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Abstract: Taking electromechanical integration control system as an example, this paper discussed the connection technology dividing it into man-machine connection and the mechanical and electrical connection, and based on this, it analyzed the impact of the mechanical and electrical connection technology to electromechanical integration and put forward that the mechanical and electrical connection technology promoted the development of electromechanical integration inevitably.
关键词: 机电一体化;接口技术;人机接口;机电接口
Key words: electromechanical integration;connection technology;man-machine connection;mechanical and electrical connection
中图分类号:TH16文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)14-0044-01
0引言
机电一体化系统是机械、电子和信息等各种技术融合为一体的综合系统,其构成要素与子系统之间的接口部分就显得极为重要。在机械系统和电子系统各种技术的复合过程中,接口技术很重要,机电接口技术是解决如何把机电及相关领域技术有机地融为一体,从而设计出最优的机电一体化产品的研究领域,其性能的好坏对整个系统的综合性能起着决定性作用。
1机电一体化系统的设计
在早期的机电一体化系统中,机械部分的设计是系统设计的中心。电能仅用于驱动,为系统提供动力。利用直流电动机的变速功能虽然可以简化机械系统的传动结构,但因为无法控制运动部件的行程,因而程序自动化仍然是系统控制设计的主要目标。驱动电动机不再是机械运动链的起点,而成为联结机械运动和动力以及控制的接口。机电一体化系统设计已从“纯”机械的设计延伸到控制领域。计算机、数字电路、传感器以及自动控制理论已成为系统设计师不可或缺的知识基础。信息技术和软件设计已经成为表达系统设计思想和协调自动化工作的重要工具。机电一体化技术是一个不断发展和完善的过程。产品精度和生产效率对机电一体化系统提出了不断改进伺服驱动性能和发展控制算法的要求,而性能优良的伺服驱动既拓展了机械系统的功能、简化了传统的机构,又要求机械系统具有合理的惯量和更好的系统动态性能。传感器的在线监测确保了系统安全可靠的运行,反馈的信息通过闭环确保了先进控制理论的实现和产品的质量要求。机、电、信息的密切交叉已经使机电一体化系统中各部分的互相联结和影响成为设计必须综合考虑的重要内容。机电接口技术作为机电一体化设计的核心已经受到专家和学者越来越多的关注。
2机电接口技术的内涵
机电一体化系统是机械、电子和信息等功能各异的技术融为一体的综合系统,其子系统之间的接口极为重要,从某种意义上说,机电一体化系统设计就是接口的设计。但现在对于机电接口技术的研究较少,通过对机电一体化系统进行总结和归纳,我们提出了机电接口技术的概念,形成了如下几点认识。
2.1 机电接口技术的内涵机电接口技术是一门新兴的技术,它研究机电一体化系统中各组成部分(子系统)和各组成技术之间的接口问题。研究这门技术是为了更有效地进行系统中信息能量的交互,融合各种技术,实现机电一体化系统最优化设计。
