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機電一體化技術(shù)的發(fā)展與思考
1、機電一體化技術(shù)的優(yōu)勢
1.1、提高了使用的性能
機電一體化產(chǎn)品大多數(shù)是使用數(shù)字顯示和程序控制這種先進的技術(shù),在進行控制的時候都是利用產(chǎn)品控制平面上的按鈕進行控制,而且做到了按鈕與操作手柄的數(shù)量最小化,使得操作更加方便和簡單,系統(tǒng)的自動化程度顯著地提高。機電一體化產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中,都是利用內(nèi)部的電子控制系統(tǒng)的預制程度進行自動指,采用重復的動作來實現(xiàn)所有需要完成的生產(chǎn)步驟。尤其是在這個階段,技術(shù)一流的機電一體化產(chǎn)品,都是通過控制對象參數(shù)變化的外部環(huán)境來實現(xiàn)最好地工作程序,以達到最佳地自動運行。
1.2、調(diào)試和養(yǎng)護更方便
這種控制方案的優(yōu)點是,它使產(chǎn)品在不改變?nèi)魏闻浼糠只蛘卟桓淖儺a(chǎn)品某些部分的情況下,只需要通過直接輸入到機電一體化產(chǎn)品操作系統(tǒng)上的程序,對程序進行相應(yīng)的變動或者進行基于基礎(chǔ)上的更新過程就可以完成產(chǎn)品的調(diào)試改進。此外,對于一些具有存儲功能的機電一體化產(chǎn)品,企業(yè)可以通過對預先安裝在系統(tǒng)中不同的程序的執(zhí)行,可以有效避免重復安裝的情況出現(xiàn),機電一體化的系統(tǒng)也可以隨時根據(jù)產(chǎn)品需要,對目標進行變動,這時程序會自動更換操作,使得工作效率得到明顯的提高。機電一體化系統(tǒng)還具有自動化監(jiān)控、巡檢功能,可以使產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中一旦出現(xiàn)設(shè)備故障,該設(shè)備可以及時作出反應(yīng),并采取適當?shù)募m正措施,以確保機電一體化設(shè)備的正常運行。
1.3、安全性能得到改進
機電一體化產(chǎn)品具有自動報警、自動監(jiān)控、自動保護、自動診斷等功能,這相比于傳統(tǒng)的機械設(shè)備在安全性能上取得了巨大的進步,使得設(shè)備的安全性能得到有力的保障。目前的機電一體化產(chǎn)品在工作的過程中,一旦出現(xiàn)故障,就可以自動采取有效的防護措施,消除安全風險,在一定程度上,對設(shè)備以及設(shè)備的操作人員的安全起到了保護作用。
1.4、生產(chǎn)質(zhì)量得到提高
機電一體化產(chǎn)品通常都具有自動控制功能和自動信息處理功能,正因為具有這樣的特點,在對生產(chǎn)產(chǎn)品的檢測精度、生產(chǎn)的靈敏度、生產(chǎn)的范圍等多個方面都取得了顯著地提高,通過自動生產(chǎn)控制系統(tǒng),機電一體化產(chǎn)品可以避免從操作者的主觀想法上對產(chǎn)品造成影響,在生產(chǎn)的過程中完全按照預定的程序,執(zhí)行所需的操作,有效的確保了機械的使用性能,確保了設(shè)備的生產(chǎn)能力得以實現(xiàn),提高了產(chǎn)品質(zhì)量。
1.5、適用的范圍更廣
相比傳統(tǒng)的機械和電氣產(chǎn)品,機電一體化產(chǎn)品不再局限于單一功能,也不再受到單一的技術(shù)限制,這類產(chǎn)品具有復雜的技術(shù)和先進的功能,大大提高了產(chǎn)品的自動化程度和產(chǎn)品的功能水平,使得這類產(chǎn)品的生產(chǎn)、使用范圍越來越大。
2、機電一體化技術(shù)的發(fā)展
相比于歐洲和美國等發(fā)達國家的機電一體化技術(shù),我國相關(guān)技術(shù)的研究起步較晚,應(yīng)用的范圍也沒有這些國家廣泛,但是機電一體化技術(shù)技術(shù)的先進性是與目共睹的。進入新世紀后,我國為了加速機電一體化技術(shù)的不斷更高、更優(yōu)的發(fā)展,從國家政府機構(gòu)就成立了相關(guān)的部門進行管理,并成立了專門的領(lǐng)導小組,負責這項技術(shù)的研究開發(fā)。尤其是近幾年高科技技術(shù)的飛躍式發(fā)展以及信息化技術(shù)在機電一體化技術(shù)中得到的大量應(yīng)用,使得我國的機電一體化技術(shù)通過整體努力已取得了很大進展。當然相比于歐美以及日韓等國家,我們?nèi)杂幸欢ǖ牟罹,但這種差距正在逐步縮小。目前國內(nèi)機電集體化的發(fā)展方向主要包括以下幾個方面的內(nèi)容。
2.1、智能化
機電一體化產(chǎn)品的智能化,主要體現(xiàn)在四個方面:
(1)利用專家系統(tǒng)技術(shù)來實現(xiàn),專家系統(tǒng)是指采用相關(guān)的智能化的解題軟件,對一些解決不了的問題進行解決,在這個智能化的軟件之中總結(jié)了大量的相關(guān)知識和經(jīng)驗,這些資料變換成為計算機系統(tǒng)的數(shù)據(jù)符號語言,并使用專家控制策略和推理,集中解決同行業(yè)中的相對比較難的問題,可以多種智能識別軟件,增加高層次的數(shù)控專家系統(tǒng),有效提高機電一體化產(chǎn)品的智能化水平;
