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【摘要】現代科學技術的逐漸發展與完善,相關學科間開始有相互滲透、交叉的情況,為工程領域(尤其是機械工程)帶來了變革。當前,計算機、微電子技術的迅猛發展,不但擴展了應用范圍,還開始廣泛應用于機械工業領域,并衍生機電一體化,利于機械工業的發展,另外機電一體化實現了機械工業產品結構、管理系統以及生產方式等方面的改善,預示著機電一體化時代的到來。
【關鍵詞】機電工程;技術應用;機電一體化;核心技術;發展前景
當前,計算機、微電子技術的發展,開始廣泛應用于機械工業領域之中,并逐漸發展形成機電一體化局面,改善機械工業的同時加速了機械工業的發展。本文就機電工程技術應用、機電工程的核心技術以及機電工程技術的未來發展前景進行分析,加速機電工程一體化發展。
1機電工程技術應用分析
1.1機器構造
就機電工程技術而言,其應用期間涵蓋多種生產機器,而生產機器自身有發動機、配器、行駛以及制動等較多的組成部件,想要確保機械的運行效率,需要進行運轉精度、改善性能等方面的優化。同時,進行機械效率優化期間,僅考慮機器結構存在明顯的片面性,還需要對相關材料進行考慮以及改進。一般傳統機器產品的原料為鋼鐵,但是隨著傳統機器產品市場競爭力的下降,開始傾向性的選擇非金屬復合材料以及更優質的金屬材料,通過新型生產原料的選擇,不但成功降低了機器自身的重量,還降低了能力方面的消耗,在提高驅動系統功率的同時提高機器效率。
1.2技術的優化
想要進行機電工程技術的應用,最為行之有效的方法就是進行弱電控制線路的提高,在提高的同時保證工作的有效運轉。具體從提高傳感器、電機、微型計算機等方面的綜合性能展開分析,提高弱電控制線路,內容如下。
1.2.1電機
電機作為驅動機的代表,應用期間電機響應速度、工作效率存在問題,想要進行電機綜合性能的提高,可以研發并選擇新型驅動單元,并在期中加入傳感器以及控制組件等。
1.2.2傳感器
就傳感器而言,科技含量低會影響信息精準度、敏銳性以及信息傳入的及時性,所以想要提高傳感器工作效率,前提就是提高傳入信息的敏銳性、精準度。當前,光纖傳感器是最為常用的傳感器類型,非接觸性檢測屈董單元是信息傳播的介質,能夠在避免外界因素干擾的情況下提高信息的可靠性。
1.2.3微型計算機
微型計算器作為信息處理設備之一,在機電技術應用、微電子學發展方面具有積極意義。想要提高微型計算機的綜合性能,前提條件是提高信息處理設備自身的快速、準確、可靠,并對干擾等相關問題進行處理。另外,要進行專項技術人才的培養,達到在控制研發成本的前提下研發高速快遞方式,確保機器運作效果。
2機電一體化核心技術分析
機電一體化涵蓋兩方面技術,即軟件、硬件(機械本體以及傳感器等),為了確保機電一體化發展,需要從機械本體技術、傳感技術、信息處理技術、驅動技術、接口技術等5個方面進行分析,內容如下。
2.1機械本體技術
機械本體需要綜合考慮幾個方面,包括性能方面的改善、質量上的減輕、精度上的提高。機械產品的主要材料就是鋼鐵材料,想要減輕質量,前提是進行結構改進,并考慮材料的替代,在堅強機械本體重量的情況下實現驅動系統小型化,并最終達到機械本體優化的目的。
2.2傳感技術
傳感器問題主要考慮三個方面,即可靠性、靈敏度、精準度,并預防干擾。電干擾的預防應采用光纖電纜傳感器,外部信息傳感器選擇非接觸型檢測技術。
2.3信息處理技術
當前,信息技術的發展與普及,直接促進了機電一體化,所以想要更好的帶動并發展機電一體化則必須考慮到信息處理設備自身模/數轉換設備、輸入輸出的可靠性情況,提高處理速度。
2.4驅動技術
基于電機驅動機使用期間的快速響應、效率問題,所以開始研發內部裝有編碼器、伺服驅動單元替代傳統的電機。
2.5接口技術
想要實現和計算機之間的通信,需要確保數據傳遞具備格式上的標準化以及規格化,利于實現信息傳遞、維修處理,并進行設計簡化。當前,技術工作人員開始在合理控制經濟成本的條件下進行高效接口的研發,以解決接口中所涉問題。
3機電一體化技術前景分析
就當前機電一體化發展情況以及高新技術的不斷應用,未來機電一體化主要有智能、系統化、微型化、模塊化、網絡化、綠色化等6個發展方向,內容如下。
3.1智能化
當前,智能化儼然已經成為21世紀機電一體化的主要發展方向,智能機電一體化產品能夠有效的進行人類智能的模擬,有一定的判斷、推理、思維、決策能力,在工作開展期間逐漸的替代某種程度的人腦勞動。
3.2系統化
系統化表現特征包括兩個方面,即開放式/模式化總線結構以及加強通信功能。系統在靈活組態的情況下,能夠進行裁剪、組合,以實現系統的協調以及綜合管理。就未來的技術發展而言,機電一體化需要著重考慮產品、人之間的關系發展,盡可能的實現產品中部分人的性能,包括智能、情感等,趨向于生物系統化發展。
3.3微型化
微型機電一體化涵蓋微機械、微電子、軟件技術,成為機電一體化發展方向之一。當前微電子機械系統逐漸朝向更小尺寸的納米以及微米方向發展中。微機電一體化系統自身兼具諸多優勢,包括體積以及耗能小、靈活性等,能夠進入一般機械都無法達到的空間中,利于精細化操作,且開始應用于生物、航天、農業等領域的發展中,未來發展前景更為廣闊。
3.4模塊化
在機電一體化中,產品的種類豐富多樣,生產廠家繁多,進行機械接口(電氣以及動力等)的研發是復雜且重要的事,需要經歷較長的時間,并制定相關標準,確保部件以及單元、接口的匹配。就企業而言,可以借助標準單元進行新產品的開發,并合理的進行生產規模的擴大化。
3.5網絡化
就當前網絡技術發展而言,網絡化是最常聽到的詞匯,并廣泛應用于各個行業中,對于機電一體化來說網絡技術同樣產生了很大的影響,使此行業向網絡化發展。機電一體化產品所涵蓋的種類較多,所以網絡的對應方式以及形式也會有所不同,網絡的普及使得遠程控制終端設備成為了機電一體化產品。
3.6綠色化
當前,工業的興盛發展,在降低資源的同時,更好的提高了人們的物質生活。為了降低生態環境可能受到的污染問題,綠色產品應運而生并占有最突出的市場地位。綠色化已經成為時展的主要趨勢,所謂綠色化是指使用期間不污染生態環境且報廢期間不進行回收,目的是在產品的整個生命周期(包括設計、制造以及運輸等)中將生態環境危害降低到最低,并且最大程度上提高資源的利用效率。另外,綠色化已經成為制造業的可持續、健康發展模式。
4結語
綜合本文上述內容,機電一體化已經成為自動化技術發展的最高階段,機電一體化技術的發展是社會所需、是社會生產力發展所需、是傳統機械設計變革所需,在推動機械產品發展的同時,振興機械工業的發展。另外,機電一體化有智能化、系統化、微型化、模塊化以及網絡化、綠色化等未來發展方向,也對相關科研工作人員提出了更多的要求,以利于機械工業行業的發展。
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作者:梁戰昌 單位:岑溪市水利供水有限公司