2.2 机电一体化系统接口(简称机电接口)的功能机电接口传递和转换信息和能量,并将机电一体化各组成技术的特性融为一体。机电接口包括硬件和软件,硬件主要在子系统之间或人与机电一体化系统之间建立连接,为信息和能量的输入/输出、传递和转换提供物理通道。软件主要是提供系统信息交互、转换、调整的方法和过程,协调和综合机电一体化组成技术,使各子系统集成并融合为一个整体,实现新的功能。
2.3 机电接口的分类①人―机接口。人与机电一体化系统之间的接口,通过此接口,可以监视系统的运行状态,控制其运行过程,即通过人―机接口能够使系统按照人的意志进行工作。人-机接口是双向的,硬件包括输入/输出设备,主要有显示屏、键盘、按钮等。②动力接口。动力源连接到驱动系统的接口,为驱动系统提供相应的动力。根据系统所需的动力类型不同如直流电、交流电、气动、液压等,动力接口的形式也有很大的不同。但动力接口有一个共同的特点,能够通过较大的功率。③智能接口。智能接口主要存在于三处,控制系统到驱动系统、驱动系统到传感器、传感器到控制系统。智能接口的应用情况相对比较复杂,但可以得出它的一些共性:智能接口传递和转换各种信息,按照不同技术的要求改变信息形式,使不同的子系统、不同的技术能够集成在一起,形成完整的系统。通常,智能接口是软件表现出的功能连接。④机―电接口。执行机构与驱动系统和传感器之间的接口。将驱动信号转换成执行机构所需的信号,或将执行机构的机械信号转换成传感器所需的信号。
3机电接口技术对机电一体化发展的影响
社会需求推动机电一体化技术的发展。当传统的机械技术无法满足日益增加的社会需求时,机械技术与电子技术、信息技术等结合形成的机电一体化技术就成了机械技术发展的必然。相应的系统内部的接口也就变得越来越复杂。机电一体化技术的各组成技术的研究已经进行得非常深入且日趋成熟,同时,人们也意识到单纯发展和研究各组成技术并不能保证机电一体化系统的最优化。而机电接口技术正为它们提供了一种有效的方法来进行系统研究,并将系统设计、集成和融合理论应用到实际的设计当中。目前,机电一体化正在向着智能化、模块化、网络化等方向发展,智能化必然要求系统各部分的结合要更加紧密,信息传递和反馈更加迅速准确。从机电一体化发展方向对机电接口技术的要求来看,机电接口技术的研究与发展已经成为必然,同时,机电接口技术的研究与发展也必然对机电一体化技术的发展起促进作用。
4结论
机电一体化系统是机械系统不断融合各种新技术、新知识发展起来的。因此,从机械技术发展起来的机电一体化技术的复杂性和多学科性就决定了此技术的研究重点是各种技术在机械技术上的融合与创新。机电接口技术是研究机电一体化系统中的接口问题,使系统中信息和能量的传递和转换更加顺畅,使系统各部分有机的结合在一起,形成完整的系统。机电接口技术是在机电一体化技术的基础上发展起来的,随着机电一体化技术的发展而变得越来越重要。同时机电接口技术的研究也必然促进机电一体化的发展,促进机电一体化系统理论的发展。
参考文献:
[1]李运华等.机电控制.北京:北京航空航天大学出版社,2008.
本小节主要从机电一体化的相关基本概念、机电一体化技术的基本特征、机电一体化的最新发展趋势等三个方面对机电一体化技术做较为全面的介绍,接下来详细介绍。
1.1机电一体化的基本概念
机电一体化技术从大的领域来说属于机械领域,其定义版本较多,其中一种较为权威的定义表述如下:机电一体化一般是指在机械的设计与功能扩展中,应用机械特有的主要功能、信息处理、功能控制等,把机械系统的控制中心进行集成化,并且与安装在计算上的上位机软件实现双向通信,一般来说,机电一体化技术也是一门交叉学科技术,涉及到的主要技术有通信技术,机械技术,微电子技术,电力电子技术等,机电一体化技术的核心功能就是把以上技术结合起来,形成一个整体并内嵌入机械系统中。
1.2机电一体化技术的基本特征
