在機(jī)械工程領(lǐng)域由于微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機(jī)械工業(yè)的滲透所形成的機(jī)電一體化使機(jī)械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu) 產(chǎn)品機(jī)構(gòu) 功能與構(gòu)成生產(chǎn)方式及管理體系發(fā)生了巨大變化使工業(yè)生產(chǎn)由機(jī)械電氣化邁入了機(jī)電一體化為特征的發(fā)展階段

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一機(jī)電一體化的核心技術(shù)

機(jī)械技術(shù) 是機(jī)電一體化的基礎(chǔ) 機(jī)械技術(shù)的著眼點(diǎn)在于如何與機(jī)電一體化技術(shù)相適應(yīng) 利用其高新技術(shù)來(lái)更新概念實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)上材料上性能上變更滿(mǎn)足減小重量縮小體積提高精度提高剛度及改善性能要求

計(jì)算機(jī)與信息技術(shù) 其中信息交換存取運(yùn)算判斷與決策人工智能技術(shù) 專(zhuān)家系統(tǒng)技術(shù) 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)均屬于計(jì)算機(jī)信息處理技術(shù)

系統(tǒng)技術(shù) 即以整體概念組織應(yīng)用各種相關(guān)技術(shù) 從全局角度和系統(tǒng)目標(biāo)出發(fā) 將總體分解成相互關(guān)聯(lián)的若干功能單元接口技術(shù)是系統(tǒng)技術(shù)中一個(gè)重要方面是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)各部分有機(jī)連接的保證

自動(dòng)控制技術(shù) 在控制理論指導(dǎo)下進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)后的系統(tǒng)仿真現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試控制技術(shù)包括如高精度定位控制速度控制自適應(yīng)控制自診斷校正補(bǔ)償再現(xiàn) 檢索等

傳感檢測(cè)技術(shù) 是系統(tǒng)的感受器官是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制自動(dòng)調(diào)節(jié)的關(guān)鍵環(huán)節(jié) 其功能越強(qiáng) 系統(tǒng)的自動(dòng)化程序就越高

伺服傳動(dòng)技術(shù) 包括電動(dòng) 氣動(dòng) 液壓等各種類(lèi)型的傳動(dòng)裝置伺服系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)電信號(hào)到機(jī)械動(dòng)作的轉(zhuǎn)換裝置與部件對(duì)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能控制質(zhì)量和功能有決定性的影響

二機(jī)電一體化技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域

一數(shù)控機(jī)床

數(shù)控機(jī)床及相應(yīng)的數(shù)控技術(shù)經(jīng)過(guò) 年的發(fā)展在結(jié)構(gòu) 功能操作和控制精度上都有迅速提高具體表現(xiàn)在

采用多多主總線的體系結(jié)構(gòu)

開(kāi)放性設(shè)計(jì) 即硬件體系結(jié)構(gòu)和功能模塊具有層次性兼容性符合接口標(biāo)準(zhǔn)

WOP技術(shù)和智能化系統(tǒng)能提供面向車(chē)間的編程技術(shù)和實(shí)現(xiàn)二三維加工過(guò)程的動(dòng)態(tài)仿真并引入在線診斷模糊控制等智能機(jī)制

大容量存儲(chǔ)器的應(yīng)用和軟件的模塊化設(shè)計(jì) 不僅豐富了數(shù)控功能同時(shí)也加強(qiáng)了CNC系統(tǒng)的控制功能

能實(shí)現(xiàn)多過(guò)程多通道控制即具有一臺(tái)機(jī)床同時(shí)完成多個(gè)獨(dú)立加工任務(wù)或控制多臺(tái)和多種機(jī)床的能力并將刀具破損檢測(cè)物料搬運(yùn) 機(jī)械手等控制都集成到系統(tǒng)中去

系統(tǒng)的多級(jí)網(wǎng)絡(luò)功能加強(qiáng)了系統(tǒng)組合及構(gòu)成復(fù)雜加工系統(tǒng)的能力

以單板單片機(jī)作為控制機(jī) 加上專(zhuān)用芯片及模板組成結(jié)構(gòu)緊湊的數(shù)控裝置

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二計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）

