机电一体化对传统机械的影响及发展趋势

机电一体化对传统机械的影响及发展趋势摘要：随着计算机、微电子技术等技术的不断发展，传统的机械行业也受到了较大的影响，智能化、模块化、网络化的机械逐渐发展并引领经济的发展。本文主要就机电一体化技术对传统机械的影响及发展趋势展开讨论。关键词：传统机械机电一体化影响发展趋势1.机电一体化的基本概念1.1机电一体化的定义机电一体化又称机械电子学，日本企业界在1970年左右最早提出“机电一体化技术”这一概念[1]。机电一体化结合了机械、电子技术、计算机科学、数控技术、信号处理等多门学科，是一门由多门学科相互渗透与结合而发展起来的新兴科学。随着科学技术的快速发展，机电一体化正被应用在各方各面，影响着每个人的生活。1.2.机电一体化的主要技术1.2.1机械技术机械部分主要从从提高精度、减轻质量、提高材料质量等几方面考虑。为了减轻以钢铁材料为主的现代机械产品的质量，可以考虑结构的改进、采用具有同等性能的非金属材料等，以便减小机械惯性，加快响应速度，减少能量损耗。材料质量包括材料自身的强韧性、表面质量等。提高质量可以提高材料的力学性能，降低在高强度负荷下断裂、屈服等的可能性。此外，还可以改善加工工艺或机械结构，降低加工过程中的磨损、温度升高等方面影响，保证产品的精度和正常运行。1.2.2接口技术接口技术是传输外部信号到计算机的重要部分，是实现系统各部分连接的保证。为了与计算机进行通信，必须使数据传递的格式标准化、规格化。接口采用同一标准规格有利于信息传递和维修，方便交流。目前，接口技术正向着低成本、高速串行接口的方向发展，来解决光电藕器的大容量化、小型化、标准化等问题。1.2.3传感技术传感检测技术是系统的感受部分。其功能越强，系统的自动化程序就越高。机电一体化要求传感器能快速、精确地获取信息并不受外部环境所扰，它是机电一体化系统达到高水平的保证。1.2.4信号处理技术为进一步发展机电一体化，需要提高信息处理设备的可靠性，包括A/D、D/A转换设备的可靠性、输入输出的可靠性，以及对指令处理的速度、信号处理时的抗干扰问题等。1.2.5驱动技术驱动技术包括电动、气动、液压等各种类型的传动装置。伺服系统是实现电信号到机械动作的转换装置与部件，对系统的动态性能、控制质量和功能有决定性的影响。电机作为驱动机构已被广泛采用，但在快速响应和效率等方面还存在一些问题。目前，正在积极发展内部装有编码器的电机以及控制专用组件-传感器-电机三位一体的伺服驱动单元[2]。2.机电一体化对传统机械的影响2.1.对传统机床的影响传统机床虽然解放了劳动生产力，在一定程度上提高了效率，但在很多方面都无法满足现代工业的快速发展。例如CA6140型卧式车床，通过工件的圆周运动以及车刀的进给运动，只能实现简单表面的切削与加工，而这些已远远不能满足现代工业对复杂曲面与形状、高精度的要求。而现代机床（如数控机床）的出现，使得机床工业进入了一个新的阶段。数控机床有以下特点：（1）高柔性。（2）高精度化。（3）高效率。2.对传统包装机械的影响传统的包装机构多采用机械式控制，如凸轮分配轴式，后来又出现了电子控制、光电控制、气动控制等控制形式[3]。但是随着经济的发展，尤其是网上交易平台的出现，包装参数多变，传统包装机械已很难满足需求。随着机电一体化技术的发展，包装机械得到了很大的提升。主要表现在以下几个方面。（1）提高产品质量。（2）增加功能，提高可靠性。（3）简化机械结构。3.对农业机械的影响我国是农业大国，农业是国民经济的基础，而农业机械化是现代农业的重要组成部分。农业机械化的应用程度在全国范围内各不相同，一些偏远地区仍以人工为主，或者机械化程度较低，对人工的替代作用仍有很大的限度。而随着机电一体化的发展，农业向着农业机械化、农机设备自动化、农机设备智能化的方向发展。机电一体化技术与传统的农业机械，优势明显：（1）安全性和低故障性。（2）良好的操作性。（3）便于安装调试和维护。3.机电一体化的发展趋势3.1智能化智能化是未来发展的一个主要趋势。在机械方面，智能化的发展可使机械具有自主判断、推理、决策等能力，减少对机械的人工控制，使其自主完成一些基本任务，使得产品更加人性化。3.2模块化模块化可以促进各生产厂家产品的标准化，快速开发新的产品，同时采用模块化也有利于模块之间的更换与替代，方便检测与维修。模块化具有良好的发展前景。3.3网络化在机电一体化技术发展中，机械工程中涉及到的精密仪器和检测设备可通过网络化的设置，实现对设备的远程监控，以减少人力，提高工作效率。未来这将成为主要的发展趋势。3.4微型化微型化主要是为了适应分散的、中小型的工业场合。微型化主要向着体积小、功能全、能耗低、性价比高的方向发展，使其具有灵活的组态特性。3.5个性化市场经济的快速发展，为了满足消费者不断变化的需求，产品须实现个性化的发展。特别是在当前的信息时代，机电一体化产品也必须根据自身的发展目标转向个性化的发展方向，提高产品的质量。3.6绿色化可持续发展战略与规划将对企业在合理开采和利用自然资源、从源头杜绝污染和破坏生态环境、开创更多就业机会三方面提出更高的要求。4.结束语总之，随着电子信息行业的快速发展，以微电子技术为核心的机电一体化系统必将成为未来的发展趋势。同时，机电一体化也将改变传统的机械结构，促进传统机械的经一步发展，使结合了机电一体化的现代机械成为21世纪机械制造工业中的主力军。参考文献[1]张海樵.机电一体化专业发展前景及课程改革[J].时代教育,2013(6).[2]赵志强,卢昕,林甦君.机电一体化技术对农业机械化发展的影响[J].农业机械,2012(10).[3]罗志明.机电一体化是包装机械发展的方向[J].沿海企业与科技,2004（06）.