机电一体化技术作为一门应用广泛的技术,有其自身的特点,通过实际调查总结和查阅相关资料,本文总结出了机电一体化技术的3个主要特点,接下来详细说明如下。(1)应用的广泛性:机电一体化技术由于涉及的技术较多,是一门涉及多学科的交叉技术,正是由于这一特点,使得机电一体化技术应用十分广泛,已经远远超出了机械工程的应用范畴,当然,本文的研究重点还是放在机电一体化技术在机械工程上的应用及发展趋势。(2)具有很强的逻辑性:由于机电一体化的核心任务就是把各种技术合理融合,应用到机械领域中,把系统的机械机构和上位机软件控制合为一体,也就是形成一个统一的整体,从这个层面来说,机电一体化技术具有很强的逻辑性,或者说拥有很强的系统性。(3)机电一体化具有很强的最优化建模理论:机电一体化技术经过多年的发展,已经形成完整的最优化理论体系,相关算法可以参阅相关文献,限于论文篇幅,在这里不再累述。
1.3机电一体化技术的最新发展趋势
经过多年的发展,机电一体化技术已经形成了自己的理论体系,随着我国高新技术不断发展,越来越多的新技术被应用到机电一体化技术上,机电一体化的最新的发展趋势是控制智能化、精确化、零延迟化、结合计算机处理技术和信号传输技术,机电一体化技术也朝着无线控制、高速控制、精确控制的方向发展。
2机电一体化技术在机械工程上的应用以及发展趋势分析
本小节在上文介绍机电一体化技术相关知识的基础上探讨机电一体化技术在机械工程领域的当前应用以及未来的发展趋势,结合实际,本文从机电一体化技术应用于机械工程领域的历程分析、机电一体化在现代机床控制上的应用、机电一体化技术在全自动包装机领域的应用等三方面简单论述机电一体化技术在机械工程上的应用以及发展趋势,下面详细讨论。
2.1机电一体化技术应用于机械工程领域的历程分析
在国外,机电一体化技术应用到机械工程领域较早,通过查阅资料得知,美国在上世纪90年代就把自动控制设备应用与机械制造领域,我国相对起步晚,但是起点较高,20世纪60年代,我国通过引进苏联控制设备,逐渐把机电一体化技术应用到机械领域,并在20世纪80年代,实现机电控制设备国产化,随着科技不断进步,以计算机处理技术和无线通信技术为代表的新技术不断应用与机电一体化技术,这使得机电一体化技术焕发出勃勃生机,应用领域进一步扩大。
2.2机电一体化在现代机床控制上的应用
机电一体化在机械工程领域很重要的一个应用领域就是应用在现代机床控制上,现代机床控制要求精度高、速度快、智能化高,这就要求现代机床的控制系统具有很强的抗干扰性,机电一体化技术由于采用计算机处理技术,处理速度快,精度高、内置多块DSP芯片,抗干扰能力强。
2.3机电一体化技术在全自动包装机领域的应用
机电一体化技术除了应用与纯机械工程领域,还大量应用于相关机械与电子相结合的控制领域,通过实际调查得知,我国全自动包装机已经全部采用机电一体化技术,由于包装机械不但设计机械工程知识,还涉及机电控制技术,微机处理技术等,所以一般的控制系统很难胜任,机电一体化技术由于是一门交叉学科,所以具有很强的灵活性,所以机电一体化技术较好的解决了这个问题,机电一体化把软件控制和机械控制结合起来,融为一体,通过上位机软件来控制包装机的运行状态。
3机电一体化技术在机械领域的发展前景
通过对机电一体化当前发展趋势的调查研究,本文认为,机电一体化技术在机械领域的发展前景包括以下几点:(1)专用化趋势不断加强:随着机电一体化应用到机械领域的不断深化,机电一体化技术表现出明显的专用化趋势。(2)智能化不断加强:近年来,随着人工智能等新技术不断应用到机电一体化领域,机电一体化技术也呈现了智能化趋势。(3)能耗低:节约资源,保护环境成为全社会的共识,在这种背景下,机电一体化技术积极加强自身改革,不断研发新技术,把能耗进一步降低。
4结论
【关键词】机电一体化技术 人才需求 调研
【中图分类号】G717 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810(2015)17-0027-05
一 调研目的
