標準化、規格化。介面採用同一標準規格不僅有利於資訊傳遞和維修,而且可以簡化設計。目前,技術人員正致力於開發低、高速序列的介面,來解決訊號電纜非接觸化、光導纖維以及光藕器的大容量化、小型化、標準化等問題。

(六)   軟體技術

軟體與硬體必須協調一致地發展。為了減少軟體的研製成本,提高生產維修的效率,要逐步推行軟體標準化,包括程式標準化、程式模組化、軟體程式的固化、推行軟體工程等。