CIMS的實(shí)現(xiàn)不是現(xiàn)有各分散系統(tǒng)的簡(jiǎn)單組合而是全局動(dòng)態(tài)最優(yōu)綜合它打破原有部門(mén)之間的界線使各種生產(chǎn)要素之間的配置得到更好的優(yōu)化各種生產(chǎn)要素的潛力可以得到更大的發(fā)揮

三柔性制造系統(tǒng)FMS

柔性制造系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)化的制造系統(tǒng) 主要由計(jì)算機(jī) 數(shù)控機(jī)床機(jī)器人料盤(pán) 自動(dòng)搬運(yùn)小車(chē)和自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)等組成它可以隨機(jī)地實(shí)時(shí)地按量地按照裝配部門(mén)的要求生產(chǎn)其能力范圍內(nèi)的任何工件特別適于多品種中小批量設(shè)計(jì)更改頻繁的離散零件的批量生產(chǎn)

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四工業(yè)機(jī)器人

三機(jī)電一體化的主要發(fā)展方向

20世紀(jì)90年代后期各主要發(fā)達(dá)國(guó)家開(kāi)始了機(jī)電一體化技術(shù)向智能化方向邁進(jìn)的新階段一方面光學(xué) 通信技術(shù)等進(jìn)入了機(jī)電一體化微細(xì)加工技術(shù)也在機(jī)電一體化中嶄露頭角另一方面對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)的建模設(shè)計(jì) 分析和集成方法機(jī)電一體化的學(xué)科體系和發(fā)展趨勢(shì)都進(jìn)行了深入研究同時(shí) 由于人工智能技術(shù) 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及光纖技術(shù)等領(lǐng)域取得的巨大進(jìn)步為機(jī)電一體化技術(shù)開(kāi)辟了發(fā)展的廣闊天地未來(lái)機(jī)電一體化的主要發(fā)展方向有

智能化21 世紀(jì)機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要發(fā)展方向是在控制理論的基礎(chǔ)上吸收人工智能運(yùn)籌學(xué) 計(jì)算機(jī)科學(xué) 模糊數(shù)學(xué) 心理學(xué) 生理學(xué)和混沌動(dòng)力學(xué)等新思想新方法模擬人類(lèi)智能使它具有判斷推理邏輯思維自主決策等能力以求得到更高的控制目標(biāo)

網(wǎng)絡(luò)化 20世紀(jì)90年代計(jì)算機(jī)技術(shù)等的突出成就是網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 機(jī)電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來(lái) 只要其功能獨(dú)到質(zhì)量可靠很快就會(huì)暢銷(xiāo)全球因此機(jī)電一體化產(chǎn)品無(wú)疑將朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展

微型化微機(jī)電一體化產(chǎn)品體積小耗能少運(yùn)動(dòng)靈活在生物醫(yī)療軍事信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢(shì)

綠色化機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指使用時(shí)不污染生態(tài)環(huán)境報(bào)廢后能回收利用綠色產(chǎn)品在其設(shè)計(jì) 制造使用和銷(xiāo)毀的生命過(guò)程中符合特定的環(huán)境保護(hù)和人類(lèi)健康的要求對(duì)生態(tài)環(huán)境無(wú)害或危害極少資源利用率極高

系統(tǒng)化其特征之一就是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)一步采用開(kāi)放式和模式化的總線結(jié)構(gòu) 系統(tǒng)可以靈活組態(tài) 進(jìn)行任意剪裁和組合同時(shí)尋求實(shí)現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制和綜合管理特征之二是通信功能的大大加強(qiáng) 特別是人格化發(fā)展引人注目即未來(lái)的機(jī)電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系

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當(dāng)然機(jī)電一體化的發(fā)展不是孤立的與機(jī)電一體化相關(guān)的技術(shù)還有很多并隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展各種技術(shù)相互融合的趨勢(shì)將越來(lái)越明顯機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用也將更加廣闊