调研吴中区及周边机电类企业,通过对企业的用人标准、用人层次、招聘途径、员工培训以等各个方面的调研,分析企业对机电一体化专业人才需求、岗位要求、素质能力等方面的要求,探寻机电一体化专业人才培养中的关键问题和教学体系设计的思路,调整我校机电一体化专业下一步建设和发展的方向,为我校机电一体化专业办出特色、办出成效,为人才培养目标的修订奠定基础。
二 调研对象
调研对象为机电类国有、民营、外资等企业人事经理、部门经理、技术骨干、我校机电专业毕业生。具体企业有苏州新火花机床有限公司、苏州宝玛数控设备有限公司等企业。
三 调研方法
1.典型调研
重点调查与我校机电专业长期紧密合作的企业。调研该企业的生产岗位,岗位要求,企业招聘要求,员工的学历结构,企业管理制度,企业文化生活等。采用企业参观、企业骨干访谈等形式。
2.重点调研
重点调查近两年机电一体化专业毕业生。调研毕业生所在的企业、工作岗位、岗位要求、企业管理、企业文化等。
3.抽样调研
针对开办本专业来,抽样采集优秀企业生的典型案例。调研优秀毕业生成长过程中,基本素养、知识结构、能力结构等要素与个人成才的关系。
四 调研内容
1.现状及发展趋势
机电一体化技术是制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础,是提高现代化制造产品质量和劳动生产率的重要手段。随着高新技术的快速发展,机电一体化技术在现代工业生产中得到广泛的应用,机电一体化产品的种类变得越来越广泛,在各行各业自动化生产、制造、运行与维修及其他环节中都占据了极其重要的战略地位。用高新技术来改造传统产业,而且新技术本身也要形成产业化。
2.人才供需状况
调研苏州产业结构,装备制造产业内的企业所占比重较高,图1说明苏州产业结构中装备产业内的企业占到35%。
3.岗位技能情况
本次主要调研17家企业,了解企业的主要生产产品,企业的基本性质,企业的主要岗位,以及主要岗位的基本要求等。表1为调研企业的主要信息。
苏州市教育科学“十二五”规划课题“中职机电专业‘工学六合一’人才培养模式的实践研究”(批准号:130502171)
本次对近两年的毕业生调查中,对于机电一体化技术专业所覆盖的职业岗位群进行汇总。用人单位对机电一体化技术专业毕业生所开设的岗位分布情况如下表2所示。机电一体化技术专业毕业生主要从事机电一体化设备的运行、安装、调试、检测和维护等相关的岗位,也有部分营销及售后服务和生产管理工作。
在近两年机电一体化专业毕业生调查中,不同性质的企业对近年来我校毕业生的整体素质和能力基本肯定,各单位对我校机电一体化技术专业毕业生的岗位能力提出不同的要求,见机电一体化专业岗位专项能力表。
五 调研分析
1.从业人员分析
企业中,目前招聘人员的途径主要是通过传统媒体广告招聘、校园招聘会、人才资源中介机构、内部员工推荐、现场招聘会、网络招聘等形式。职业学校学生主要以校园招聘会招聘为主。图2为企业员工招聘渠道与招聘数量比例图。
图2 企业员工招聘渠道
对于各个岗位人才层次需求,不同类型的企业需求有很大的不同,但是总体趋势是:技术工人的人才层次集中在高职和中专学生,现场管理人员集中在高职和本科学生;设计人员通常集中在本科生。其中调研的13家企业普遍认为高职学生基本素质好,基本功扎实,自我学习能力强,业务能力提升快,有团队合作精神,也更便于管理,而且到具体岗位后,上手较快,并能胜任多个岗位需求。图3为企业员工学历层次分布图。
图3 企业员工学历层次分布
对于现场管理人员来说,企业偏向选择高职生和本科生,这部分人员都需要从基层做起,了解具体产品的生产工艺流程,能在现场指导工人解决生产加工中出现的问题。对于选择高职还是本科生,企业的使用部门更多的是要看其工作中的表现和适应能力,并不是太注重其学历。图4为企业员工技能等级分布图。
图4 企业员工技能等级分布
2.课程设置分析
根据调研,明确机电一体化专业主要面向的职业与岗位,掌握具体岗位主要业务工作。表4为机电一体化职业岗位分析表。
结合企业具体岗位要求,将其细分于专业课程内,