(2)采用模糊邏輯控制技術(shù),在這個階段,技術(shù)已廣泛應(yīng)用于信號模擬,利用人們的思維方式模擬顯示不準確的信息工具;
(3)利用智能工程技術(shù),它可以自動處理各類知識,是一個高層次的信息處理和數(shù)據(jù)處理技術(shù),智能工程技術(shù)系統(tǒng)知識在各自的領(lǐng)域要比相關(guān)專家對工程研究的內(nèi)容更多更廣;
(4)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),它實際上是大量的簡單處理單元連接在一起,利用廣泛復雜的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和高非線性系統(tǒng)的適應(yīng)能力,采用較強的計算機應(yīng)用技能和高度容錯能力,主要用于解決不精確和模糊的信息處理等問題。
在正常情況下,比較微型的設(shè)備也容易出現(xiàn)一些新的科學問題,這也是在研究中需要解決的。比如,有的工藝對表面性能和表面特性的微結(jié)構(gòu)的要求較高,需要更精確、更復雜的要求,也會對集成電路的方向產(chǎn)生影響。在我國的微型化的機電一體化技術(shù)研究中,眾多的科研人員對不斷完善結(jié)構(gòu)設(shè)計并進行改進,使系統(tǒng)設(shè)備實現(xiàn)微型化的特點,并對設(shè)計系統(tǒng)進行分析和評價,同時引入虛擬現(xiàn)實技術(shù)。
2.2、網(wǎng)絡(luò)化
隨著計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的在上世紀后期得到應(yīng)用,目前網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的已經(jīng)取得了飛速發(fā)展,在多個領(lǐng)域都得到了大量的應(yīng)用,已經(jīng)成為人們生產(chǎn)生活必不可少的元素之一。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,促進了機電一體化新產(chǎn)品的研究和開發(fā),縮短了研究和開發(fā)的周期,使得研發(fā)能力得到提高,產(chǎn)品的更新?lián)Q代更快,想要在全世界范圍內(nèi)使得產(chǎn)品的銷售更快,更受客戶的歡迎,就需要產(chǎn)品的質(zhì)量更好,產(chǎn)品的性能更優(yōu)越。
2.3、人性化
所謂的機電一體化技術(shù)的人性化,就是在進行機電一體化設(shè)計的時候,充分考慮到人的因素,在設(shè)計中盡量減少人對設(shè)備的操作,使設(shè)備的自動化程度得到提高,減少因為人為操作對機電一體化產(chǎn)品造成的影響。由于自動化程度的提高,人進行操作的次數(shù)和步驟減少,操作者的安全系數(shù)更高,通過對技術(shù)以及工藝的不斷改進和完善,實現(xiàn)機電一體化技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展,使人與設(shè)備實現(xiàn)和諧統(tǒng)一。
2.4、綠色環(huán);
社會的發(fā)展,給人們的生活和工作環(huán)境帶來了很大的變化,人們更加注重舒適的生活,在人們的日常生活中,更注重資源的可持續(xù)利用,注重環(huán)保。而綠色產(chǎn)品概念的出現(xiàn),是隨著人們消費觀念的轉(zhuǎn)變而出現(xiàn)的。所謂的綠色產(chǎn)品,就是在產(chǎn)品設(shè)計、制造和使用的過程中,不產(chǎn)生對環(huán)境有害的物質(zhì),實現(xiàn)環(huán)保化、綠色化,符合社會可持續(xù)發(fā)展的要求。因此,機電一體化設(shè)備這種綠色產(chǎn)品的研究和發(fā)展是社會發(fā)展必然的需求,也是機電一體化產(chǎn)品研究的必然方向,只有實現(xiàn)其高效、環(huán)保的特點,才能贏得更廣闊的市場發(fā)展空間。
2.5、靈活性化
機電一體化產(chǎn)品在未來的發(fā)展過程中,必須保證控制系統(tǒng)設(shè)計和系統(tǒng)的實施有足夠的冗余操作空間,也就是要有“靈活性”,這樣可以更好地應(yīng)對突發(fā)事件,也更便于對系統(tǒng)設(shè)計進行資源的科學合理分配。在這樣一個靈活的系統(tǒng)中,每個子系統(tǒng)都可以進行獨立工作,都有自身的約束性,但是同時也在為整個系統(tǒng)服務(wù),可以根據(jù)環(huán)境的變化產(chǎn)生不同的反應(yīng),子系統(tǒng)可以同時生成自己的信息的附加信息。這種技術(shù)的優(yōu)點在一方面增加了系統(tǒng)的適應(yīng)性,在另一方面子系統(tǒng)故障不會影響到整個系統(tǒng)的操作。
3、結(jié)語
綜上所述,隨著科學技術(shù)的進一步發(fā)展,機電一體化技術(shù)也會取得不斷的進步和發(fā)展,并逐步利用各種學科和其他方面發(fā)展的最新成果,向采用微電子技術(shù)以及智能化、網(wǎng)絡(luò)化、環(huán)保化發(fā)展。
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