機(jī)電技術(shù)論文(2)
機(jī)電技術(shù)論文篇二
淺談機(jī)電一體化技術(shù)
摘要 : 本文著重介紹了機(jī)電一體化的基本概念并簡(jiǎn)單列舉了機(jī)電一體化產(chǎn)品的種類及其構(gòu)成特點(diǎn)。且對(duì)比了機(jī)電一體化技術(shù)相比傳統(tǒng)機(jī)電產(chǎn)品在功能上的優(yōu)越性。
關(guān)鍵詞:機(jī)電一體化; 技術(shù); 優(yōu)越性
Abstract: this paper introduces the basic concept of mechanical and electrical integration and simple lists the electromechanical integration product categories and its structure characteristics. And compared the electromechanical integration technology, compared with the traditional mechanical and electrical products in the superiority of the function.
Keywords: mechanical and electrical integration; Technology; superiority
中圖分類號(hào)：TH-39文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：
1 機(jī)電一體化的基本概念
機(jī)電一體化是在以機(jī)械、電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)科學(xué)為主的多門學(xué)科相互滲透、相互結(jié)合過(guò)程中逐漸形成和發(fā)展起來(lái)的一門新興邊緣技術(shù)學(xué)科, 而機(jī)電一體化產(chǎn)品是在機(jī)械產(chǎn)品的基礎(chǔ)上, 采用微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)生產(chǎn)出來(lái)的新一代產(chǎn)品。機(jī)電一體化技術(shù)同時(shí)也是工程領(lǐng)域不同種類技術(shù)的綜合及集合, 它是建立在機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)和信息處理技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、電力電子技術(shù)、伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)以及系統(tǒng)總體技術(shù)基礎(chǔ)之上的一種高新技術(shù)。與傳統(tǒng)的機(jī)電產(chǎn)品相比, 機(jī)電一體化產(chǎn)品具有下述優(yōu)越性。
1.1 使用安全性和可靠性提高
機(jī)電一體化產(chǎn)品一般都具有自動(dòng)監(jiān)視、報(bào)警、自動(dòng)診斷、自動(dòng)保護(hù)等功能。在工作過(guò)程中, 遇到過(guò)載、過(guò)壓、過(guò)流、短路等電力故障時(shí), 能自動(dòng)采取保護(hù)措施, 避免和減少人身和設(shè)備事故, 顯著提高設(shè)備的使用安全性。
1.2 生產(chǎn)能力和工作質(zhì)量提高
機(jī)電一體化產(chǎn)品大都具有信息自動(dòng)處理和自動(dòng)控制功能, 其控制和檢測(cè)的靈敏度、精度以及范圍都有很大程度的提高, 通過(guò)自動(dòng)控制系統(tǒng)可精確地保證機(jī)械的執(zhí)行機(jī)構(gòu)按照設(shè)計(jì)的要求完成預(yù)定的動(dòng)作, 使之不受機(jī)械操作者主觀因素的影響, 從而實(shí)現(xiàn)最佳操作, 保證最佳的工作質(zhì)量和產(chǎn)品的合格率。同時(shí), 由于機(jī)電一體化產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了工作的自動(dòng)化, 使得生產(chǎn)能力大大提高。例如, 數(shù)控機(jī)床對(duì)工件的加工穩(wěn)定性大大提高, 生產(chǎn)效率比普通機(jī)床提高5~ 6倍。
1.3使用性能改善