并机电一体化专业的职业能力与课程相对应。
3.招生就业分析
2013、2014年我校招收的590名五年一贯制学生中,机电一体化技术专业人数稳定于13%。图5为2013、2014年江苏省吴中中等专业学校五年制专业招生比例。
近两年,机电一体化技术专业毕业学生共190人,就业率100%,专业对率92%。在175名专业对口人名中,按机电产品制造、机电产品维修、机电产品销售三个就业方向,见图6:机电一体化技术专业就业方向比例图。
4.同类院校分析
我校周边开设机电一体化技术专业的职业学校有苏州高等职业技术学校、苏州工业园区职业技术学校、苏州相城中等专业学校,它们都是江苏省联合职业技术学院的分院或办班点,它们具有相同的机电一体化技术专业人才培养方案。我校五年一贯制按江苏城市职业学院招生,在江苏城市职业学院机电一体化技术专业的框架内,结合我校的特色,制订出符合我区及苏州市对机电一体化专业的需求而开发的人才培养方案。
以开发的两分人才培养方案进行对比,我校的人才培养方案在修订中,更具特色,主要呈现以下几个特点:(1)岗位任务与职业能力更加细化。我校机电一体化技术专业在岗位工作任务与职业能力的分析上,围绕机电产品安装与调试、机电设备维护与维修、机械零部件生产、机电产品质量检验与管理、机电产品售后服务等核心岗位,更加具体,对职业能力要求与素质更加细化,培养方向更加清晰。(2)职业能力结构更加真实。我校机电一体化技术专业将职业能力培养细分为专业能力、社会能力、方法能力的三个维度,并呈现出具体的内涵。人才培养方案的实施更具可操作性。(3)课程的教学内容与要求更具针对性。我校机电一体化技术专业所包含的课程从课时分配、主要教学内容及要求、教学实施建设、考核方法等方面进行描述,为课程实施带来更大的便利。
六 调研结论
1.人才培养定位准确
在充分调研的基础上,我校机电一体化技术专业以“培养与我国社会主义现代化建设要求相适应,德、智、体、美全面发展,具备良好的职业道德和职业素养,从事机电一体化设备的运行、安装、调试、检测和维护等相关岗位的技术工作,适应生产、建设、服务和管理一线需要的发展型、复合型和创新型的技术技能人才”,作为人才培养目标,定位清楚,方向明确,符合企业、学生、家长的要求。
2.人才培养途径有效
我校在该专业的开办中,主要通过以下途径来完成人才培养。
第一,以专业建设提升专业内涵。在学校宏观调控下,机电一体化专业团队紧抓各种机遇,以专业建设为抓手,全面提升机电一体化专业内涵。在专业建设中,积极参与省市级各项评估,反复锤炼机电一体化专业的办学能力。近年来,专业教学设施设备得到不断充实,师资队伍不断壮大,教学管理更加规范,学生就业形势更加喜人。2013年机电一体化专业被评为省品牌专业。
第二,以课程改革促进教学效果。加强校企合作,在“工学六合一”教学模式下,开展课程改革。以机电一体化技术专业人才培养方案为纲领,开发专业课程标准,以建设校级、区级、市级精品课程为抓手,建设校本特色教材、课程资源库。
以校企联动、引入企业生产案例改革实训课程教学。建立学校专业教师与企业工程师联合教学团队,指导机电一体化专业学生技能训练。将企业生产案例引入校园,转化为教学内容,贯穿于实训教学中,提高学生技能训练的针对性与实效性。通过第三方(企业工程师、区技能鉴定员)对技能训练进行考核,提高考核的公平性。
第三,以技能竞赛提升实践能力。校技能节中车工、钳工、维修电工等项目的开设,为机电一体化专业学生技能的选择提供很大的平台。积极参与苏州市技能竞赛,更大程度地提升师生技能的水平。
第四,以“三创”基地引导创业意识。机电一体化技术专业所在系部,建立了学校“车娱水”洗车行、“衣香坊”洗衣房,为机电一体化专业学生提供了创业平台。课余时间在“三创”基地工作,提高学生创业意识,增加了创业的机会,提高服务能力。
3.教学改革成效明显
