機電一體化技術是衆多科學技術發展的結晶,是社會生産力發展到一定階段的必然要求。
本文立足于機電一體化的發展現狀,簡要分析了機電一體化的發展現狀及其未來發展趨勢,。
1、機電一體化技術的發展現狀
數控技術方面
目前數控技術方面正在朝着高速化、高精密化、高可靠性、結構設計模塊化、智能化發面發展。為了滿足市場的多變需求,數控機械不斷的提高切削速度,幹切削和準幹切削成為發展的主流,精度也在不斷提高。
數控車床随着技術的發展取消了皮帶、帶輪等傳統的驅動結構,采用電主軸技術,用直線電機做伺服驅動,省去滾珠絲杠這一傳統的傳送環節。使得主軸轉速達到了10000r/min以上,目前我國的普通數控車床加工精度已經達到了5μm,精密級加工達到了1~1.5μm,超精密加工精度已步入了納米級時代。
工業機器人方面
随着勞動力資源的不斷緊張,用工成本大幅度提升,目前越來越多的企業投入巨資引進機器人自動生産線,供需關系的産生督促着機器人控制技術,驅動系統設計技術,軟件及編程技術以及周邊配套設備的發展。中國市場上現擁有近萬台工業機器人,完全由中國研發及生産的機器人占據30%的市場份額。未來越來越多的機器人技術将進入加工制造行業,成為我國緩解勞動力短缺的重要發展方向。
現代計算機集成制造系統
計算機集成制造系統代表了當今工廠自動化的最高水平,被譽為是未來工廠的發展方面,CIMS的概念被越來越多的人所接受,成為了指導工廠自動化的哲理,當前CIMS的應用不僅僅在機械制造業中得以發展,同時涉及電子、航空、輕工、冶金、化工、紡織等各個領域,正被各個行業越來越多的得以關注和投入發展。目前我國的清華大學已經建成國家CIMS工程研究中心,著名高校和研究單位也越來越多的向此方向發展,最終得以實現無人化制造。
2、機電一體化的發展趨勢
機電一體化的特點是交叉多個學科且綜合性很強,它的發展進步促進機械、電子、光學、控制學、計算機等多個學科的發展,縱觀國内外目前機電一體化發展的現狀,未來的機電一體化技術将朝着智能
智能化
智能化是研究開發用于模拟、延伸和擴展的智能理論、方法、技術的一門新型學科,目前正在逐漸向機電技術靠攏,是21世紀機電一體化技術發展的重要方向,它本是在控制理論的基礎上,吸收人工智能、模糊數學、心理學和混沌動力學等。
使其具有一定的判斷思維、邏輯思維、決策思維等能力,以求達到更高的控制目标。未來的機電一體化産品智能化水平将會越來越高,不僅僅體現在生産加工方面,同時産品的系統層次結構也會由簡單的從上到下的形式變為複雜以及相互交接有更多冗餘度的雙向聯系。
網絡化
随着網絡技術的發展,市場環境競争發生着重要的變革,不僅僅在生産企業内部實現了網絡技術的控制,同時産品的虛拟化、産品銷售的線上變革、基礎消費的網絡化、服務技術的多元化、都将成為市場競争的必然發展趨勢,機電一體化産品基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾,而控制的終端設備本身就是機電一體化的産物。
利用網絡将數據終端與集成家電系統相互連接,使得人們體驗控制各種高科技産物帶來的方便與快樂,因此機電一體化未來的發展将緊密與網絡化融為一體。
微型化
進幾年來,微電子技術與機械工程技術融合的緊密程度越來越高,它的操作範圍在微米範圍内,甚至有之更小的納米機電系統,以微型化制作的産品,體積更小、能耗更小,可進入更小的空間,因此在醫療、軍事、信息等方面有着更大的優勢,在航空技術、生物醫學、信息技術以及國防軍事領域有着更為廣闊的應用前景,目前利用矽制造的集成電路、利用半導體器件在制造過程中的蝕刻技術,已經大面積的利用于軍用及民用産業。
其未來的發展道路更為寬廣。
模塊化
機電一體化産物一般分為機械部分、電子部分和軟件部分。
模塊化技術是這三個部分的共同産物,模塊化技術可以大幅度降低産品的研發及生産成本,提高不同産品之間的通用化程度,提高産品的可裝配性、可維修性、可擴展性,同時也更方便于企業産品的更快速發展。
模塊化是機電一體化系統的基本方法和發展趨勢,小到家庭所用的插座鍵盤,大到汽車及耗材,越來越多的模塊化機電産品将出現在市場上,利用這些不斷發展的模塊化機電産物,企業可以迅速的設計和制造出更好更為人性化的機電一體化産品。
綠色化
随着機械工業的飛速發展,傳統的發展模式基本上是以消耗大量資源為基礎而得到的。
随着社會對物質生活越來越高的要求,這種高投入高輸出的發展模式已經被社會所淘汰,這種粗放型生産,違背了可持續發展的的基本方針,降低機械系統的生産材料消耗、降低機械系統的能耗消耗、降低其對環境的污染、提高機械系統的回收性,是未來發展的必要方向,最終機械産品要朝着可持續性發展的綠色化道路前進。
結語
随着社會的不斷進步,各種技術及學科之間相互融合的趨勢将越來越明顯,機電一體化技術的不斷發展滿足了科學技術的進步和社會的基本需求保證,機電一體化已經充分顯示了其強大的生命力,并以超前的的速度和力度沖擊着傳統的技術思維及生産生活方式,社會經濟及各個領域都将發生深刻的改變,機電一體化技術的發展前景也将越來越廣闊。
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