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機電一體智能化機械設備

作者:Admin 瀏覽: 時間:2015-09-07 分享:

  機電一體化向智能化方向邁進.20世紀90年代後期,各主要發達國家開始了機電一體化技術向智能化方向邁進的新階段。一方麵,光學、通信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腳,出現了光機電一體化和微機電一體化等新分支;另一方麵,對機電一體化係統的建模設計、分析和集成方法,機電一體化的學科體係和發展趨勢都進行了深入研究。同時,由於人工智能技術、神經網絡技術及光纖技術等領域取得的巨大進步,為機電一體化技術開辟了發展的廣闊天地,也為產業化發展提供了堅實的基礎。

 

  關注六個發展方向:

 

  機電一體化是集機械、電子、光學、控製、計算機、信息等多學科的交叉綜合,它的發展和進步依賴並促進相關技術的發展和進步。未來機電一體化的主要發展方向有:

 

  1.智能化。智能化是21世紀機電一體化技術發展的一個重要發展方向。人工智能在機電一體化建設者的研究中日益得到重視,機器人與數控機床的智能化就是重要應用。這裏所說的“智能化”是對機器行為的描述,是在控製理論的基礎上,吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、新方法,模擬人類智能,使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力,以求得到更高的控製目標。誠然,使機電一體化產品具有與人完全相同的智能,是不可能的,也是不必要的。但是,高性能、高速的微處理器使機電一體化產品賦有低級智能或人的部分智能,則是完全可能而必要的。

 

  2.模塊化。模塊化是一項重要而艱巨的工程。由於機電一體化產品種類和生產廠家繁多,研製和開發具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、環境接口的機電一體化產品單元是一項十分複雜但又是非常重要的事。如研製集減速、智能調速、電機於一體的動力單元,具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的控製單元,以及各種能完成典型操作的機械裝置。這樣,可利用標準單元迅速開發出新產品,同時也可以擴大生產規模。這需要製定各項標準,以便各部件、單元的匹配和接口。由於利益衝突,近期很難製定國際或國內這方麵的標準,但可以通過組建一些大企業逐漸形成。顯然,從電氣產品的標準化、係列化帶來的好處可以肯定,無論是對生產標準機電一體化單元的企業還是對生產機電一體化產品的企業,規模化將給機電一體化企業帶來美好的前程。

 

  3.網絡化。20世紀90年代,計算機技術等的突出成就是網絡技術。網絡技術的興起和飛速發展給科學技術、工業生產、政治、軍事、教育及人們的日常生活都帶來了巨大的變革。各種網絡將全球經濟、生產連成一片,企業間的競爭也將全球化。機電一體化新產品一旦研製出來,隻要其功能獨到,質量可靠,很快就會暢銷全球。由於網絡的普及,基於網絡的各種遠程控製和監視技術方興未艾,而遠程控製的終端設備本身就是機電一體化產品。現場總線和局域網技術是家用電器網絡化已成大勢,利用家庭網絡(home net)將各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家電係統(computer integrated appliance system,CIAS),使人們在家裏分享各種高技術帶來的便利與快樂。因此,機電一體化產品無疑將朝著網絡化方向發展。

 

  4.微型化。微型化興起於20世紀80年代末,指的是機電一體化向微型機器和微觀領域發展的趨勢。國外稱其為微電子機械係統(MEMS),泛指幾何尺寸不超過1立方厘米的機電一體化產品,並向微米、納米級發展。微機電一體化產品體積小、耗能少、運動靈活,在生物醫療、軍事、信息等方麵具有不可比擬的優勢。微機電一體化發展的瓶頸在於微機械技術,微機電一體化產品的加工采用精細加工技術,即超精密技術,它包括光刻技術和蝕刻技術兩類。

 

  5.綠色化。工業的發達給人們生活帶來了巨大變化。一方麵,物質豐富,生活舒適;另一方麵,資源減少,生態環境受到嚴重汙染。於是,人們呼籲保護環境資源,回歸自然。綠色產品概念在這種呼聲下應運而生,綠色化是時代的趨勢。綠色產品在其設計、製造、使用和銷毀的生命過程中,符合特定的環境保護和人類健康的要求,對生態環境無害或危害極少,資源利用率極高。設計綠色的機電一體化產品,具有遠大的發展前途。機電一體化產品的綠色化主要是指,使用時不汙染生態環境,報廢後能回收利用。

 

  6.係統化。係統化的表現特征之一就是係統體係結構進一步采用開放式和模式化的總線結構。係統可以靈活組態,進行任意剪裁和組合,同時尋求實現多子係統協調控製和綜合管理。表現之二是通信功能的大大加強,特別是“人格化”發展引人注目,即未來的機電一體化更加注重產品與人的關係。機電一體化的人格化有兩層含義。一是機電一體化產品的最終使用對象是人,如何賦予機電一體化產品人的智能、情感、人性顯得越來越重要,特別是對家用機器人,其高層境界就是人機一體化。另一層含義是模仿生物機理,研製各種機電一體化產品。