机电一体化技术专业人才培养目标的要求,推动教学工作必须进行一系列的改革。首先是建设好一支教师队伍。一方面以名师工作培养班、青年教师培养班的开设,梳理我校教师教育教学理念,增加现代职业教育改革意识。另一方面通过一些培训,提高教师职业教育的各项能力。其次是大力提升课堂教学效果。结合职业学校学生特点,加强理实一体化、项目化教学,转换教师角色,实现学生由被动学变为主动学。再次大力改革评价方式。将结果性考核转变为过程性考核,尝试学校考核转变为第三方考核,从而实现学生考核的合理性、公平性。
4.师资实力雄厚
机电一体化技术专业有着一支知识扎实、技能过硬、理念先进的教学团队,能够胜任好机电一体化技术专业的各项教育教学工作。第一,校内教学团队。机电一体化技术专业教师现有24人,师生比1∶16,其中研究生学历(硕士学位)达到29%,高级职称达到8.3%以上,获得机电专业相关的技师资格达到100%。第二,兼职教师团队。聘用苏州新火花机床有限公司高级工程师高×强等8名企业专家、苏州工业职业技术学院温×芳博士等4名高职校教授参与教育教学工作。外聘教师为该专业教育教学注入更多新鲜的元素,为办出特色专业提供有力的保障。
关键词:机电一体化技术;发展趋势:应用研究;
中图分类号:TP271+.4文献标识码:A 文章编号:
引言
机电一体化经历了自然产生和发展的过程,20世纪年代70初,经日本科技工作者系统地概括和总结,形成了比较完整的机电一体化概念,越后由于大规模集成电路技术和微型计算机技术的迅速发震,使得机电结合的形式更加灵活活,内容更加丰富,应用更加广泛。我国的机电—体化经过几十年的发展取得了重大进展,主要表现在下面几个方面。
1 机电一体化的内容
1.1机电一体化技术是从系统工程观点出发,应用机械、电子等有关技术,使机械、电子有机结合,实现系统或产品整体最优的综合性技术。机电一体化技术,主要包括技术原理和使用机电一体化产品(或系统)得以实现、使用和发展的技术。机电一体化技术是一个技术群(族)的总称。
1.2机电一体化系统(产品)由若干具有特定功能的机械和电子要素组成的有机整体,具有满足人的使用要求的最佳功能,机电一体化系统(产品)。主要是指机械系统(或部件)与微电子系统(或部件)相互置换和有机结合,从而赋予新的功能和性能的新一代产品,有良好的人机协作关系。一个机电一体化的系统主要是由机械装置、执行装置、动力源、传感器、计算机这5个要素构成。
1.3机电一体化工程( 机械电子工程)是机械工程与电子工程的综合集成,即给定机电一体化系统(或产品)“目的功能”与“规格”后,机电一体化技术人员利用机电一体化技术进行设计、制造的整个过程体系。机电一体化工程是系统工程在机电一体化系统(产品)中的具体应用。
1.4机电一体化思想体现了“ 系统设计原理”和“综合集成技巧”。系统工程、控制论和信息论是机电一体化技术的方法论。从某种意义上讲、机电一体化思想相当于“一体化”思想。它带来了诸如光电机一体化、机电液一体化、科工贸一体化、人机一体化等技术及其产品。
2机电一体化技术的发展方向
由于机电一体化技术是多学科技术交融的技术,因此其发展的程度必然受制于其相应支撑技术的发展,同时其相关技术的发展也必然促进机电一体化技术的发展。
2.1智能化
智能化是21世纪机电一体化技术的一个重要发展方向,而机器人与数控机床的智能化就是其重要应用。这里所说的“智能化”是对机器行为的描述,是在控制理论的基础上,吸收人工智能、运筹学、计算机科学、心理学、生理学和混沌动力学等新方法,模拟人类智能,使它具有自学习、自组织、自适应、思维和决策等能力,以求得到更高的控制目标。
2.2模块化
机电一体化产品种类繁多。让它们自由地交换信息是一项十分复杂的事,因此有必要研制具有标准机械接口或电气动力接口等的机电一体化产品。如果机电产品能够象“搭积木”那样让需求者根据要求自由组合,那么无论是对资源的节约,还是服务于各行各界,都有着其巨大的作用。
2.3 网络一体化