機(jī)電一體化產(chǎn)品普遍采用程序控制和數(shù)字顯示, 操作按鈕和手柄數(shù)量顯著減少, 使得操作大大簡(jiǎn)化并且方便、簡(jiǎn)單。機(jī)電一體化產(chǎn)品的工作過(guò)程根據(jù)預(yù)設(shè)的程序逐步由電子控制系統(tǒng)指揮實(shí)現(xiàn), 系統(tǒng)可重復(fù)實(shí)現(xiàn)全部動(dòng)作。高級(jí)的機(jī)電一體化產(chǎn)品可通過(guò)被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型以及外界參數(shù)的變化隨機(jī)自尋最佳工作程序, 實(shí)現(xiàn)自動(dòng)最優(yōu)化操作。
1.4具有復(fù)合功能并且適用面廣
機(jī)電一體化產(chǎn)品跳出了機(jī)電產(chǎn)品的單技術(shù)和單功能限制, 具有復(fù)合技術(shù)和復(fù)合功能, 使產(chǎn)品的功能水平和自動(dòng)化程度大大提高。機(jī)電一體化產(chǎn)品一般具有自動(dòng)化控制、自動(dòng)補(bǔ)償、自動(dòng)校驗(yàn)、自動(dòng)調(diào)節(jié)、自動(dòng)保護(hù)和智能化等多種功能, 能應(yīng)用于不同的場(chǎng)合和不同領(lǐng)域, 滿足用戶需求的應(yīng)變能力較強(qiáng)。例如, 電子式空氣斷路器具有保護(hù)特性可調(diào)、選擇性脫扣、正常通過(guò)電流與脫扣時(shí)電流的測(cè)量、顯示和故障自動(dòng)診斷等功能, 使其應(yīng)用范圍大為擴(kuò)大。
1.5調(diào)整和維護(hù)方便
機(jī)電一體化產(chǎn)品在安裝調(diào)試時(shí), 可通過(guò)改變控制程序來(lái)實(shí)現(xiàn)工作方式的改變, 以適應(yīng)不同用戶對(duì)象的需要以及現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)變化的需要。這些控制程序可通過(guò)多種手段輸入到機(jī)電一體化產(chǎn)品的控制系統(tǒng)中, 而不需要改變產(chǎn)品中的任何部件或零件。對(duì)于具有存儲(chǔ)功能的機(jī)電一體化產(chǎn)品,可以事先存入若干套不同的執(zhí)行程序, 然后根據(jù)不同的工作對(duì)象, 只需給定一個(gè)代碼信號(hào)輸入, 即可按指定的預(yù)定程序進(jìn)行自動(dòng)工作。機(jī)電一體化產(chǎn)品的自動(dòng)化檢驗(yàn)和自動(dòng)監(jiān)視功能可對(duì)工作過(guò)程中出現(xiàn)的故障自動(dòng)采取措施, 使工作恢復(fù)正常。機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品的應(yīng)用范圍非常廣泛, 涉及到工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的所有領(lǐng)域, 因此, 機(jī)電一體化產(chǎn)品的種類很多, 而且還在不斷地增加。按照機(jī)電一體化產(chǎn)品的功能,可以將其分成下述幾類: 數(shù)控機(jī)械類, 主要產(chǎn)品包括數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)以及全自動(dòng)洗衣機(jī)等,這類產(chǎn)品的特點(diǎn)是執(zhí)行機(jī)構(gòu)為機(jī)械裝置; 電子設(shè)備類,主要產(chǎn)品包括電火花加工機(jī)床、線切割機(jī)、超聲波加工機(jī)以及激光測(cè)量?jī)x等, 這類產(chǎn)品的特點(diǎn)是執(zhí)行機(jī)構(gòu)為電子裝置; 機(jī)電結(jié)合類, 主要產(chǎn)品包括自動(dòng)探傷機(jī)、形狀自動(dòng)識(shí)別裝置、CT 掃描診斷機(jī)以及自動(dòng)售貨機(jī)等, 這類產(chǎn)品的特點(diǎn)是執(zhí)行機(jī)構(gòu)為電子裝置和機(jī)械裝置的有機(jī)結(jié)合;電液伺服類, 主要產(chǎn)品為機(jī)電液一體化的伺服裝置, 如電子伺服萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī), 這類產(chǎn)品的特點(diǎn)是執(zhí)行機(jī)構(gòu)為液壓驅(qū)動(dòng)的機(jī)械裝置, 控制機(jī)構(gòu)是接受電信號(hào)的液壓伺服閥;信息控制類, 主要產(chǎn)品包括傳真機(jī)、磁盤存儲(chǔ)器、磁帶錄像機(jī)、錄音機(jī)、復(fù)印機(jī)等, 這類產(chǎn)品的主要特點(diǎn)是執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作由所接收的信息類信號(hào)來(lái)控制。除此之外, 機(jī)電一體化產(chǎn)品還可根據(jù)機(jī)電技術(shù)的結(jié)合程度分為功能附加型、功能替代型和機(jī)電融合型三類。