由于网络的普及,推进了全球化的进程。而基于网络的各种远程监控技术,让家用电器网络化成为可能。把各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家用电器系统(Computer Integrated ApplianceSystem,CIAS),使人们无论在家里还是在外面,都能随时享受各种机电产品带来的好处。因此,机电_体化产品无疑会朝着网络化的方向发展。
2.4微机电化
微机电化指的是机电系统主要装置的特征尺寸在亚微米至亚毫米范围。微机电系统产品由于体积小、耗能少、运动灵活,在军事、生物医疗、航空、信息等方面具有不可比拟的优势。
2.5 绿色化
绿色化主要是指产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中,符合特定的环境保护和人类健康的要求,对生态环境无害或危害极少,而且是低能耗、低材耗、协调而可再生的产品。
3机电一体化技术的应用
在人们的日常生活当中,自动机械、信息处理设备、办公室设备、车辆电子设备、医疗器械、光学装置、智能家电、楼宇安全系统等机电一体化系统都离不开执行元件为其提供动力。而执行元件和电子控制装置之间是无法直接连接的,因此需要一个驱动部件。该驱动部件在电子控制装置的控制下,接收指令,进行能量转换,从而得到目标输出。电子控制驱动系统框架见图1。
对于精密传动来说,需要在执行元件输出终端进行传动测量,如测量其位置、速度、加速度,同时将所测得的数据反馈给电子控制装置,让其进行比较,进行误差修正控制,最终实现精密传动。电子闭环控制驱动系统框架见图2。
当有多个执行元件,其输出动作规律各不相同时,一方面要根据各执行元件工作情况来考虑其控制的形式,另一方面需要确定它们之间是否存在输出的联系。如果它们之间没有联系,可以让它们单独来工作,也可以通过构建PC机上位控制来统一管理。图3为PC机二级管理的多驱动电子闭环控制系统结构框图。若工作联动内容经常变化,就应该构建一个可以直接识别联动输出的软件,将联动输出写入软件当中,让其直接转化为控制程序,这样就能灵活地应对动作输出的需求。图4为装载了位置控制模块的PC机二级管理多驱动电子闭环控制系统结构框图。
上述机电一体化技术的应用,仅论述了如何将传感技术、信息处理技术和驱动技术等技术简单的融合,各部件都是以模块形式搭建的,而模块间的信号传输及所涉及到的接口技术和信息处理技术是其中的重点。所以,在机电一体化技术应用中,以全局最优的观念去设计机电一体化产品,并且解决好每个功能模块信息处理和传输的问题,是能够迅速地利用好机电一体化技术的方法。
结束语
综上所述,机电一体化技术是现代科学技术发展的必然结果,是人们为了满足社会日益丰富的需求而不断地对已有的技术进行变革创新并且使它们有机结合的一门综合性技术。。因此,机电一体化技术对我们人类的发展有着极其深远的意义。
参考文献
[1]梁俊彦,李玉翔,林树忠.机电一体化技术的发展及应用[J].科技资讯.
[2]杨兆伟,刘锦.机电一体化技术的发展趋势与分析[J].机电产品开发与创新,2007
[3]茵延年,张志伟.机电一体化技术及其发展应用展望.苏州大学学报(工科版),2004
关键词:机电一体化技术 应用 发展趋势
机电一体化技术在经济发展的过程中,使自动化的发展提升具有良好的技术支持,并在机电一体化技术的应用过程中,有效减少人力物力在生产加工中的多余消耗,并降低了安全问题发生的几率,因此在煤炭行业、建筑行业中创造了巨大社会效益与经济效益。机电一体化技术包含信息传感器技术、电工电子技术、接口技术、机械技术等多项技术的有机结合,并能够综合应用在实际操作中。
1.机电一体化的应用范围
1.1建筑材料
在当前建筑施工的工作中,对建筑材料的要求也越来越高,且建筑材料作为建筑施工中比例较多的内容,对其的质量要求标准也更高。要想保证建筑材料能够有更高的质量发展特征,就要确保机电一体化的技术能够在建筑材料中得到科学应用[1]。此外,建筑材料的选择调配对建筑质量有直接影响,若是材料调配没有满足规定要求,将会减少建筑工程中的使用寿命,甚至引发严重的安全隐患,从而产生经济损失。正因如此,应用机电一体化技术到建筑材料中,就能实现建筑材料的正确配比,以免误差产生,进而推动建筑行业的发展。
1.2自动生产线与数控机床
作为一个生产大国,我国在产品生产的过程中,对机床的使用量非常大,这也造成国家生产总值的提升。通常情况下,机床建设同数控技术的发展具有密切联系。在国家机电一体化技术逐步发展完善的过程中,机电技术也更加成熟,但是综合水平的发展依然处于世界的中级水平,因此对其要逐步改进与完善,进而更好推动数控机床技术的发展。此外,机电一体化在自动化生产线中也有普遍应用,且在国民经济增长的进程中,更多的生产设备与自动化生产线被用于工业化建设的工作时,使工业化进程进一步加快。就当前阶段的发展来说,工业化的发展还具有一定不足,需要在今后的使用过程中完善人机界面系统设计、边坡调速等任务,从各方面完善机电一体化技术的发展。
1.3钢铁行业
机电一体化技术在钢铁行业中的应用,能够使生产效率、生产质量得到提升,促进钢铁行业能够超现代化的发展方向进步,就当前的发展情况来说,钢铁行业中的机电一体化技术应用可分成以下几点:第一,计算机集成系统的应用,使得钢铁生产过程中每个工作流程能够紧密连接。第二,现场的总线技术应用,能够使设备链路实现通信数字化[2]。第三,使用交流传动技术,能够替代传统的电子传动,使生产效率大幅度提升。
1.4工业机器人
机电一体化在工业机器人中的应用主要为三个阶段,第一阶段中,机器人对环境的适应力较差,智能依照规定要求进行动作的机械重复。第二阶段中机器人已经具备初级的传感系统,并能够及时进行信息处理。第三阶段的工业机器人发展,已经逐渐进入智能化的发展领域,引出感知能力^强,能够在较为复杂的逻辑思维中进行合理准确的科学分析,使工业机器人能够在使用中发挥更好的社会效益,并具备较好的环境适应力。
2.机电一体化的发展趋势
2.1绿色化
在人们生活水平逐步提高的同时,对环境发展的关注度也越来越多,因此机电一体化技术在今后的改进工作中,更应注意绿色化的应用发展,最终达到环境保护的最终目标。机电一体化中的绿色发展方向就是实现各类产品的低能耗、低污染发展,并减少人们在使用制造中出现的健康危害,避免造成环境污染。绿色化的发展方向能够是产品应用效率全面提升,并在推动生态环境的良好发展、人体身心健康等方面都具有良好作用,总之,机电一体化的产品发展趋势具有十分广阔的市场前景。
2.2光机电一体化
机电一体化技术具备强大的功能作用,并在实际生活、生产过程中发挥出了自身优势,人们对机电一体化技术的研究力度、关注力度也在逐步提升。目前机电一体化的应用主要包含了信息处理系统、能源系统、传感系统等,其中机械机构属于其最主要的结构组成[3]。为更好掌握金银光学技术,促使光机电一体化的技术发展,推动机电一体化走向新的发展时期。
2.3智能化
在当前信息化技术飞速发展的进程中,智能化的信息技术水平也有了突飞猛进的发展。因此机电一体化技术中,人工智能的科学应用,也是未来发展的趋势之一。在充足的理论知识基础之上,从多方面思维引进,从而达到机电一体化技术的全信息化。智能化作为机电一体化技术的信息重要表现,能够运用计算机科学、人工智能、模糊定量、运筹学等进行机电一体化技术的整体发展,并且在模拟人类智能技术、混沌动力学等领域有了新的研究进程,随着今后机电一体化研究的逐步深入,也呈现出了“全息”化发展特征,并在智能化的应用领域增强使用效果。
3.结语
综上所述,机电一体化技术是在经济发展进程中十分重要的科学技术,也属于全球科学技术发展的结果。所以,在以后的发展应用过程中,相关部门应当更加重视机电一体化技术的深入与研究,利用先进的技术设备创新机电一体化发展。促使国家的生产效力能够提升也能增大企业的发展规模,提升其社会经济效益,全面推动国家经济的持续发展。机电一体化技术综合多种科学技术的应用优势,在技术发展的提升过程中其应用水平也能够不断进步,最终在机电行业中发挥更大作用。
参考文献
[1].机电一体化技术在机械工程上的应用及发展趋势[J].科技创新与应用,2016(8): 148-148.