2.機(jī)電一體化產(chǎn)品的構(gòu)成及特點(diǎn)
機(jī)電一體化產(chǎn)品的功能是通過(guò)其內(nèi)部各組成部分功能的協(xié)調(diào)和綜合來(lái)共同實(shí)現(xiàn)的。從其結(jié)構(gòu)來(lái)看, 機(jī)電一體化產(chǎn)品具有自動(dòng)化、智能化和多功能的特性, 而實(shí)現(xiàn)這種多功能一般需要機(jī)電一體化產(chǎn)品具備五種內(nèi)部功能, 即主功能、動(dòng)力功能、檢測(cè)功能、控制功能和執(zhí)行功能, 而實(shí)現(xiàn)這些功能的各個(gè)組成部分及其技術(shù)就構(gòu)成了機(jī)電一體化產(chǎn)品的總體或系統(tǒng)。
2.1機(jī)械系統(tǒng)
機(jī)電一體化產(chǎn)品的機(jī)械系統(tǒng)包括機(jī)身、框架、機(jī)械傳動(dòng)和聯(lián)接等機(jī)械部分。這部分是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品功能的基礎(chǔ), 因此對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)提出了更高的要求, 需在結(jié)構(gòu)、材料、工藝加工及幾何尺寸等方面滿足機(jī)電一體化產(chǎn)品高效、多功能、可靠、節(jié)能和小型輕量等要求。
2.2 動(dòng)力系統(tǒng)
動(dòng)力系統(tǒng)為機(jī)電一體化產(chǎn)品提供能量和動(dòng)力功能, 去驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作以完成預(yù)定的主功能。動(dòng)力系統(tǒng)包括電、液、氣等動(dòng)力源。機(jī)電一體化產(chǎn)品以電能利用為主, 包括電源、電動(dòng)機(jī)及驅(qū)動(dòng)電路等。
2.3傳感與檢測(cè)系統(tǒng)
傳感器的作用是將機(jī)電一體化產(chǎn)品在運(yùn)行過(guò)程中所需要的自身和外界環(huán)境的各種參數(shù)轉(zhuǎn)換成可以測(cè)定的物理量,同時(shí)利用檢測(cè)系統(tǒng)的功能對(duì)這些物理量進(jìn)行測(cè)定, 為機(jī)電一體化產(chǎn)品提供運(yùn)行控制所需的各種信息。傳感與檢測(cè)系統(tǒng)的功能一般由測(cè)量?jī)x器或儀表來(lái)實(shí)現(xiàn), 對(duì)其要求是體積小、便于安裝與聯(lián)接、檢測(cè)精度高、抗干擾等。
2.4信息處理及控制系統(tǒng)
根據(jù)機(jī)電一體化產(chǎn)品的功能和性能要求, 信息處理及控制系統(tǒng)接收傳感與檢測(cè)系統(tǒng)反饋的信息, 并對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的處理、運(yùn)算和決策, 以對(duì)產(chǎn)品的運(yùn)行施以按照要求的控制,實(shí)現(xiàn)控制功能。機(jī)電一體化產(chǎn)品中, 信息處理及控制系統(tǒng)主要是由計(jì)算機(jī)的軟件和硬件以及相應(yīng)的接口所組成。
2.5執(zhí)行機(jī)構(gòu)
執(zhí)行機(jī)構(gòu)在控制信息的作用下完成要求的動(dòng)作, 實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的主功能。機(jī)電一體化產(chǎn)品的執(zhí)行機(jī)構(gòu)一般是運(yùn)動(dòng)部件, 常采用機(jī)械、電液、氣動(dòng)等機(jī)構(gòu)。執(zhí)行機(jī)構(gòu)因機(jī)電一體化產(chǎn)品的種類和作業(yè)對(duì)象不同而有較大的差異。執(zhí)行機(jī)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品目的功能的直接執(zhí)行者, 其性能好壞決定著整個(gè)產(chǎn)品的性能, 因而是機(jī)電一體化產(chǎn)品中最重要的組成部分。機(jī)電一體化產(chǎn)品的五個(gè)組成部分在工作時(shí)相互協(xié)調(diào),共同完成所規(guī)定的目的功能。在結(jié)構(gòu)上, 各組成部分通過(guò)各種接口及其相應(yīng)的軟件有機(jī)地結(jié)合在一起, 構(gòu)成一個(gè)內(nèi)部匹配合理、外部效能最佳的完整產(chǎn)品。
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